风化煤腐植酸

风化煤俗称露头煤，一般指接近或暴露于地表的褐煤、烟煤、无烟煤，经过空气、阳光、雨雪、风沙、冰冻等的渗透风化作用而形成的产物。我国风化煤储量丰富，据不完全统计，约为 1 000亿 t。全国多数地区都有风化煤，山西、新疆、内蒙古、黑龙江、云南、河南部分地区储量较大。

风化煤含氧量高，发热量低，已失去作动力燃料和炼焦煤的价值。但一般风化后的烟煤都含有大量再生腐植酸（HA）和多种含氧活性官能团，如羧基、酚羟基、醌基、醇羟基等，一般质量好的风化煤腐植酸含量可达 50％以上，从而又赋予风化煤新的利用价值。腐植酸是大多数土壤中的重要有机部分。目前我国土壤质量整体偏低，土壤退化现象较严重，不仅已退化面积较大，而且水土流失、土壤沙化、酸化和盐渍化等现象还在继续扩展。随着工业、城市污染的加剧，土壤重金属污染和有机物污染也日益严重。将风化煤应用于土壤改良，不仅可以变废为宝，而且能有效改善土壤退化与污染状况，目前该方向的研究取得了很大进展。风化煤腐植酸是由成煤物质经生物化学等复杂作用或经氧化（包含风化）而形成能溶于稀苛性碱（KOH、NaOH）溶液的多种缩合芳香烃基、羧酸基化合物的混合物。它的组分没有热塑性，也没有弹性，既不溶化，又不结晶，是一种无定形的高分子胶体，多呈黑色或棕色的胶体状态。在干燥时，其外观具有贝壳状断口，颜色和密度都随煤的煤化程度加深而增加。在 12 000 倍的电子显微镜下观察，腐植酸是一种由极小的球形微粒联结成线状，组成与葡萄串类似的团聚体。腐植酸的元素组成与煤相似，即主要由碳、氢、氧、氮、硫等元素组成；它的分子是由几个相似的结构单元组成的一个大分子。每个结构单元又由芳核、桥键和活性基团 3 个主要部分组成。芳核：腐植酸芳核多由 5～6 个芳环或杂环组成，如由苯、萘、蒽、蒽醌、吡咯、呋喃、噻吩、吡啶等环结合组成。桥键：连接腐植酸芳核的有单桥键、双桥键。桥键有－CH2－，－O－，－S－键等。活性基团：腐植酸的芳核都带有若干活性基团，主要有酚羟基、醇羟基、羧基、甲氧基等。由于这些基团的存在决定了腐植酸具有酸性、亲水性、阳离子交换性能、络合金属离子等特性。