粒狀活性炭及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種新型粒狀活性炭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭作為吸附劑廣泛用于除去雜質(zhì)、調(diào)整溶解成分的濃度等。另外，活性炭具有 高比表面積，因此，也可作為各種金屬及有機(jī)物的載體等使用。
[0003] 該些活性炭中，特別是木質(zhì)系水蒸氣活化活性炭均衡地存在微孔及中孔，且雜質(zhì) 少，不用擔(dān)屯、污染溶液，因此，廣泛用于食品工業(yè)、化學(xué)工業(yè)（特別是醫(yī)藥品制造）及水處理 等的精制中。另外，木質(zhì)系水蒸氣活化活性炭具有高比表面積，且具有成為基質(zhì)的反應(yīng)場的 中孔，進(jìn)而雜質(zhì)少，因此，也適合作為催化劑載體使用。
[0004] 如上所述，木質(zhì)系水蒸氣活化活性炭雖然為工業(yè)上有用的材料，但由于原料為木 粉，因此存在僅可得到粉末狀的活性炭該樣的限制。粉末狀活性炭在使用時(shí)，有時(shí)存在產(chǎn)生 粉塵的問題，另外，在使用后，必須進(jìn)行過濾而分離活性炭和溶液，因此，妨礙使用。
[0005] 雖然也可W使用木材代替木粉作為原料，且在炭化木材形成木炭后，活化水蒸氣， 但得到的活性炭為輕質(zhì)且軟質(zhì)，無法作為粒狀活性炭使用。
[0006] 另外，作為上述原料的木粉在制造和加工木材的工序中產(chǎn)生，但產(chǎn)生量因木材資 源保護(hù)而減少，另外，也發(fā)展出除了活性炭W外的有效利用方法，難W用作活性炭的原料。
[0007] 因此，期望開發(fā)一種不利用木粉原料而具有與木質(zhì)系水蒸氣活化活性炭同樣的細(xì) 孔分布、高純度的粒狀活性炭。
[000引作為中孔多的活性炭的制造方法，公開有在碳質(zhì)原料100重量份中W 0. 2~1. 5重量份（巧換算值）的比例混合至少一種巧化合物且進(jìn)行炭化及活化處理而成的、凈化水 的高度處理用活性炭及其制造方法（專利文獻(xiàn)1)。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)1 ;日本特開平3-16908號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 發(fā)明所要解決的課題
[0013] 然而，在該文獻(xiàn)中，炭化及活化處理后的活性炭優(yōu)選不進(jìn)行清洗，進(jìn)而，該文獻(xiàn)中 得到的活性炭不具有作為粒狀活性炭所需的硬度，僅為低硬度的活性炭。
[0014] 本發(fā)明的課題在于提供一種適于各種液體的精制及催化劑載體的粒狀活性炭W 及其制造方法。
[0015] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0016] 本發(fā)明人鑒于上述課題重復(fù)進(jìn)行用于制造控制微孔及中孔的比例的同時(shí)雜質(zhì)少 的活性炭的研究，發(fā)現(xiàn)通過在活性炭中混合巧并進(jìn)行成型，然后進(jìn)行炭化、活化及清洗，可 得到適于各種液體的精制及催化劑載體的粒狀活性炭。本發(fā)明是基于該樣的見解而完成 的。
[0017]即，本發(fā)明設(shè)及下述項(xiàng)1~4所示的活性炭及其制造方法。
[001引項(xiàng)1. 一種粒狀活性炭，其具有下述（1)~做的必要條件：
[0019] (1)灼燒殘?jiān)鼮?質(zhì)量分率％W下；
[0020] 似硬度為80質(zhì)量分率％W上；及
[0021] 做細(xì)孔容積為0. 55~0. 75血/g，其中的中孔容積比例滿足式（1)的關(guān)系。
[002引[數(shù)學(xué)式U
[0023]
[0024] V;細(xì)孔容積（血/g)
[0025]Vmeso;直徑2~30nm的細(xì)孔容積（血/g)
[0026] 項(xiàng)2. -種粒狀活性炭的制造方法，其包括下述（A)~做的工序：
[0027] (A)對(duì)活性炭原料實(shí)施炭化處理后進(jìn)行粉碎的工序；
[002引 炬）將工序（A)中得到的活性炭和巧成分混合且成型的工序；
[0029] (C)對(duì)工序炬）中得到的活性炭進(jìn)行炭化處理及活化處理的工序；及
[0030] 做對(duì)工序似中得到的活性炭進(jìn)行清洗的工序。
[0031] 項(xiàng)3.根據(jù)項(xiàng)2所述的制造方法，其中，活性炭原料為挪子殼。
[0032] 項(xiàng)4. 一種粒狀活性炭，其通過項(xiàng)2或3所述的制造方法而得到。
