硝酸活化煤基有机肥和褐煤对腐植酸、黄腐酸含量的影响_郭力莉.pdf

腐植酸2023 年第 1 期56研究论文硝酸活化煤基有机肥和褐煤对腐植酸、黄腐酸含量的影响郭力莉 米帅帅 韩凤女 云塔娜 闫明月 黄 鑫元泰丰（包头）生物科技有限公司 包头 014199摘 要：以低质褐煤为主要原料生产煤基的有机肥，有机质含量高，且含有一定比例的腐植酸。为进一步提高肥料中腐植酸含量，本文用硝酸对煤基有机肥和陕西褐煤进行了活化。结果表明，40%硝酸溶液活化效果较好。煤基有机肥中腐植酸含量为 6.6%，经活化后含量提高至 31.4%。黄腐酸含量为 0，经活化后含量提高至 1.3%。褐煤中腐植酸含量为 14.2%，经活化后含量提高至 30.2%。黄腐酸含量为 0，经活化后含量提高至 1.0%。通过试验，此方法可提高煤基有机肥和褐煤中腐植酸和黄腐酸含量，经数据对比可知，煤基有机肥经活化后，腐植酸和黄腐酸含量增量均大于褐煤活化。关键词：腐植酸；黄腐酸；煤基有机肥；褐煤；硝酸中图分类号：TQ314.1 文章编号：1671-9212(2023)01-0056-05文献标识码：A DOI：10.19451/ki.issn1671-9212.2023.01.008Eff ect of Nitric Acid Activated Coal Based Organic Fertilizer and Lignite on Humic Acid and Fulvic Acid ContentGuo Lili,Mi Shuaishuai,Han Fengnv,Yun Tana,Yan Mingyue,Huang XinApaxfon(Baotou)Biotechnology Co.Ltd.,Baotou,014199Abstract:In order to further increase the content of humic acid in fertilizer,low-quality lignite contained high organic matter content and a certain proportion of humic acid was used as the main material to producted coal-based organic fertilizer and Shaanxi lignite were activated with nitric acid.The results show that 40%nitric acid using as the solution could induce perfect activation effect.After activation,the mass fraction of humic acid in coal based organic fertilizer increased from 6.6%to 31.4%,the mass fraction of fulvic acid increased from 0 to 1.30%,the mass fraction of humic acid in lignite increased from 14.2%to 30.2%,and the mass fraction of fulvic acid increased from 0 to 1.0%.Through experiments,this method can increase the content of humic acid and fulvic acid in coal-based organic fertilizer and lignite.In conclusion,after activation of coal-based organic fertilizer,the increase of humic acid and fulvic acid content is higher than those in lignite activation.Key words:humic acid;fulvic acid;coal based organic fertilizer;lignite;nitric acid2022-09-19郭力莉，女，1980 年生，分析检测技师，主要从事褐煤基有机肥料生产指标测试和生产质量控制工作，E-mail：。收稿日期作者简介腐植酸、黄腐酸含量的高低，对有机肥使用效果有重要影响。褐煤是煤化程度最低的矿产煤，在形成阶段，植物残骸发生深度的化学分解，同时产物经过相互作用合成腐植酸，腐植酸是褐煤的重要组分。煤基有机肥是以低质褐煤为主要原料生产的有机肥，其中含有少量腐植酸。因当前腐植酸2023 年第 1 期57研究论文工艺技术生产的煤基有机肥腐植酸含量较少且不含黄腐酸，为进一步提高煤基有机肥中腐植酸和黄腐酸的含量，本文研究了不同浓度硝酸1对煤基有机肥、陕西褐煤活化的效果，为在肥料生产中推广应用提供支持1 3。1 材料与方法1.1 试验材料试验用褐煤来自于陕西，煤基有机肥（有机质：50%，腐植酸：6.6%，总养分：4%）来自于元泰丰（包头）生物科技有限公司，硝酸、氢氧化钠、焦磷酸钠、浓硫酸、重铬酸钾、硫酸亚铁、邻菲啰啉指示剂均为分析纯或化学纯。1.2 试验方法1.2.1 硝酸对煤基有机肥、褐煤活化4将褐煤用制样机粉碎成小于 1 mm 的粉末，作为褐煤样品。煤基有机肥、褐煤样品分别称取 100 g加入 3 个 500 mL 烧杯中，在同一样品的 3 个烧杯中分别加入 10%硝酸、20%硝酸、40%硝酸100 mL，搅拌均匀，置于 105 烘箱中烘至样品含水量约为 15%后进行相关指标测试。用水代替硝酸做为空白样品。1.2.2 腐植酸含量测定5（1）试剂硫酸溶液：4.0 mol/L；氢氧化钠溶液：1%；焦磷酸钠碱液；重铬酸钾标准溶液6：0.1 mol/L；重铬酸钾溶液：0.4 mol/L；邻菲啰啉指示剂；硫酸亚铁铵标准溶液6：0.1 mol/L。