影響風化煤提純腐植酸鈉的工藝因素研究

唐富保

（景德鎮陶源礦業有限公司 景德鎮市 333000）

一、前言

腐植酸的主要組成元素有碳、氫、氧、氮（也有含硫、磷）等，它是一種主要呈黑色或棕色的無定形的高分子膠體。腐植酸由于本身具有膠體的性質，難溶于水，而分子中含有梭基、酚輕基又使得其具有酸的性質，其堿金屬鹽可溶于水。腐植酸鈉是腐植酸的堿金屬鹽，它無毒無臭無腐蝕，極易溶于水。腐植酸鈉屬于多功能的高分子化合物，含有羥基，醌基，羧基等較多的活性基團，同時又具有很大的內表面積，表現出有較強的螯合，交換，吸附等能力。因此腐植酸鈉在陶瓷生產中可以有效的起到增強坯體的作用和有良好的化漿能力。

近年來腐植酸鈉在陶瓷生產中已成為不可缺少的陶瓷添加劑一種，由于景德鎮日用瓷的生產主要還是用石膏模注漿成型的方法，良好的泥漿流動性是影響注漿成型好壞的主要指標之一。因此本文就從風化煤中提取腐植酸鈉的影響因素進行了研究和探討。

二、實驗研究與分析

實驗過程：先根據實驗計算好煤：水比例，然后量取所需的蒸餾水，將風化煤粉碎過篩按實驗要求的重量和顆粒粒度放入量好的水中加熱攪拌，再根據計算好的NaOH濃度，稱去所需NaOH量加入到煤水溶液中，攪拌一定時間后沉淀1小時后，再采用虹吸法進行過濾，過濾所得濾液放在烘箱中進行烘干，烘干后的樣品即為實驗所得腐植酸鈉。

1、不同堿的濃度對腐植酸鈉抽提的影響

通過前期試驗發現在煤水比例不同時，堿的濃度對腐植酸鈉提純影響會不同。表1給出了在不同的煤水比例條件下，堿的濃度對腐植酸鈉提純影響結果。

表1不同煤水比堿溶度對腐植酸鈉抽提的影響

煤：水=100:800

煤：水=100:700

煤：水=100:1000

從上表數據可得出：在確定煤水的比例后，隨著堿的濃度的改變，其腐植酸鈉的抽提效果也隨之改變。在煤水比例為100:1000，堿濃度為2.4%wt時，可得到本實驗的最佳抽提率95.39%。從表1中還可以看到在堿的濃度過大時，抽提腐植酸鈉易出現膠凝現象，導致抽提率下降，降低腐植酸鈉的產量。在表1中雖然可以看到在一定的范圍內，擴大NaOH的濃度可以在一定程度上提高的腐植酸鈉的抽提率，但是隨之而來的抽提液中多余的NaOH溶液，會造成腐植酸鈉的pH值明顯加大。這就不僅影響了產品質量，而且還浪費了NaOH，不利于降低企業的生產腐植酸鈉的成本。

2、不同風化煤加入量對腐植酸鈉產量的影響

在確定堿濃度的基礎上,采用對比實驗研究了不同的風化煤加入量對腐植酸鈉產量的影響。所得結果見表2，從表中可以得出：在同樣的工藝條件下，若通過加大風化煤的加入量，可以達到增加腐植酸鈉的產量的目的，這對我們生產中降低腐植酸鈉的生產成本有很大的指導意義。

表2不同風化煤加入量對腐植酸鈉抽提率的影響

3、不同抽提時間對腐植酸鈉產量的影響

表3給出了不同抽提時間對腐植酸鈉產量的影響，從表3可見：在固定其他工藝條件下，隨著抽提時間的增加，腐植酸鈉的產量也會略微增加，增加不明顯，綜合能源的消耗和產量的增加量來看，本實驗中的抽提時間長度為lh就可以。

表3不同抽提時間對腐植酸鈉抽提率的影響

4、不同抽提溫度對腐植酸鈉產量的影響

生產過程中能源的消耗也是腐植酸鈉成本的重要一個部分，因此確定最佳的抽提溫度也是不容忽視的研究，具體數據見表4

表4不同抽提溫度對腐植酸鈉抽提率的影響

根據表4給出的不同抽提溫度對腐植酸鈉產量的影響來看，發現隨著溫度的升高，腐植酸鈉的產量也隨之增加。但當溫度在80℃以上時，腐植酸鈉的增加量不是很明顯。因而綜合能耗和產率來看，抽提溫度不能低于80℃。

5、煤粒度對腐植酸鈉產量的影響

在相同的工藝條件下，若煤粒度過大，則抽提時不能充分接觸，從而造成腐植酸鈉的產量偏低。若風化煤粒度過小，煤灰容易懸浮在溶液中，沉降比較慢，一方面影響生產效率，另一方面造成殘留的煤灰影響產品質量。為了研究不同風化煤粒度對腐植酸鈉產量的影響進行了如表5的實驗。

由表5可見，風化煤的粒度從40目到120目，實驗發現在這個區間，風化煤的粒度對腐植酸鈉的產量影響不大。但是在實驗過程中我們看到若粒度過小，會出現抽提液的沉速度變慢的現象，使得實驗所得腐植酸鈉中的殘渣含量增加。因而從表5得出分化煤的粒度在80目為宜。

表5不同煤粒度對腐植酸鈉抽提率的影響

三、結論

根據以上不同影響從風化煤中提純腐植酸鈉的因素研究分析結果來看，本研究可以得到一下結論：

1)不同的煤水比例，隨堿的濃度改變，抽提率也改變。本研究最佳的煤水比例為100:1000，堿濃度為2.4%wt，腐植酸鈉的抽提率最大。

2)在相同工藝條件下，增加風化煤的加入量可以增加腐植酸鈉的產量。

3)在相同工藝條件下，隨著抽提溫度的升高而升高，超過80℃以后對抽提腐植酸鈉影響不大；

4）在相同工藝條件下，增加抽提時間對提高腐植酸鈉的產量影響不大；

5) 在相同工藝條件下，減少風化煤的粒度會增加腐植酸鈉的抽屜率，但是一味的減少風化煤的粒度，也會造成產品中煤渣含量增加，本研究中風化煤的粒度為80目較為合適。

1.昆明工學院矯工系腐鈉科研組. “ 腐植酸鈉的正交試驗及其理化數據和工藝參數的測定”,1980年8月

2.上海化工學院情報編譯組《化工情況》.1976年6月

3.吳仁儒. 陶瓷原料中腐植酸含量的測定.景德鎮高專學報.2001.Vol.16 No.2

4.吳仁儒. 腐植酸鈉的提取及提純. 景德鎮高專學報.2000.Vol.15 No.2