一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，属于黄腐酸提取方法技术领域，用以解决现有黄腐酸提取过程中黄腐酸转化效果和提取率差及污染环境的技术问题。本发明专利技术的低变质褐煤中黄腐酸的提取方法，包括以下步骤：S1、制备褐煤煤样；S2、将双氧水和甲酸按照质量比1～10：1～10配成混合溶液，然后与S1步骤制备的褐煤煤样按照质量比为1～10：0.5～5制成煤浆液混合物，并通入惰性气体；S3、利用超声装置对S2制备的煤浆混合物进行超声混合搅拌，利用超声混合搅拌协同氧化分解褐煤煤样；S4、分离褐煤残留物，制得黄腐酸固体。本发明专利技术通过选用环境友好的“双氧水+甲酸”氧化剂以及超声协同氧化分解褐煤煤样，不仅避免环境污染，并且提升了黄腐酸产率。

A method for extracting fulvic acid from lignite oxide

The invention relates to a method for extracting fulvic acid from Lignite by oxidation, which belongs to the technical field of fulvic acid extraction method, and is used to solve the technical problems of conversion effect of fulvic acid, poor extraction rate and environmental pollution in the existing process of fulvic acid extraction. The method for extracting fulvic acid from low-metamorphic lignite includes the following steps: S1, preparation of lignite sample; S2, mixing hydrogen peroxide and formic acid into mixed solution according to mass ratio 1-10:1-10, then mixing lignite sample prepared in step S1 with mass ratio 1-10:0.5-5 to make coal slurry mixture, and feeding inert gas; S3, coal slurry prepared by ultrasonic device to S2. Ultrasound mixing and stirring were used to decompose lignite samples by ultrasonic mixing and stirring combined with oxidation. S4. Lignite residues were separated to produce fulvic acid solid. The invention not only avoids environmental pollution, but also improves the yield of fulvic acid by choosing environmentally friendly \hydrogen peroxide + formic acid\ oxidant and ultrasonic synergistic oxidation to decompose lignite samples.