具体配制方法参见 煤中腐植酸产率测定方法（GB/T 11957-2001）。硫酸亚铁铵标准溶液标定，按标准化学试剂 标准滴定溶液的制备（GB/T 601-2016）进行两人八平行操作，详细数据见表 1，表中基准物质重铬酸钾浓度为 0.1000 mol/L。表 1 硫酸亚铁铵标准溶液标定原始记录Tab.1 Original record of calibration of ferrous ammonium sulfate standard solution序号重铬酸钾基准物质标准溶液体积（mL）空白消耗硫酸亚铁铵体积（mL）硫酸亚铁铵实际滴定体积（mL）硫酸亚铁铵浓度（mol/L）单人浓度平均（mol/L）极差相对值（%）1250.0024.440.1022910.1022910.0002250.0024.440.1022913250.0024.440.1022914250.0024.440.1022915250.0024.440.1022910.1022290.0086250.0024.460.1022087250.0024.460.1022088250.0024.460.102208最终标定值（mol/L）0.1023极差相对值（%）0.08（2）测定步骤称 0.2 g（精确至 0.0001 g）样品于锥形瓶中，加入 70 mL 焦磷酸钠碱液，摇匀后在瓶口插入小漏斗，于 100 沸水浴中加热 30 min，每隔 10 min 摇动 1次，取出锥形瓶，冷却后用中速定性滤纸过滤，用水洗涤沉淀至滤液无色。用硫酸调节滤液至 pH值为 1，搅匀后静置 30 min，用中速定性滤纸干过滤沉淀物，用水洗涤沉淀物不少于 5 次，弃去滤液。沉淀物用 100 mL 氢氧化钠溶液溶解至 250 mL 容量瓶中，用水定容。从容量瓶中吸取 5 mL 溶液于锥形瓶中，加入 5 mL 重铬酸钾溶液和 15 mL 硫酸溶液，混匀后瓶口插入小漏斗于 100 沸水浴中加腐植酸2023 年第 1 期58研究论文热 30 min，取出冷却后加入约 70 mL 水、3 滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由橙色经绿色变为砖红色为滴定终点。同时做空白试验。（3）结果计算。以质量分数表示腐植酸含量 X1，按式（1）计算：（1）0.003（V0-V1）cRmX1=5250100式中：V0空白消耗标准溶液体积，mL；V1消耗标准溶液的体积，mL；c标准溶液的浓度，mol/L；0.003与 1.00 mL 浓度为 1.000 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液相当的碳质量的数值，g；R腐植酸的含碳比，褐煤为 0.59；250酸化后腐植酸碱溶解溶液定容后的总体积，mL；5氧化滴定时所取定容后的腐植酸碱溶液的体积，mL；m样品质量，g。1.2.3 黄腐酸含量测定7，8（1）试剂。硫酸溶液：2.0 mol/L；氢氧化钠溶液：1%；磷酸三钠：50 g/L；重铬酸钾标准溶液：0.1 mol/L；重铬酸钾溶液：0.4 mol/L；邻菲啰啉指示剂；硫酸亚铁铵标准溶液：0.1 mol/L 同本文 1.2.2（1）。（2）测定步骤。称 2.0 g 样品于锥形瓶中，加 100 mL 水，瓶口插入小漏斗于 100 沸水浴中浸提 2 h，每隔30 min 摇动 1 次。取出冷却后用中速定性滤纸过滤至 250 mL 容量瓶中，用水冲洗不溶物 3 次，定容，摇匀。移取 100.0 mL 至烧杯中，用硫酸溶液调节 pH 值至 1.0，静置约 30 min 后，用中速定性滤纸过滤于 250 mL 容量瓶中，用水洗涤至滤液显中性，定容。移取 50.0 mL 滤液，加入 7.5 mL 磷酸三钠溶液，静置 30 min 后用中速定性滤纸过滤至 100 mL 容量瓶中，用少量水洗涤沉淀，定容，混匀。取 10.0 mL 于锥形瓶中，加入 5 mL 重铬酸钾溶液，15 mL 硫酸溶液于沸水浴中氧化 30 min，取出冷却后加入约 70 mL 水、滴加 4 滴邻菲啰啉指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由橙色经绿色变为砖红色为滴定终点。根据硫酸亚铁铵标准溶液的消耗量，计算其浓度。同时做空白。（3）结果计算。以质量分数表示黄腐酸含量 X2，按式（2）计算：0.003（V0-V1）ckmX2=1002501005025010100（2）式中：V0空白消耗标准溶液体积，mL；V1消耗标准溶液的体积，mL；c标准溶液的浓度，mol/L；k矿物源黄腐酸的碳系数，以 0.50 计；0.003与 1.00 mL 浓度为 1.000 mol/L 硫酸亚铁铵标准溶液相当的碳质量的数值，g；250浸提液的定容体积，mL；100移取浸提液的体积，mL；250黄腐酸待测液的定容体积，mL；50移取黄腐酸待测液的体积，mL；100去除金属离子后黄腐酸待测液的定容体积，mL；10氧化时移取去除重金属离子后黄腐酸待测液的体积，mL。2 结果与分析2.1 不同浓度的硝酸活化煤基有机肥、褐煤对腐植 酸含量的影响采用不同浓度的硝酸活化煤基有机肥、褐煤腐植酸2023 年第 1 期59研究论文对腐植酸含量的影响，结果见表 2。从表中可以看出，硝酸浓度对腐植酸活化效果有很大的影响，硝酸浓度越大，对煤基有机肥、褐煤的活化效果越好，二者均以40%硝酸溶液进行活化效果最好，腐植酸含量分别为从未活化的 6.6%和 14.2%提升到 31.4%和 30.2%。为此，选择 40%硝酸溶液为试验溶液，进行3 次重复试验，结果见表 3，从测试结果可以看出，煤基有机肥、褐煤用 40%硝酸活化后，腐植酸含量重复性较好，表明活化稳定性较好。表 3 重复试验腐植酸含量测试数据Tab.3 The content data of humic acid were repeated test类别重量（g）空白消耗标准溶液体积（mL)样品消耗标准溶液体积（mL)腐植酸含量（%）标准偏差煤基有机肥腐植酸0.2000