[发明专利]一种水热法制备煤基腐植酸的方法

说明书

本发明公开了一种水热法制备煤基腐植酸的方法，属于腐植酸制备技术领域。本发明先将粉碎筛分后的褐煤粉末按照褐煤：聚谷氨酸发酵液＝1g:9‑11mL的比例加入到聚谷氨酸发酵液中进行预处理；然后将预处理得到的褐煤按照褐煤：水＝1g:8‑10mL的比例加入反应器中，在90‑110℃的反应温度下，通入氧气进行反应；最后对反应产物进行抽滤干燥即可得到煤基腐植酸。本发明以褐煤全组分进行氧化合成腐植酸，相较于碱溶酸析法，不依赖于褐煤中腐植酸的固有含量，可以通过氧化实现C‑H键向羧基或者羟基的转化，从而提高了腐植酸的产量。

技术领域

本发明属于腐植酸制备技术领域，具体涉及一种水热法制备煤基腐植酸的方法。

背景技术

腐植酸(Humic acid,缩写HA)是动植物遗骸，主要是植物的遗骸，经过微生物的分解和转化，以及一系列地球化学过程造成和积累起来的一类有机物质。它主要由芳香族及其多种官能团构成的高分子有机酸，具有良好的生理活性和吸收，络合，交换等功能。腐植酸作为有机物原料具有广泛地应用。在医疗卫生领域中，腐植酸是制造和合成药剂的重要原料；腐植酸也是农用肥料的重要原材料，具有独特的控氮储碳、减少温室气体排放、改良土壤及延长化肥实效等重要作用；腐植酸还具有生物活性和良好的分散性能，可净化水体、分散浆体，在水泥、矿物加工等工业生产中被广泛应用。

我国煤炭资源储量丰富，可采储量约1431亿吨，褐煤储量约占煤炭总储量的17％，褐煤是煤化变质程度最低的煤种，含水量高，能量密度低，在工业生产中不能直接得到充分利用。褐煤中含有腐植酸，一般褐煤总腐植酸含量达到40％以上就有提取利用价值。国内外大量资料表明，用褐煤提取腐植酸是实现低碳环保、综合有效利用煤炭资源的重要方法之一。从褐煤中提取腐植酸是褐煤由传统燃料向化工原料转变的重要途径，对我国低阶煤高效清洁转化具有重要的现实意义。

传统的褐煤提取腐植酸工艺是碱溶酸析法，先用碱液处理褐煤，将腐植酸溶解在碱液中，然后通过酸液进行沉降，这种方法依赖于褐煤原料中腐植酸的含量，并且在溶解和沉降过程中，腐植酸会有损失，从而导致提取率铰低。水热法是一种以水为溶剂，在一定温度和压力下进行各种化学合成反应的方法，具有高效、快速、可控等特点，本发明旨在利用水热法以褐煤为原料制备腐植酸，合成过程无需提取分离，实现褐煤的全组分利用。

发明内容

针对上述背景，本发明提供一种水热法制备煤基腐植酸的方法，以解决现有技术中存在的问题，本发明采取的技术方案为：

S1、褐煤的破碎、筛分：将褐煤进行粉碎，筛取粒度为90-130目的褐煤粉干燥备用；

S2、褐煤的预处理：将步骤S1得到的褐煤粉末按照褐煤：聚谷氨酸发酵液＝1g:9-11mL的比例加入到聚谷氨酸发酵液中，所述聚谷氨酸发酵液的pH值为6.3-6.6，所述聚谷氨酸发酵液中有效活菌的浓度为1×10⁸-1×10¹⁰CFU/mL，然后在37℃的水浴条件下磁力搅拌12-24h后过滤，对过滤得到的褐煤粉末用去离子水冲洗至冲洗液为中性，干燥备用；

S3、水热反应：将S2步骤得到的褐煤按照褐煤：水＝1g:8-10mL的比例加入反应器中，在90-110℃的反应温度下，通入氧气反应15-35min；

S4、抽滤干燥：将S3步骤得到的混合溶液进行减压抽滤后干燥即可得到煤基腐植酸。

优选地，所述水热反应还加有催化剂，所述催化剂为N-羟基邻苯二甲酰亚胺。

更优选地，所述催化剂的加入量按照褐煤：N-羟基邻苯二甲酰亚胺＝1：0.01-0.02的质量配比加入。

优选地，所述反应器为反应釜或流化床反应器。