Способ выделения гуминовых кислот

 

О П И С А Н И Е (1,937445

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к ввт. свил-ву (22) Заявлено 05.11.80 (21) 3235663/23-04 (51)M. Кл.

С 07 С 63/00

С 07 С 17/00 с присоединением заявки М

Внуднрстаааний каинтат

CCCP ае далаи нзаарйтеннй н атарнтнй (23) Приоритет (53) УДК 547.992.2. .07 (088.8) Опубликовано 23.06.82. Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 23.06.82 — М г

I т ..1: - ".;:1:

П. В. Ткаченко, Б. И. Шнапер н А. И(Гйуяаеитсо с (72) Авторы изобретения

Семеновский завод горного воска (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ. с

Изобретение относится к органической химии, а именно к усовершенствованию способов выделения гуминовых кислот иэ бурых углей. Гумнновые кислоты находят широкое применение в сельском хозяйстве в качестве стимуляторов роста н развития растений, а также в промышленности в качестве комплексообразователей, флотореагентов, разжижителей, стабилизаторов. буровых глинистых растворов и т.д. а

Известен способ выделения гуминовых кислот из бурых углей экстракцией их растворами щелочей, например 21%-ным водным раствором гидроокнси аммония, с последующим отделением экстракта от инертных составI5 ляющих и высажнваннем гумнновых кислот нейтрализацией экстракта 75%-ной фосфорной кислотой (1).

Недостатком данного способа является низкое качество целевого продукта, содержащего ионы кальция, битумные примеси, что обуславливает высокую эольность продукта.

Известен также способ выделения гуминовых кислот экстракцией бурых углей 2%-пым водным раствором едкого натра в течение

2 ч при температуре кипения реакционном смеси, включакяций отделение экстракта от инертных составлякяцих н нейтрализацию последнего сернон кислотой для осаждения гу-, мнновых кислот (2).

Недостатком этого способа является низкий выход гуминовых кислот (46,5%).

Наиболее близким по технической сущюсти к предлагаемому является способ выделения гуминовых кислот нэ бурого угля путем экстракцни 0,25-1%-ным водным раствором моюнатриевой соли зтилсилантриола при

80-90ьC с последующим выделением гуминовых кислот из экстракта соляной кислоты; фильтрованием и высушиванием. Выход гумиювых кислот до 98,9% (31 и (4).

Недостатком известного способа является то, что целевой продукт содержит большое количество эолы (0,4%).

Цель изобретения — повышение качества гуминовых кислот.

Поставленная цель доститается тем, что вьщеление гуминовых кислот иэ бурого угля

3 9 ведут путем экстракции 2,0 — 2,5%-ным водным щелочным раствором смеси, состоящей из едкого патра и тритаиоламиновой соли лаурилсульфата, взятьгх в весовом соотношении

4:1,0-1,2,цри 85-90 C с последующим вьщелением целевого продукта подкислением до рН 3,5 — 4.

В табл. 1 представлено определение опти. мального соотношения компонентов экстрагента — едкий натр: тризтаноламиновая соль лаурилсульфата.

Как видно из представленных результатов, оптимальное весовое соотношение равно

1:0,25 — 0,3 или 4,0:1,0 — 1,25.

В табл. 2 представлены данные по влиявпо степени нейтрализации реакционной смеси иа выход гумийовых кислот. (величина рН определялась на лабораторном рН-метре рн-122).

Оптимальным значением рН при выделении гумнновых кислот является рН 3,5 — 4,0.

При меньших значениях рН (кислотности) происходит неполное высаживание гумнновых кислот.

Осуществление предлагаемого способа позволяет получить целевой продукт с. высоким выходом до 99,4% н повысить качество целевого продукта эа счет снижения зольности и сохранения максимального количества активных кислых групп.

В табл, 3 приводятся сравнительные данные по качеству получаемых гуминовых кислот.

Триэтаноламиновая соль лаурилсульфата (пенообразователь 1) представляет собой триэтаноламиновые соли сернокислых солей лауриловои фракции спиртов C„ SOLON H (С, Н ОН) „ где и 10 — 12. По внешнему виду это маслянистая прозрачная жидкость, невзрывоопасна, растворима в воде, устойчива в рисутствии щелочей и кислот, хороший пенообразователь, смачиватель, диспергатор, змульгатор, основа многих косметических композиций и .шамттуней (4).

Триэтаноламиновая соль лаурилсульфата, являясь катионо-активным ПАВ, поглощается поверхностью угля и способствует быстрому . и полному смачиванию угольных зерен, что. открывает доступ щелочному экстрагенту— едкому натру„ускоряет реакции растворения гуминовых кислот и расщепления углегуминового комплекса, позволяет переводить гуминовые кислоты в растворимое состояние более полно и в более мягких условиях, а последнее способствует сохранению природной структуры кислот — активных кислых групп, являющихся показателем их качества. Одновременное снижение зольности продукта связано с очень малой зольностью добавляемого ПАВ и воэможностью сокращения расхода для экст37445 4 ракции едкого патра, способствующего повышению зольности продукта.

