ГОСТ Р 70210-2022 Топливо твердое минеральное. Методы определения выхода гуминовых кислот

Введение

Выход гуминовых кислот - показатель, который определяют для общей химико-генетической оценки вещественного состава углей, для характеристики бурых углей, для оценки степени окисленности каменных углей и для оценки углей как сырья для производства углещелочных реагентов, гуминовых удобрений и препаратов.

По химической природе гуминовые кислоты представляют собой смесь веществ, обладающих свойствами кислот за счет присутствия в их структуре кислотных функциональных групп (карбоксильных групп и фенольных гидроксильных групп ). Как типичные кислоты, гуминовые кислоты при взаимодействии с основаниями образуют соли - гуматы, из которых только гуматы калия, натрия и аммония растворимы в воде.

Гуминовые кислоты объединены в отдельную группу веществ на основании их общего свойства - способности растворяться в растворах щелочей и выпадать в осадок при подкислении этих растворов. В одной части функциональных групп гуминовых кислот углей водород не замещен на катион, т.е. находится в -форме; такие гуминовые кислоты относят к свободным. В другой части функциональных групп водород замещен в основном на ионы кальция, магния, бария, алюминия (Ме) с образованием нерастворимых солей - гуматов. Сумму свободных гуминовых кислот и гуматов называют общими гуминовыми кислотами. Метод определения гуминовых кислот основан на их способности к обмену катионами. При обработке углей растворами щелочей происходит замещение протона свободных функциональных групп на ионы или и одновременно обмен катионов в гуматах на или . По мере образования гуматы калия и натрия переходят в раствор. Это медленный процесс, который протекает до состояния равновесия в системе:

     .

Для ускорения обмена катионов в качестве экстрагента используют щелочной раствор пирофосфата натрия (). В результате реакции обмена образуются нерастворимые в воде и щелочи пирофосфаты, и реакция становится необратимой.

Определение выхода гуминовых кислот методом щелочной экстракции относится к числу трудновоспроизводимых определений, результаты которого в значительной степени зависят от степени измельчения пробы, условий экстрагирования и осаждения (концентрации растворов, продолжительности обработки пробы щелочными растворами, температуры и продолжительности нагревания). Для достижения указанной в стандарте воспроизводимости результатов важно строго соблюдать процедуры и условия проведения испытаний, установленные настоящим стандартом.

Гармонизация настоящего метода с действующим международным стандартом ISO 5073:2021 "Угли бурые и лигниты. Определение содержания гуминовых кислот" нецелесообразна. Отличия в условиях определения, регламентированных в международном и национальном стандартах, настолько существенны, что это делает методы неальтернативными и не позволяет сравнивать результаты определений, полученные этими методами [1]. Гармонизация с международным стандартом привела бы к потере базы данных по гуминовым кислотам в бурых углях Российской Федерации, накопленной в течение многих лет.