Способ извлечения гуминовых кислот из природных гуматсодержащих соединений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 21025 А 1 51 ую С 02 ОПИСА ИЕ ИЗОБ ТЕН Р и Центральное тным производов нтус 4, 1984.Я ГУМИНОВЫХГУМАТСОДЕРк х,мическоиобам переражащих соеди ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИРИ ГКНТ СССР ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт торфа АН БССконструкторское бюро с опыством АН БССР(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИКИСЛОТ ИЗ ПРИРОДНЫХЖАЩИХ СОЕДИНЕНИЙ(57) Изобретение относитстехнологии, а именно к спботки природных гуматсод Изобретение относится к химической технологии, а именно к способам переработки природных гуматсодержащих соединений, например торфасапропелей, для выделения из них гуминовых кислот;Наиболее близким по технической сущности является способ выделения гуминовых кислот, включающий перевод их в раствор с использованием водного раствора йаОН, последующую обработку дисперсии гумусового сырья ультразвуковым полем, осаждение коллоидов насыщенным раствором фосфата натрия, выделение гуминовых кислот иэ раствора минеральной кислотой,Недостатком данного способа является его низкая производительность и высокий расход реагентов (щелочей, кислот, воды). Для извлечения из сырья гуминовых кислот необходимо перевести их в форму водорастнений, например торфа, сопропелей с целью выделения из них гуминовых кислот.Целью изобретения является повышение производительности способа, снижение расхода реагентов. Способ включает перевод гуминовых кислот в раствор с последующим их осаждением, причем перевод гуминовых кислот в раствор ведут в катодной камере диафрагменного электролизера, . а осаждение в анодной камере того же электролизера, заполненного 0,1-0,5 фным раствором К 2304 или Йа 2304. Процесс ведут при циркуляции растворов в анодной и катодной камерах соответственно через анодную и катодную камеры дополнительного электролизера. 1 таб, 1 ил,воримых гуматов, после чего отмыть водойи далее осадить гуминовые кислоты. из раствора путем его подкисления до рН 2 - 2,5,Щелочной и кислотный реагенты остаются вводе, при этом проблема утилизации данной технологической воды представляет собой актуальную проблему. Расход воды дляполучения 1 т гуминовых кислот по даннойтехнологии составляет 50 - 500 т, Ультразвуковая обработка обеспечивает лишь повышение выхода гуминовых кислот инекоторое ускорение процесса их выделения из сырья,Целью изобретения является повышение производительности и снижение расхода реагентов.Это достигается тем, что в способе извлечения гуминовых кислот из гуматсодержащих соединений, включающем переводгуминовых кислот в раствор с последующим10 20 25 30 40 их осаждением, перевод гуминовых кислот в раствор ведут в катодной камере диафрагменного электролизера, а осаждение - в анодной камере того же электролизера, заполненной 0,1-5,0 -ным раствором К 2804 или.йа 2304, и процесс ведут при циркуляции растворов в анодной и катодной камерах соответственно через анодную и катодную камеры дополнительного электролизера.На чертеже представлена принципиальная схема процесса выделения гуминовых кислот,П р и м е р. Электродные камеры 1, 2, 3,4 Ьсновного двухкамерного электролизера 5 и дополнительного 6 заполняют 1 О-ным раствором К 2304, После чего в катодную камеру 3 основного электролизера 5 вводят 1 кг торфа. Затем включают насосы 7, 8 и ведут процесс выделения гуминовых кислот из сырья. После его окончания осуществляют выпуск дисперсии гуминовых кислот из анодной камеры 2 основного электролизера 5 через патрубок 9, Затем сливают растворы К 2304 с торфом из электродных камер 1, 3 и отделяют фильтрованием твердый остаток торфа. Заполняют полученным фильтратом (раствором К 2 Я 04) электродные камеры 1, 3, вводят н электродную камеру 3 электролизера новую порцию гуминового сырья и ведут процесс выделения гуминовых кислот аналогично изложенному выше.Аналогично осуществляют процесс, используя Иа 2504, К 2504, при концентрации их растворов 0,05; 0,1; 2; 5, 7,5;ь.