[0033] W下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。另外，本發(fā)明包括：粒狀活性炭的發(fā)明，該粒狀活性 炭的制造方法的發(fā)明，該粒狀活性炭的作為液體處理用（更具體而言為液體精制用、脫色 用等的液體吸附處理用）的用途的發(fā)明，及該粒狀活性炭的作為催化劑載體用的用途的發(fā) 明中的任一者。
[0034] 活忡炭
[0035] 本發(fā)明的活性炭為具有下述（1)~（3)的必要條件的粒狀活性炭。
[0036] (1)灼燒殘?jiān)鼮?質(zhì)量分率％W下；
[0037] 似硬度為80質(zhì)量分率％W上；及
[003引 做細(xì)孔容積為0. 55~0. 75血/g，其中的中孔容積比例滿足式（1)的關(guān)系。
[0039][數(shù)學(xué)式引
[0040]
[0041] V;細(xì)孔容積（mL/g)
[0042] Vmeso;直徑2~30nm的細(xì)孔容積（mL/g)。
[0043] W下，依次說明必要條件（1)、（2)及（3)。
[0044] (必要條件（1))
[0045] 在本發(fā)明的活性炭中，灼燒殘?jiān)鼮?質(zhì)量分率％W下，優(yōu)選為1. 5質(zhì)量分率％W 下。灼燒殘?jiān)ǔＭㄟ^JISK1474測定（JIS:日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）。具體而言，在電爐中將本 發(fā)明的活性炭（試樣）灼燒灰化，求出其殘?jiān)Ｈ粼撟茻龤堅(jiān)鼮?質(zhì)量分率％^下，則雜質(zhì) 少，因此，可不污染處理液而合適地作為液相處理用的活性炭使用。
[0046] 在此，對(duì)JISK1474所規(guī)定的用于測定灼燒殘?jiān)木唧w操作（i)~（iv)依次進(jìn)行 說明。
[0047]a)在恒量的瓷相蝸中預(yù)先稱取試樣1~5g，直至Img的位數(shù)。試樣在115±5°C 的恒溫干燥器中預(yù)先干燥3小時(shí)，在干燥器（使用硅膠作為干燥劑）中放冷至室溫。
[0048] 扣）在（i)后，將試樣放入電爐，最初弱加熱，逐漸升高溫度使其完全灰化后，在 800~900°C下灼燒1小時(shí)。
[0049] (iii)在（ii)后，灼燒試樣后，在干燥器（使用硅膠作為干燥劑）中放冷，砰量質(zhì) 量直至Img的位數(shù)而求出殘?jiān)?br>[0050] (iv)灼燒殘?jiān)ㄟ^下式似算出。
[005UA=(R/巧X100 似
[0052]在此，A為灼燒殘?jiān)ㄙ|(zhì)量分率％)，R為殘?jiān)╣)，S為試樣的質(zhì)量（g)，/是指今。 另外，如下所述。
[0化引 山瓷相蝸為JISR1301規(guī)定的A形、B形或C形30血的瓷相蝸；
[0054] [2]恒溫干燥器可在115±5°C的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；
[0化5] [3]電爐可在800~900°C的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0化6] 作為用于將本發(fā)明的活性炭中的灼燒殘?jiān){(diào)整為2質(zhì)量分率％ ^下的方法，例如 可W舉出在后述的本發(fā)明的活性炭的制造方法的值）工序中，適宜設(shè)定清洗時(shí)間、清洗次 數(shù)、酸濃度等。
[0057](必要條件似）
[0化引在本發(fā)明的活性炭中，硬度為80質(zhì)量分率％W上，優(yōu)選為85質(zhì)量分率％ ^上。硬 度通常通過JISK1474測定。具體而言，振動(dòng)本發(fā)明的活性炭（試樣）與鋼球一起放入的 硬度試驗(yàn)用皿后篩分，求出殘留在篩上的試樣質(zhì)量，由與原試樣質(zhì)量之比求出硬度。若該硬 度為80質(zhì)量分率％ ^上，則在作為粒狀炭使用的情況下，可抑制微粉產(chǎn)生。硬度的上限值 沒有特別限制，但通常為100質(zhì)量分率％。
[0059] 在此，對(duì)JISK1474所規(guī)定的用于測定硬度的具體操作（i)~（vii)依次進(jìn)行說 明。
[0060] (i)通過用于測定后述的粒度的具體操作（i)~（V)，使用對(duì)應(yīng)于粒度顯示范圍的 上限、下限的網(wǎng)眼的二個(gè)篩篩分試樣10分鐘。
[006U (U)輕拍填充篩分后的試樣至量筒200血的100血標(biāo)線。砰取該試樣的質(zhì)量直至 0.Ig的位數(shù)。
[0062] (iii)將直徑12. 7mm及直徑9. 5mm的鋼球各15個(gè)一起放入硬度試驗(yàn)用皿。
[0063] (iv)將包含試樣的硬度試驗(yàn)用皿安裝于搖篩機(jī)，振動(dòng)30分鐘。
[0064] (V)使用比對(duì)應(yīng)于粒度顯示范圍的下限的篩的網(wǎng)眼小2級(jí)的篩及接收皿，收納除 了鋼球W外的全部試樣并安裝于搖篩機(jī)上。
[00化](Vi)振動(dòng)3分鐘后，分別砰取殘留在篩