【技术实现步骤摘要】
一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法
本专利技术涉及黄腐酸类物质提取方法
，一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法。
技术介绍
黄腐酸是一种易溶于水及部分有机溶剂的黄灰色或灰褐色固体，易粉碎成粉末。黄腐酸在生命科学领域已经体现强大作用，尤其是医药、兽药产业具有不可替代的功效。目前黄腐酸在现代农业、工业、医药、养殖等很多行业功效特殊，有重要应用，市场前景好。黄腐酸组分官能团多、水溶性好、生化活性高、分子小，被世界众多专家认可，在传统行业具有更新换代的技术效果，在前沿领域为很多行业实现创新应用。国内外黄腐酸的提取制备方法很多，常用的“提取法”方法包括：碱溶法、强酸提取法、交换树脂法和氧化分解法等方法。碱溶法和强酸抽提法由于酸、碱用量大，对操作环境及设备有一定腐蚀及污染；交换树脂法树脂选择及操作技术需求高，实现起来有一定困难，而且黄腐酸很多成分会对交换树脂造成溶解破坏，维护困难，更换材料代价较大；氧化分解法常用的氧化剂是双氧水和硝酸，硝酸氧化褐煤提取黄腐酸会产生大量的氮氧化物，带来环境污染；双氧水氧化褐煤提取黄腐酸虽然环境友好但单独采用双氧水提取黄腐酸的产率不高。
技术实现思路
鉴于上述的分析，本专利技术实施例旨在提供一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，用以解决现有黄腐酸提取过程中黄腐酸转化效果和提取率差及污染环境的技术问题。本专利技术公开的一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，包括以下步骤：S1、制备褐煤煤样；S2、将双氧水和甲酸按照质量比1～10：1～10配成混合溶液，然后与S1步骤制备的褐煤煤样按照1～10：0.5～5的比例制成煤浆液混合物，并对煤浆液混合物通入惰性气体；S3、利用超声装置对S2制备的煤浆混合物进行超声混合搅拌，通过超声混合搅拌对褐煤煤样进行超声协同氧化分解；S4、分离褐煤残留物，制得黄腐酸固体。进一步地，在S2步骤中，甲酸的质量浓度为20％～80％。进一步地，S2步骤中，煤浆液混合物中双氧水、甲酸和S1步骤制备的褐煤煤样的质量比为1～5：1～5：0.5～2.5。进一步地，S2步骤中，甲酸的质量浓度为30％～60％。进一步地，在S2步骤中，双氧水的质量浓度为15％～45％；进一步地，在S2步骤中，双氧水的质量浓度为25％～30％。进一步地，超声装置的超声频率为20～100KHz，功率为0.1～0.8W/cm2；超声装置的加热温度为40～100℃。进一步地，在S1步骤中，将褐煤破碎成500目以下颗粒，制备粉体褐煤煤样。进一步地，S3步骤中，煤浆混合物氧化分解时间为5～600min。进一步地，S3步骤中，煤浆混合物氧化分解时间为10～300min。与现有技术相比，本专利技术至少可实现如下有益效果之一：(1)本专利技术的氧化剂采用“双氧水+甲酸”氧化分解褐煤煤样，其中，双氧水是一种环境友好型的氧化剂，氧化分解产物绿色无污染；甲酸为有机弱酸，性质温和，可以与双氧水反应生成氧化性更强的氧化剂过氧甲酸，过氧甲酸与褐煤大分子有机物反应，从而促进大量黄腐酸的生成。(2)本专利技术采用超声装置的超声频率为20～100KHz，功率为0.1～0.8W/cm2，加热温度为40～100℃，超声装置对煤浆混合物进行超声混合搅拌，超声波的强烈空化作用可促使或加速褐煤氧化分解反应，实现氧化剂与褐煤煤样的高度均匀分散接触，进而调整煤样与甲酸及双氧水的接触表面，有效拉开褐煤分子三维结构微介观尺度空隙，高度暴露褐煤分子的氧化分解活性位点，促进氧化剂与褐煤分子的氧化分解活性位点高效接触，实现催化氧化分解反应的高效进行。本专利技术中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过说明书实施例所特别指出的内容中来实现和获得。具体实施方式下面来具体描述本专利技术的优选实施例。本专利技术提供了一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，具体包括以下步骤：S1、制备褐煤煤样；S2、将双氧水和甲酸按照质量比1～10：1～10配成混合溶液，然后与S1步骤制备的褐煤煤样按照1～10：0.5～5的比例制成煤浆液混合物，并对煤浆液混合物通入惰性气体；S3、利用超声装置对S2制备的煤浆混合物进行超声混合搅拌，通过超声混合搅拌对褐煤煤样进行超声协同氧化分解；S4、分离褐煤残留物，制得黄腐酸固体。首先，本专利技术的褐煤氧化剂选用“双氧水+甲酸”组合，相对于“双氧水+冰醋酸”，该氧化剂在褐煤氧化分解反应过程中能够生成过氧甲酸，而“双氧水+冰醋酸”在褐煤氧化分解反应过程中生成的是过氧乙酸，过氧甲酸的氧化性要强于过氧乙酸的氧化性，同等条件下，过氧甲酸对褐煤的氧化分解程度较深，因此，使用“双氧水+甲酸”比“双氧水+冰醋酸”提取黄腐酸的产率更高；将本专利技术制备的黄腐酸用于植物培养，本专利技术制备的黄腐酸更能促进植物生长，因此，本专利技术制备的黄腐酸的性能更好。其次，本专利技术的褐煤氧化剂选用“双氧水+甲酸”相对于“双氧水+硝酸”：从反应机理上讲二者具有明显区别，“双氧水+甲酸”的组合中，甲酸起到的是有机酸催化作用，甲酸与双氧水反应生成过氧甲酸，过氧甲酸是一种氧化性比双氧水更强的氧化剂，过氧甲酸在反应过程中产生·OOH自由基，该自由基与褐煤大分子有机物反应，并能够深度氧化分解褐煤大分子有机物，进而实现氧化剂对褐煤分子侧链和支链的氧化分解断键氧化转化及官能团的氧化分解转化，从而生成大量酸性基团及相关团簇小分子，提高了氧化效果，最终实现黄腐酸的高效提取。当氧化剂采用“双氧水+硝酸”时，其中，硝酸是一种氧化剂，利用硝酸的氧化性直接氧化煤炭，该方法从药剂环保的角度考虑，使用“双氧水+硝酸”在反应过程中会产生污染环境的氮氧化物，而“双氧水+甲酸”无污染物产生，属于环境友好型。再次，为了提高褐煤煤样与氧化剂的充分接触，本专利技术对煤浆混合物进行超声混合搅拌，通过控制20～100KHz超声频率、0.1～0.8W/cm2的功率以及40～100℃的加热范围，实现褐煤煤样的高度分散，并与氧化剂实现高度均匀接触，提高了褐煤煤样与甲酸及双氧水的接触表面积，有效拉开褐煤分子三维结构微介观尺度空隙，高度暴露氧化分解活性位点，促进氧化剂与褐煤氧化分解活性位点的高效接触，实现催化氧化分解高效进行。需要说明的是，相对于采用微波诱导催化氧化分解褐煤电耗过高以及有环境危害，本专利技术对煤浆液混合物采用超声处理过程平稳，易于实现工业化。为了提高黄腐酸产率，上述S2步骤中，甲酸的质量浓度为20％～80％。当甲酸的质量浓度低于20％时，双氧水与甲酸生成的过氧羟基的量很少，甲酸对反应的氧化效果不明显；当甲酸的质量浓度大于80％时，由于过氧甲酸的氧化效果太强会导致生产的黄腐酸被氧化分解掉的速率大于黄腐酸生成的速率，从而致使黄腐酸产率下降；因此，为了提高黄腐酸的产率，本专利技术采用的甲酸的质量浓度为20％～80％。为了进一步提高黄腐酸的产率，上述S2步骤中，甲酸的质量浓度为30％～60％。当甲酸的质量浓度在30％～60％时，黄腐酸的生成速率远远大于黄腐酸被过氧甲酸氧化分解的速率，因此将甲酸的质量浓度进一步控制在30％～60％的范围内。为了保证能够充分氧化分解褐煤，同时保证该分解过程平稳进行，将双氧水的质量浓度控制在15％～45％之间，一方面，该浓度范围内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备褐煤煤样；S2、将双氧水和甲酸按照质量比1～10：1～10配成混合溶液，然后与S1步骤制备的褐煤煤样按照1～10：0.5～5的比例制成煤浆液混合物，并对煤浆液混合物通入惰性气体；S3、利用超声装置对S2制备的煤浆混合物进行超声混合搅拌，通过超声混合搅拌对褐煤煤样进行超声协同氧化分解；S4、分离褐煤残留物，制得黄腐酸固体。