Принцип явлений, протекающих при ведении процесса выделения гуминовых кислот, заключается в следующем,После подачи напряжения на электроды электролизеров 5, 6 дисперсия гуматсодержащего сырья в катодных камерах 1, 3 электролизеров 5, 6 приобретает щелочную реакцию среды согласно следующего условия:2 Ме +2 е +2 Н 20-ф"2 Ме ОН 1+ Н 2 Ф где Ме - К либо Ма при использовании К 2504 или Йа 2504 В анодных камерах 2, 4 злектролизеров 5, 6 реакция среды будет кислой(рН снижается), согласно следующего условия:2304 +2 Н 20 - 2 е2 Н 304 1+ 02 Й Таким образом, реакция среды гуматсодержащего сырья в катодной камере 3 электролизера будет щелочной, а в анодной камере 4 электролизера - кислой. Под воздействием щелочной реакции среды гуминовые кислоты в катодной камере 3 электролизера переходят в водорастворимое состояние согласно следующего условия; Ме ОН - йСООНВСОО Ме Н 20 где йСООН - гуминовая кислота.Гуматы Иа, К - соединения хорошо растворимые в воде. Кроме того, радикал гуматов ЯСОО имеет отрицательный заряд, вследствие чего органическое вещество гуматов в электрическом поле мигрирует к аноду в электролизере 5. Этому процессу способствует перепад гидростатического давления между катодными 1, 3 и анодными 2, 4 камерами электролизеров 5, 6. В результате растворенные в воде гуматы фильтруются через диафрагму электролизера 6. В катодной камере 4 электролизера 6 под действием кислой реакции среды гуматы восстанавливаются до гуминовых кислот и переходят в водонерастворимое состояние, согласно следующего условия:ВСОО + Ме + Н-" ЯСООН 1+ Ме Гуминовые кислоты, попадая в анодную камеру 2 электролизера 5, седиментируют (осаждаются) в нижнюю часть, а надосадочный раствор насосом 8 снова подается в анодную камеру 4 электролизера 6.Попадающие в камеру 2 ионы К, йа "выкатываются" электрическим полем электролизера 5 обратно в камеру 1. Из камеры 1 электролизера 5 дисперсия гуминового сырья снова подается насосом 7 в катодную камеру 3 электролизера 6. Процесс повторяется непрерывно до тех пор пока не прекратится накопление осадка гуминовых кислот в камере 2, Гуминовые кислоты из камеры 2 можно отводить периодически с помощью патрубка 9,Данная схема работает в автономном режиме (после начальной его регулировки при запуске). После завершения выделения гуминовых кислот негидролизуемый без гуминовых кислот) остаток из бака-накопителя сливают и заменяют свежей партией сырья. Процесс возобновляют аналогично описанному выше.Использование данного устройства позволяет практически полностью извлечь гуминовые кислоты из гуминового сырья при постоянном обьеме растворителя (воды) и реагентов (сильных электролитов, К 2504, йа 2304), которые дешевле чем щелочные (КОН, йаОН),Обоснование эффективности предлагаемого способа приведено в таблице,Из приведенных данных видно, что предложенный способ обеспечивает ускорение процесса и снижает расход воды и реагентовболее, чем 5-100 раз.Использование К 2304 либо Ма 204 практически не сказывается на эффективности процесса. Оба электролита имеют равную1721025 Формула изобретения Эффективность способов выделения гуминовых кислот из торфат Способ Расход Выходгуминовыхкислот,4П р и м е ц а н и е. Расход Н О, реагентов дан в расчете на1 кг г.к. эффективность (воздействие на процесс выделения гуминовых кислот).Экспериментально установлено, чтопри концентрации электролитов (йа 804,К 2304) в растворе менее 0,010 существенновозрастает длительность процесса, а при С5,0% увеличиваются потери электролитапри выводе гуминовых кислот из электролизера. Оптимальным диапазоном концентрации электролитов (йа 2804, К 2304) является001 С Я 5,0%.Таким образом технико-экономическаяэффективность способа заключается в повышении (в 5-100 раз) его производительности (снижении времени процесса ирасхода реагентов), а экологическая эффективность обусловлена снижением расходатехнологической воды и реагентов,ПредлагаемыйКВО 4 (Иаяо 4)0,05- 7,5 ФСпособ извлечения гуминовых кислотиз природных гуматсодержащих соедине ний, включающий перевод гуминовых кис-лот в раствор с последующим их осаждением, отличающийся тем,что, с целью повышения производительности и снижения расхода реагента, перевод гуми новых кислот в раствор ведут в катоднойкамере диафрагменного электролизера, а осаждение - в анодной камере того же электролиэера, заполненного 0,1-5,0 %-ным раствором К 2504 или йа 2304, и процесс ве дут при циркуляции растворов в анодной икатодной камерах соответственно через анодную и катодную камеры дополнительного электролизера.1721025 Составитель Т. БарабашРедактор Н, Козлова Техред М,Моргентал Корректор Т. М Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород арина, 10 Заказ 925 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5