“腐植酸提取+残渣制炭”梯级资源化新工艺

波兰弗罗茨瓦夫理工大学化学学院和波兰科学院农业物理研究所的科研人员，联合开展了腐植酸绿色提取与固废资源化一体化研究。该研究以氨水作为提取剂，采用Box-Behnken试验设计（BBD）结合响应面法（RSM），优化了泥炭与褐煤中腐植酸（HAs）的提取工艺，并探究了提取后残渣资源化制备生物炭的技术可行性，形成“腐植酸提取+残渣制炭”梯级资源化新工艺。相关研究成果以《Modifications of the humic acids extraction procedure toward resource-efficiency and a circular economy: Process optimization and residues conversion into biochar》（面向资源高效利用与循环经济的腐植酸提取工艺改良：工艺优化及残渣化制备生物炭）为题，于2026年3月发表于Chemical Engineering Research and Design（《化学工程研究与设计》）杂志上。主要研究结果如下：

1．工艺优化后，泥炭中腐植酸最高提取率为35.63%，褐煤中腐植酸最高提取率为29.25%。傅里叶变换红外光谱（FTIR）与元素分析结果表明，制备所得腐植酸含有羧基、酚羟基、醇羟基及酰胺官能团，具备良好的农业领域应用潜力。

2．将腐植酸提取残渣在300～600℃温度范围内热解制备生物炭，借助扫描电子显微镜（SEM）与孔隙结构分析表征材料微观结构演变规律。结果表明，泥炭基提取残渣热解后表面结构非均一、孔隙发达，高温条件下可形成层状碎屑结构；褐煤基提取残渣结构相对均一，在600℃热解条件下主要生成裂隙结构与开孔孔隙。随着热解温度升高，生物炭总孔隙率、孔容与平均孔径均显著提升；其中褐煤基生物炭以介孔、微孔结构为主，泥炭基生物炭则富含超微孔结构。两类生物炭均含有大量储水孔隙与导水孔隙，保水透气性能优异，是优质的功能性土壤改良材料。

3．技术经济分析结果表明，该工艺具备产业化应用可行性。腐植酸提取工序单位能耗约20MJ/kg，单位生产成本为1.70～1.84欧元；300℃低温条件下制备生物炭的工艺能效优异，单位能耗约4.0MJ/kg，单位生产成本仅约0.27欧元/千克，性价比优势显著。虽然提高热解温度会提升生产能耗与加工成本，但可制备出结构性能差异化的生物炭产品，适配不同应用场景。

该研究采用联产梯级资源化利用模式，既实现了资源利用率最大化、固废排放量最小化，又契合循环经济发展理念，为腐植酸在农业、工业领域的资源化高值化利用提供极具应用前景的技术方案。

（中腐协秘书处  供稿）