風(fēng)化煤中黃腐酸提取關(guān)鍵技術(shù)的研究
本文關(guān)鍵詞:風(fēng)化煤中黃腐酸提取關(guān)鍵技術(shù)的研究,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:風(fēng)化煤是指暴露于地表或者位于地表淺層的煤,長期的風(fēng)化氧化使其失去作燃料及煉焦煤的功能。由于風(fēng)化煤熱值低,過去一直不予管理,任其廢棄,不僅占用大量土地,而且引起一系列環(huán)境問題。我國風(fēng)化煤的儲(chǔ)量目前還沒有系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì),但有初步情況顯示我國風(fēng)化煤儲(chǔ)量豐富,尤其是山西、內(nèi)蒙古、新疆、黑龍江、云南、江西、河南、四川等省區(qū)。山西風(fēng)化煤的儲(chǔ)量高達(dá)80億噸,內(nèi)蒙高達(dá)50億噸,而且山西和內(nèi)蒙的風(fēng)化煤中含有大量腐植酸,并有數(shù)量相當(dāng)?shù)狞S腐酸。 黃腐酸,又名富里酸,是腐植酸中易溶于水的部分。黃腐酸分子量小、能溶于水、酸和堿溶液,亦溶于丙酮和乙醇。在工、農(nóng)、醫(yī)、牧等方面均有廣泛用途。從風(fēng)化煤中提取黃腐酸,具有環(huán)境、經(jīng)濟(jì)雙重效益,值得深入研究。 查閱大量文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn),國內(nèi)學(xué)者在黃腐酸制備方法上研究頗多。主要有三大類,提取法、發(fā)酵法、電滲析法。其中提取法主要有四種:硫酸酸析法、堿溶酸析法、硫酸丙酮法、離子交換樹脂法。堿溶酸析法產(chǎn)品純度低;硫酸酸析法的提取率低;離子交換樹脂法樹脂需要再生,流程復(fù)雜,能耗大;硫酸丙酮法適用范圍較廣,但由于丙酮沸點(diǎn)較低,回收率低,造成生產(chǎn)成本高,且丙酮毒性較大。本課題旨在提出一種新的黃腐酸提取方法——硫酸乙醇法,以山西、內(nèi)蒙風(fēng)化煤為原料,提取黃腐酸。主要研究結(jié)果如下: 1、設(shè)計(jì)正交試驗(yàn),以山西、內(nèi)蒙風(fēng)化煤為原料,研究液固比、提取液含水量、反應(yīng)時(shí)間、酸煤比四個(gè)因素對(duì)方法提取率結(jié)果的影響。用極差分析、方差分析兩種方法分析試驗(yàn)結(jié)果。結(jié)果如下:山西風(fēng)化煤提取黃腐酸最佳條件為液固比6、提取液含水量15%、反應(yīng)時(shí)間1h、酸煤比0.100,在此最佳條件下,提取率達(dá)1.22%;內(nèi)蒙風(fēng)化煤提取黃腐酸最佳條件為液固比4、提取液含水量15%、反應(yīng)時(shí)間1h、酸煤比0.100,在此最佳條件下,提取率達(dá)32.28%。 2、以內(nèi)蒙風(fēng)化煤為原料,針對(duì)試驗(yàn)確定的顯著影響因子——酸煤比,設(shè)計(jì)驗(yàn)證試驗(yàn),以進(jìn)一步確定酸煤比的最佳條件。試驗(yàn)結(jié)果證明酸煤比最佳值確定為0.100是可信的。 3、以內(nèi)蒙風(fēng)化煤為原料,在最佳條件下,比較硫酸乙醇法、硫酸丙酮法的提取率。結(jié)果為:硫酸乙醇法提取率為32.28%,硫酸丙酮法提取率為17.04%。試驗(yàn)結(jié)果證明硫酸乙醇法具有明顯優(yōu)勢(shì)。 4、對(duì)提取所得產(chǎn)品的品質(zhì)質(zhì)量進(jìn)行分析。包括紅外圖譜檢測(cè),黃腐酸、水分、灰分含量的測(cè)定。結(jié)果如下:產(chǎn)品紅外圖譜與黃腐酸標(biāo)準(zhǔn)圖譜具有相同的結(jié)構(gòu)特征,表明提取所得物質(zhì)是目標(biāo)物質(zhì),黃腐酸含量為47.63%、水分含量為28.39%、灰分含量為6.20%。
【關(guān)鍵詞】:風(fēng)化煤 黃腐酸 硫酸乙醇法 正交試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】:山西大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2012
