Производство гуминовых кислот

Введение
Гуминовые кислоты включают гуминовые и фульвокислоты. Их происхождение может быть различным, например, торф, растительные остатки и т.д., но большинство гуминовых кислот на рынке получают из леонардита, который по своим характеристикам считается наиболее качественным и с лучшими агрономическими свойствами.
Леонардит - это гумифицированное растительное вещество, очень богатое органическими веществами, находящееся в промежуточном состоянии преобразования между торфом и лигнитом. Он берет свое начало в захоронении растительного материала миллионы лет назад и обычно находится в верхних слоях карьеров бурого угля.
Гуминовые кислоты присутствуют в почвах и являются наиболее активной частью этого органического вещества. Они представляют собой смесь сложных органических молекул, которые образуются в результате разложения и окисления органических веществ. Следовательно, гумификация - это прогрессивный процесс, который приводит к образованию гуминовых кислот. Как уже упоминалось, гуминовые кислоты включают фульвокислоты. Разница между ними заключается в их различном поведении в щелочной и кислой среде. И гуминовые, и фульвокислоты растворимы в основной среде, и поэтому она используется для их экстракции в жидкой форме в качестве щелочного экстрагирующего агента, обычно гидроксида калия. При помещении в кислую среду гуминовые кислоты выпадают в осадок, так как они нерастворимы в этой среде, тогда как фульвокислоты остаются в жидкой фазе, будучи растворимыми в кислой среде. Это различное поведение в кислой среде основано на официальном методе анализа для разделения и количественного определения гуминовых и фульвокислот в продукте.
Помимо этого различия, гуминовые и фульвокислоты имеют другие химические и поведенческие различия. Гуминовые кислоты имеют более высокую молекулярную массу, чем фульвовые, более высокую катионообменную способность и более высокую способность удерживать воду. Гуминовые кислоты действуют медленнее и действуют на структуру почвы и на растения, тогда как фульвокислоты действуют на растения быстрее, но менее стойко.
Гуминовые кислоты получают экстракцией щелочным раствором гидроксида калия. Их также можно экстрагировать с помощью гидроксида натрия, но, хотя натрий приводит к засолению почвы, калий, наряду с азотом и фосфором, является одним из трех основных питательных веществ, необходимых для развития растений.
Гуминовые кислоты положительно влияют на плодородие почвы, способствуя микробной активности и выполняя различные действия в зависимости от типа почвы, на которую они вносятся. Если говорить о глинистых почвах, они помогают улучшить структуру почвы, что улучшит ее проницаемость, увеличивая аэрацию на уровне корневых растений. В песчаных почвах, обычно с низким содержанием органических веществ, он помогает увеличить катионный обмен макро- и микроэлементов, улучшает водоудерживающую способность и, следовательно, предотвращает потерю питательных веществ из-за выщелачивания.
Как правило, внесение фульвокислот и гуминовых кислот в почву способствует высвобождению питательных веществ и действует как естественные комплексообразователи, облегчая их усвоение растениями. Среди положительных эффектов, оказываемых на растение, мы можем видеть: рост корней, следовательно, большее усвоение питательных веществ; большее вегетативное развитие; благоприятствует физиологическим процессам и способствует увеличению урожайности [1].
Целью данной работы является изучение процессов получения гуминовых кислот в буром угле, а также описание методов оптимизации производства.

 
1. Общие сведения
Гуминовые вещества являются основными составляющими естественного органического вещества как в водной, так и в наземной среде. Природное органическое вещество можно разделить на аквагенное органическое вещество и педогенное органическое вещество. Аквагенное органическое вещество, встречающееся в водах океана, образуется в результате выделения и разложения планктона и водных бактерий. Педогенное органическое вещество образуется при разложении наземных растений и микроорганизмов, включая выщелачиваемый материал из почвы, закрепленной в водной системе. Этот тип органического вещества образуется в результате разложения лигнина, полисахаридов и белков, что приводит к образованию органических соединений карбоновых, фенольных, бензойных и алифатических соединений. Кроме того, гуминовые вещества являются основным резервуаром углерода в биосфере и составляют примерно от 70 до 90% органического вещества почвы [1].