影響風(fēng)化煤提純腐植酸鈉的工藝因素研究

唐富保

（景德鎮(zhèn)陶源礦業(yè)有限公司 景德鎮(zhèn)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(wú)定形的高分子膠體。腐植酸由于本身具有膠體的性質(zhì)，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(zhì)，其堿金屬鹽可溶于水。腐植酸鈉是腐植酸的堿金屬鹽，它無(wú)毒無(wú)臭無(wú)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(tuán)，同時(shí)又具有很大的內(nèi)表面積，表現(xiàn)出有較強(qiáng)的螯合，交換，吸附等能力。因此腐植酸鈉在陶瓷生產(chǎn)中可以有效的起到增強(qiáng)坯體的作用和有良好的化漿能力。

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

二、實(shí)驗(yàn)研究與分析

實(shí)驗(yàn)過(guò)程：先根據(jù)實(shí)驗(yàn)計(jì)算好煤：水比例，然后量取所需的蒸餾水，將風(fēng)化煤粉碎過(guò)篩按實(shí)驗(yàn)要求的重量和顆粒粒度放入量好的水中加熱攪拌，再根據(jù)計(jì)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(shí)間后沉淀1小時(shí)后，再采用虹吸法進(jìn)行過(guò)濾，過(guò)濾所得濾液放在烘箱中進(jìn)行烘干，烘干后的樣品即為實(shí)驗(yàn)所得腐植酸鈉。

1、不同堿的濃度對(duì)腐植酸鈉抽提的影響

通過(guò)前期試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在煤水比例不同時(shí)，堿的濃度對(duì)腐植酸鈉提純影響會(huì)不同。表1給出了在不同的煤水比例條件下，堿的濃度對(duì)腐植酸鈉提純影響結(jié)果。

表1不同煤水比堿溶度對(duì)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(shù)據(jù)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(shí)，可得到本實(shí)驗(yàn)的最佳抽提率95.39%。從表1中還可以看到在堿的濃度過(guò)大時(shí)，抽提腐植酸鈉易出現(xiàn)膠凝現(xiàn)象，導(dǎo)致抽提率下降，降低腐植酸鈉的產(chǎn)量。在表1中雖然可以看到在一定的范圍內(nèi)，擴(kuò)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(lái)的抽提液中多余的NaOH溶液，會(huì)造成腐植酸鈉的pH值明顯加大。這就不僅影響了產(chǎn)品質(zhì)量，而且還浪費(fèi)了NaOH，不利于降低企業(yè)的生產(chǎn)腐植酸鈉的成本。

2、不同風(fēng)化煤加入量對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響

在確定堿濃度的基礎(chǔ)上,采用對(duì)比實(shí)驗(yàn)研究了不同的風(fēng)化煤加入量對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響。所得結(jié)果見(jiàn)表2，從表中可以得出：在同樣的工藝條件下，若通過(guò)加大風(fēng)化煤的加入量，可以達(dá)到增加腐植酸鈉的產(chǎn)量的目的，這對(duì)我們生產(chǎn)中降低腐植酸鈉的生產(chǎn)成本有很大的指導(dǎo)意義。

表2不同風(fēng)化煤加入量對(duì)腐植酸鈉抽提率的影響

3、不同抽提時(shí)間對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響

表3給出了不同抽提時(shí)間對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響，從表3可見(jiàn)：在固定其他工藝條件下，隨著抽提時(shí)間的增加，腐植酸鈉的產(chǎn)量也會(huì)略微增加，增加不明顯，綜合能源的消耗和產(chǎn)量的增加量來(lái)看，本實(shí)驗(yàn)中的抽提時(shí)間長(zhǎng)度為lh就可以。

表3不同抽提時(shí)間對(duì)腐植酸鈉抽提率的影響

4、不同抽提溫度對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響

生產(chǎn)過(guò)程中能源的消耗也是腐植酸鈉成本的重要一個(gè)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(shù)據(jù)見(jiàn)表4

表4不同抽提溫度對(duì)腐植酸鈉抽提率的影響

根據(jù)表4給出的不同抽提溫度對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響來(lái)看，發(fā)現(xiàn)隨著溫度的升高，腐植酸鈉的產(chǎn)量也隨之增加。但當(dāng)溫度在80℃以上時(shí)，腐植酸鈉的增加量不是很明顯。因而綜合能耗和產(chǎn)率來(lái)看，抽提溫度不能低于80℃。

5、煤粒度對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響

在相同的工藝條件下，若煤粒度過(guò)大，則抽提時(shí)不能充分接觸，從而造成腐植酸鈉的產(chǎn)量偏低。若風(fēng)化煤粒度過(guò)小，煤灰容易懸浮在溶液中，沉降比較慢，一方面影響生產(chǎn)效率，另一方面造成殘留的煤灰影響產(chǎn)品質(zhì)量。為了研究不同風(fēng)化煤粒度對(duì)腐植酸鈉產(chǎn)量的影響進(jìn)行了如表5的實(shí)驗(yàn)。

由表5可見(jiàn)，風(fēng)化煤的粒度從40目到120目，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在這個(gè)區(qū)間，風(fēng)化煤的粒度對(duì)腐植酸鈉的產(chǎn)量影響不大。但是在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中我們看到若粒度過(guò)小，會(huì)出現(xiàn)抽提液的沉速度變慢的現(xiàn)象，使得實(shí)驗(yàn)所得腐植酸鈉中的殘?jiān)吭黾?。因而從?得出分化煤的粒度在80目為宜。

表5不同煤粒度對(duì)腐植酸鈉抽提率的影響

三、結(jié)論

根據(jù)以上不同影響從風(fēng)化煤中提純腐植酸鈉的因素研究分析結(jié)果來(lái)看，本研究可以得到一下結(jié)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(fēng)化煤的加入量可以增加腐植酸鈉的產(chǎn)量。

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

4）在相同工藝條件下，增加抽提時(shí)間對(duì)提高腐植酸鈉的產(chǎn)量影響不大；

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

1.昆明工學(xué)院矯工系腐鈉科研組. “ 腐植酸鈉的正交試驗(yàn)及其理化數(shù)據(jù)和工藝參數(shù)的測(cè)定”,1980年8月

2.上海化工學(xué)院情報(bào)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(cè)定.景德鎮(zhèn)高專學(xué)報(bào).2001.Vol.16 No.2

4.吳仁儒. 腐植酸鈉的提取及提純. 景德鎮(zhèn)高專學(xué)報(bào).2000.Vol.15 No.2