【分類號(hào)】:TQ536
【目錄】:
- 中文摘要11-13
- ABSTRACT13-15
- 第一章 文獻(xiàn)綜述15-26
- 1.1 風(fēng)化煤的形成、分布及對(duì)環(huán)境的影響15-16
- 1.1.1 風(fēng)化煤的形成15-16
- 1.1.2 風(fēng)化煤的分布16
- 1.1.3 風(fēng)化煤對(duì)環(huán)境的影響16
- 1.2 腐植酸、黃腐酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)16-17
- 1.2.1 腐植酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)16-17
- 1.2.2 黃腐酸的結(jié)構(gòu)性質(zhì)17
- 1.3 黃腐酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用17-20
- 1.3.1 工業(yè)方面17-18
- 1.3.2 農(nóng)業(yè)方面18-19
- 1.3.3 醫(yī)學(xué)方面19-20
- 1.3.4 畜牧養(yǎng)殖業(yè)方面20
- 1.4 黃腐酸提取方法研究概況20-23
- 1.5 試驗(yàn)?zāi)康、意義及研究方案23-26
- 1.5.1 試驗(yàn)?zāi)康、意義23-24
- 1.5.2 研究方案24-26
- 第二章 風(fēng)化煤中黃腐酸與水分含量分析26-32
- 2.1 材料與方法26-30
- 2.1.1 試驗(yàn)材料與儀器26
- 2.1.2 試驗(yàn)方法26-30
- 2.2 結(jié)果與討論30
- 2.2.1 煤樣中黃腐酸含量30
- 2.2.2 煤樣中水分含量30
- 2.3 本章小結(jié)30-32
- 第三章 風(fēng)化煤中黃腐酸提取方法的研究32-46
- 3.1 提取方法概述32-35
- 3.1.1 正交試驗(yàn)32-33
- 3.1.2 試驗(yàn)儀器33
- 3.1.3 試驗(yàn)流程33-34
- 3.1.4 黃腐酸標(biāo)準(zhǔn)曲線的繪制方法34
- 3.1.5 試驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算與分析方法34-35
- 3.2 山西風(fēng)化煤中黃腐酸提取35-39
- 3.2.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作35-36
- 3.2.2 試驗(yàn)結(jié)果36
- 3.2.3 結(jié)果分析36-39
- 3.3 內(nèi)蒙風(fēng)化煤中黃腐酸提取39-45
- 3.3.1 標(biāo)準(zhǔn)曲線制作39-40
- 3.3.2 試驗(yàn)結(jié)果40-42
- 3.3.3 結(jié)果分析42-43
- 3.3.4 驗(yàn)證試驗(yàn)43-44
- 3.3.5 硫酸乙醇法、硫酸丙酮法的比較44-45
- 3.4 本章小結(jié)45-46
- 第四章 黃腐酸產(chǎn)品品質(zhì)分析46-49
- 4.1 產(chǎn)品黃腐酸含量分析46
- 4.2 工業(yè)指標(biāo)分析46-47
- 4.2.1 水分測(cè)定方法46
- 4.2.2 灰分測(cè)定方法46-47
- 4.2.3 水分及灰分含量測(cè)定結(jié)果47
- 4.3 結(jié)構(gòu)表征47
- 4.3.1 紅外圖譜檢測(cè)47
- 4.3.2 黃腐酸產(chǎn)品的紅外圖譜47
- 4.4 本章小結(jié)47-49
- 第五章 結(jié)論與展望49-50
- 5.1 結(jié)論49
- 5.2 展望49-50
- 參考文獻(xiàn)50-54
- 攻讀學(xué)位期間獲得的研究成果54-55
- 致謝55-56
- 個(gè)人簡(jiǎn)況及聯(lián)系方式56-58
【參考文獻(xiàn)】
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