【技术特征摘要】
1.一种氧化褐煤提取黄腐酸的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、制备褐煤煤样；S2、将双氧水和甲酸按照质量比1～10：1～10配成混合溶液，然后与S1步骤制备的褐煤煤样按照1～10：0.5～5的比例制成煤浆液混合物，并对煤浆液混合物通入惰性气体；S3、利用超声装置对S2制备的煤浆混合物进行超声混合搅拌，通过超声混合搅拌对褐煤煤样进行超声协同氧化分解；S4、分离褐煤残留物，制得黄腐酸固体。2.根据权利要求1所述的氧化褐煤提取黄腐酸的方法，其特征在于，在所述S2步骤中，所述甲酸的质量浓度为20％～80％。3.根据权利要求2所述的氧化褐煤提取黄腐酸的方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述煤浆液混合物中双氧水、甲酸和S1步骤制备的褐煤煤样的质量比为1～5：1～5：0.5～2.5。4.根据权利要求3所述的氧化褐煤提取黄腐酸的方法，其特征在于，所述S2步骤中，所述甲酸的质量浓度为30％～60...

【专利技术属性】
技术研发人员：巩冠群，张英杰，袁鑫，赵玉峰，王明，徐良伟，刘伟新，
申请(专利权)人：中国矿业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32