腐植酸新技术及应用
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第二章 腐植酸分离精制新技术及应用

据统计,目前中国腐植酸生产企业已超过1500家,其中腐植酸原料生产企业近160家,腐植酸肥料企业超过1000家,设备企业超过100家,另外还有种植、贸易等企业,总数达3000多家[1]

以原料生产为目的的腐植酸企业,要选择含量高、易于加工的天然煤腐植酸、生物质原料,对含量不高的腐植酸、黄腐酸原料,期望通过生物技术、氧化降解等技术途径提高其含量和活性,期望通过合适的分离精制技术获得用途广、质量高的产品,这是腐植酸研发与腐植酸生产的主要目的。

腐植酸分离精制新技术的应用,以下游产品的技术指标为依据,按国际标准或国家标准储样、采样、缩分、加以评价是比较合理的。

对天然煤矿源性腐植酸原料,建立在颜色、形态、光泽、手感、硬度、湿度等定性观察基础上的定量评价指标有:腐植酸含量、灰分(SiO2为主,其次是Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO和K2O)、水分、pH值、阳离子交换容量(CEC),泥炭还应测定分解度、沥青质(苯提取物,即原始植物残存和演变了的蜡、树脂及微生物合成-代谢的蜡质)、易水解物(可用稀酸降解和分离出来的产物,主要是半纤维素和部分黄腐酸)、难水解物(可用浓酸降解的产物,主要是纤维素)、不水解物(主要是木质素);作为药用级腐植酸还要求提供有机元素、官能团、分子量、灰组成及危害重金属等数据。

对生物质腐植酸原料,原则上除了要按天然煤腐植酸的标准评价外,还应着重分析有机质中的糖含量、蛋白质等,可以发挥糖类多、吸收快等自有优势。

对人工氧化腐植酸,除了按天然煤腐植酸的标准评价外,更应注重官能团的变化。

对常规技术生产的腐植酸产品,通常选用强碱性溶剂,并在苛刻条件下萃取得到腐植酸。举例如下。

游离腐植酸提取。一般用0.1~0.5mol/L的NaOH,固液比为(1:2)~(1:5),室温下进行。

钙镁腐植酸提取。一般用0.1mol/L的Na4P2O7溶液(pH≈7);或者用0.1mol/L Na4P2O7+0.1mol/L的NaOH溶液提取。

Fe3+、Al3+等高价离子或其水合氧化物络合的腐植酸复合物,易用强螯合剂(EDTA-Na等)、10%乙酰丙酮+无水甲酸等分离提取。

作为基础研究等,除了常规评价指标外,还应考虑腐植酸组成结构与状态的变化,非腐殖质组分、SiO2胶体的溶出、氧化、分解、氨基-羰基缩合等自组织行为引起的变化等。