专利名称：一种高纯度腐植酸的制备方法
技术领域：
本发明的产品属于精细化学品范畴，具体涉及一种高纯度腐植酸(Humic Acid，代号HA)的制备方法。
2、背景技术 高纯度HA主要用作铅蓄电池阴极板膨胀剂，也可作为有机高分子合成的重要原料和化学试剂，但受胶体分离和纯化技术的限制，迄今市场上HA的纯度不高，特别是影响蓄电池使用寿命的可变高价金属离子(Fe、Mn等)的含量居高不下，严重制约着HA的使用价值。如CN1663987(2005)提供的方法仍是传统的碱溶、酸析、长时间自然沉降、多次水洗的工艺路线，生产效率和产品质量都受到限制；CN1412223(2003)采用煤加水湿磨、超细粉碎、加碱超声处理的方法，虽解决了煤粉环境污染问题，但无助于HA质量的提高。CN1232831(1999)用液体活化和浓缩的方法制备HA，但纯度也只有45～60％。
发明内容
本发明所用的原料是含HA≥30％的风化煤、褐煤和泥炭，或人工氧化的煤炭，采用加助凝剂离心分离、络合除高价金属、电渗析脱盐的方法，得到纯度≥95％、Fe≤0.005％的高纯度HA制剂，解决了HA胶体体系固液分离的难题，有效地提高了工效和产品质量。
本发明的工艺过程如下1、将过60目筛的原料煤、NaOH(或KOH、Na2CO3)、水按1∶0.08～0.12∶5～10的比例混合均匀，在85～95℃下处理处理1～3小时，加入煤重量1～5％的助凝剂[NaCl、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2SO4、Na4P2O7中之一种]，静置0.5～1小时，用沉降式离心机在2000～4000r/min下离心去渣，得腐植酸钠溶液。
2、用H2SO4或HCl将腐植酸钠溶液中和至pH5～6，加入总液体重量0.01～0.1％的高效络合剂乙二胺四乙酸钠(EDTA)，以夺取HA络合物中的Fe3+、Fe2+、Mn2+、Mn4+等高价离子，搅拌20～30分钟。
3、用H2SO4或HCl将上述溶液调至pH2～3，搅匀，放置20～30分钟，转入双极膜(BPM)电渗析器中，依次用聚苯乙烯系磺酸型阳离子膜和季胺型阴离子膜作渗析膜，在电压50～100V、流量50～200L/h、水压力0.2～0.4PMa的条件下进行脱盐净化，直到渗出液电导率≤10μΩ为止，获得浓缩的HA胶体。
4、用真空耙式干燥机或真空旋转闪蒸干燥机，在温度≤90℃、压力≤0.01MPa的条件下，将HA胶体干燥到水分≤10％，得到HA粉末。
具体实施方式
例1在1M3带蒸汽夹套的反应器中加入工业软水500L，-60目的风化煤(HAd＝62.4％、Fed＝1.43％)80kg、烧碱10kg，加热至90℃，搅拌下抽提2h。将物料排至贮槽中，加入1.5kgNaCl，搅拌均匀，放置30min，泵入连续沉降式离心机，在2000r/min的转速下离心。用HCl将溶液调到pH＝5，加0.3kgEDTA，搅拌20min，再用HCl调到pH＝2，搅匀，放置30min，在LS-DSX型电渗析器(上海产3361-BW阴离子膜/3362-BW阳离子膜，电压60V、电流1.5A，液体流量70L/h)，渗出液电导率8.3μΩ。在耙式干燥机中干燥HA胶体，得41.7kg粉状HA。按GB11957-1999方法分析表明，该样品HA含量(干基)98.25％，Fe含量0.003％。
例2用1.5kg Na2SiO3作助凝剂，其余条件同实施例1。所得产品检测结果为HA 95.40％，Fe含量0.004％。
权利要求
1.一种高纯度腐植酸的制备方法，其特征在于该制备方法所用的原料是腐植酸含量大于30％的风化煤、褐煤、泥炭或人工氧化的煤炭。
2.如权利要求1所述的腐植酸制备方法，其特征是按以下步骤进行(1)原料煤、NaOH或KOH和Na2CO3、水按1∶0.08～0.12∶5～10的比例，在85～95℃下处理1～3小时，加入煤重量1～5％的助凝剂、离心去渣；(2)将腐植酸钠溶液中和至pH 5～6，加入总液体重量0.01～0.1％的络合剂，搅拌20～30分钟；(3)再将溶液调至pH 2～3，放置20～30分钟，在电渗析器中脱盐净化；(4)将腐植酸胶体干燥，得到腐植酸粉末。
3.如权利要求2所述的腐植酸制备方法，其特征在于离心去渣的方法是采用连续沉降式离心机。
4.如权利要求2所述的腐植酸制备方法，其特征在于所添加的助凝剂是NaCl、Na2SiO3、(NaPO3)6、Na2SO4、Na4P2O7中之一种。
5.如权利要求2所述的腐植酸制备方法，其特征是所添加的络合剂是乙二胺四乙酸钠(EDTA)。
6.如权利要求2所述的腐植酸制备方法，其特征在于用双极膜(BPM)电渗析器脱盐净化，先后所用的两种渗析膜是聚苯乙烯系磺酸型阳离子膜和季胺型阴离子膜。
7.如权利要求2所述的腐植酸制备方法，其特征在于所用的干燥设备是真空耙式或真空旋转闪蒸干燥机。
全文摘要
高纯度腐植酸主要用作铅蓄电池阴极板膨胀剂，也可作为有机高分子合成的重要原料和化学试剂。本发明涉及一种从低级别煤炭中提取和纯化腐植酸的方法。该制备过程分为4个步骤(1)用碱溶液从煤中提取腐植酸，添加助凝剂，离心去渣，得腐植酸钠盐；(2)在偏酸性条件下添加络合剂脱除高价阳离子；(3)酸化后通过电渗析方法脱除胶体体系中的无机盐和可溶络离子；(4)干燥后得纯度≥95％的腐植酸粉体。该工艺解决了腐植酸胶体固液分离的难题，提高了工效和产品质量。
文档编号C07G99/00GK101033241SQ20071009727
公开日2007年9月12日 申请日期2007年4月29日 优先权日2007年4月29日
发明者王凤岐, 邓岩峰 申请人:晋城市炬坤生物科技有限公司