Вьщеление гуминовых кислот проводят в реакторе, снабженном паровой рубашкой, механической мешалкой, термометром и доэаторами подачи экстрагентов. В реактор подается измельченный бурый уголь, который обрабатывают 2%-ным водным раствором экстраrema в десятикратном размере по отношению к весу угля, перемешивают в течение 0,5 ч при 85 — 90 С.Реакционную смесь затем разбавляют водой в 1,5 раза и гуминовые кислоты осаждают при перемешивании соляной . нли серной кислотами до рН сььеси 3,5 — 4 с последующим фильтрованием и сушкой. Используют бурый уголь разреза "Балаховский"

Александрийского месторождения, имеющий влажность 47,5% и зольность .18,6% (на сухую массу).

Пример 1. В реактор емкостью

250 л загружают 15 кг бурого угля и заливают 150 л 2%-ного раствора смеси, приготовленной из едкого натра и триэтаноламийовой соли лаурилсульфата в весовом соотношении 4:1,0 и при перемешивании нагревают

0,5 ч при 85 — 90 С. После окончания реакции реакционную. смесь разбавляют при перемешивании 50 л воды и нейтрализуют серной кислотой (или соляной) до рН 4,0. Полученные в осадке гуминовые кислоты отделяют от маточного раствора фкпьтрацией и сушат. Выход целевого продукта: составляет

99,2% на исходный уголь.

Гуминовьте кислоты имеют зольность 0 019%, суммарное содержание активных кислых групп в мг-экв/г 10,6 (из них карбоксильных 5,19 и фенольных 5,14}.

Пример 2. Процесс проводят в условиях примера l, используя 2,5%-ный раствор экстрагента при соотношении по весу едкого патра и триэтаноламиновой соли лаурилсульфата, равном 4:1,2. . Полученные кислоты с выходом 99,4% имеют зольность 0,02%; суммарное содержание активных кислых групп в мг-экв/г

10,63 (из них карбоксильных 5,19 и фенольных 5,44).

Пример 3. Процесс ведут в условиях примера 1, но при весовом соотношении едкого патра и тризтаноламиновойсоли лаурилсульфата, 13авном 4:1,1.

Выход нрощчста составляет 99,26%, зольность равна 0,019%, содержание активных кислых групп в мг.экв/г 10,61 (иэ них карбоксильных 5,17 и фенольных 5,44).

Пример 4. Процесс проводят в условиях примера 1, а нейтрализацию проводят до рН 3,5.

S 937445

Гуминовые кислоты выделены с выходом .ных кислых групп в мг-экв/г 10,62 (ю ннх

99,4%, име»т эолвноств 0,02%, содержат актив- «арбоксилвных 520 и фе юлвных 5,42).

Таблица 1

Соотношение компонентов экстрагента, вес. ч.

Выход гуминовмх acacnm, % на горячу» массу

Едкий натр Триэтаноламиновая солв лаурвлсулвфата

005

О,l

0,15

0,20

0,25

0,30

0,35

Таблица 2 кислот, И

4,0

7,0

75,9

88,1 бф

99,4.3,0

5,0

93,0

Таблица 3

Выделение гуминовой кислоты

Показатели

Известным способом Предпагаемым способом

Выход, % на гор»чую массу

Золвноств, %

99,2

0,02

0,4

l0,63

5,19

5,44

7,98

3,65

4,33

Формула изобретения

Способ выделения гуминовых кислот ю бурого угля путем экстрякции воднв м щелочным раствором экстрагента прн 85-90 С

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

l,0

1,0

1,0

Содержание активных кислых групп, мг-экв/г суммарное карбоксилвных фенолвных

5!,8

55,9

68,4

75,2

867

94,7

99,4

99,4. с последу»щим подкислением реакционной массы и выделением целевого продукта, отлича»щийся тем,что,с целв» повышения качества целевого продукта, экстракпи» ведут 2,0 — 2,5%-ным водным

Составитель Л. Горбачева

Техред Ж. Кастелевич Корректор И Муска

Редактор Н. Рогулич

Подписное

Закаэ 4370/31 Тираж 445

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 раствором, состоящим из едкого патра и триэтаноламиновой соли лаурилсульфата, вэятых в весовом соотношении 4:!,0-1,2, и подкисление ведутдо рН 3,5 — 4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертиэе

1. Патент США 11 3770411, кл; 71 — 24, опубаик. 1973.

937445 8

2. Авторское свидетельство СССР Н 169112, кл. С 07 С 63/00, 1961.

3. Авторское свидетельство СССР N 701997, кл. С 07 С 63/00, 1979 (прототип).

4. Абрамэон! А; А., Гаевой Г. М. Поверхностно-активные вещества. "Химия", 1979, с. 276.