در این مقاله به یکی از روشهای تولید سدیم هیومات توسط زغال سنگ میپردازیم. در این روش مواد اولیه واکنش شامل زغال سنگ تجزیه شده و لیگنیت خرد میشوند، سپس محلول هیدروکسید سدیم از طریق آب و هیدروکسید سدیم به نسبت 22000:3000 تهیه و محلول در کتری واکنش ریخته میشود. بخار تولید شده در دیگ بخار تغذیه شده و محلول هیدروکسید سدیم تا دمای 90 درجه سانتیگراد حرارت میبیند. این دما ثابت نگه داشته شده و پودر زغال سنگ به کتری واکنش با توجه به نسبت زغال سنگ به آب ( 1:22000 ) و به هیدروکسید سدیم ( 1:3000 ) اضافه میشود. پس از سه مرحله ته نشینی برای به دست آوردن محصول نهایی هیومات سدیم با خلوص بالا، محصول خشک میشود. در این روش تولید از فرآیند و تجهیزات ساده استفاده شده و می تواند بازدهی بالایی با هزینه کم به دست دهد و همچنین آلودگی زیستی ایجاد نمی کند.
تکنولوژی تولید سدیم هیومات
اسید هیومیک نمک سدیمی از زغال سنگ طبیعی، زغال سنگ قهوه ای و زغال سنگ حاوی اسید های هیومیک برای تصفیه و تشکیل از طریق واکنش شیمیایی است. این ترکیب ماکرو مولکولی چند منظوره است و حاوی هیدروکسیل، کینونیل، گروه فعال کربوکسیل و غیره است. این ترکیب علاوه بر داشتن سطح داخلی بسیار بزرگ، قدرت جذب، تبادل، کمپلکس و جداسازی قوی نیز دارد.
کاربرد های سدیم هیومات در صنعت
نمک های سدیم هیومیک اسید در بسیاری از صنایع کاربرد دارند. از مهمترین کاربرد های این ترکیب شیمیایی استفاده به عنوان افزودنی سرامیکی، پخش کننده، تنظیم کننده گل حفاری، تثبیت کننده آب فرآیندی. عامل کاهنده آب سیمان، شوینده دیگ بخار، عامل روانساز سنگ معدن، تهویه کننده فاضلاب آب پسماند، هم آمیزی آب زغال سنگ، پیوند بریکت زغال سنگ، منبسط کننده صفحه باتری منفی و غیره است. در کشاورزی، سدیم هیومات به عنوان کود مرکب، می تواند ساختار خاک را تغییر دهد و محیط کشت را نسبت به افت ها مقاوم کند. این باعث افزایش تولید خواهد شد. کاربر سدیم هیومات در صنایع مختلف نشان دهنده خاصیت حیاتی و ضرورت آن در فرایند های تولید میباشد.
مراحل تولید نمک های سدیمی هیومیک اسید
- (1) ذرات زغال سنگ خام خرد شده به اندازه 6 تا 80 میلی متر
- (2) آب مطابق با نسبت گفته شده ( 1:22000:3000 ) و هیدروکسید سدیم ابتدا در راکتور قرار میگیرد، بخار با حرارت 90 درجه سانتیگراد وارد شده و تا پایان واکنش حفظ و دوباره زغال سنگ مطابق نسبت فوق در راکتور افزوده می شود. واکنش کامل طی 40 تا 60 دقیقه با هم زدن مداوم در راکتور اتفاق می افتد.
- (3) محلول در راکتور ابتدا در حوضچه سطح ۱ وارد شده و به مدت 40 دقیقه پس از واکنش ته نشین شده. و توسط حوضچه سطح ۲ به مدت 40 دقیقه دیگر رسوب انجام میشود.
- (4) محلول پس از گذراندن مراحل رسوب بالا به مخزن دیگری منتقل شده تا فرایند خشک کردن آغاز شود.
- (5) محصول نهایی پس از قراردادن مایع در مخازن خشک سازی تولید میشود.
این روش تولید نیازی به تجهیزات پیچیده ندارد و فرآیند واکنشی کامل فقط به سه نوع مواد اولیه معمولی نیاز دارد و فرآیند تحت فشار معمولی انجام شده و نیازی به دستگاه پرس ندارد. برای ایمنی، تولید در شرایط استاندارد آزمایشگاهی صورت گیرد.
مهمترین ویژگی های مواد اولیه برای تولید سدیم هیومات
ابتدا باید مواد اولیه (زغال سنگ طبیعی، ذغال سنگ قهوه ای یا کود گیاهی ) به ذراتی با اندازه 6 تا 80 میلیمتر شکسته شود. پس از قرار گرفتن این ذرات در مخزن سیلو و واکنش به محلول هیدروکسید سدیم، در راکتور به هیدروکسید سدیم اضافه میشوند. آرایش متناسب برای واکنش آنها 22000:3000 در آب است. مرحله بعد عبور بخار تولید شده توسط دیگ بخار است که محلول هیدروکسید سدیم را تا 90 درجه سانتیگراد حرارت میدهد. سپس با توجه به نسبت زغال سنگ ، آب و هیدروکسید سدیم (1:22000:3000) خاک زغال سنگ در راکتور اضافه میشود. در فرآیند افزودن، محتویات باید دائماً مخلوط شوند. این واکنش از ۴۰ تا ۶۰ دقیقه طول خواهد کشید و پس از آن حرارت دهی باید متوقف شود. اکنون ذرات زغال سنگ پودر شده دیگر وجود ندارند. دوغاب های کامل در مخزن ته نشینی یک سطحی قرار می گیرند و 40 دقیقه رسوب می کنند. هدف از این رسوب، ناخالصی دانهای بزرگی هستند که در واکنش مواد خام شرکت نمیکند. این ته نشینی در دو مرحله دیگر انجام شده و در نتیجه یک محصول کاملاً تصفیه شده از سدیم هیومات بدست می آيد. این محصول سپس طی مراحل خشک سازی به نمک سدیمی اسید هیومیک تبدیل میشود.