中孔多的粒狀活性炭及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種新型粒狀活性炭及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 活性炭在水或水溶液的處理中作為吸附劑使用，用于除去雜質(zhì)或調(diào)整溶解成分的 濃度等。
[0003] 這些活性炭中，特別是中孔多的氯化鋅活化活性炭也可用于除去水溶液等液相的 著色。
[0004] 然而，氯化鋅活化活性炭雖然可良好地除去著色成分，但其原料為木粉，通常作為 粉末活性炭提供，因此，在柱處理及使用完畢的活性炭的加熱再生方面并不適合。另外，雖 然可經(jīng)過篩分來(lái)得到顆粒狀的產(chǎn)品，但硬度低，因此，存在以下問題：在輸送及填充時(shí)難以 操作，進(jìn)而，使用中發(fā)生粉末化及細(xì)?；?。
[0005] 另外，藥品活化活性炭由于制造時(shí)的燒成溫度低，因此，其課題在于，在活性炭表 面大量存在表面氧化物，溶液中的微量有機(jī)物及碘之類的低分子量分子的吸附變低。
[0006] 為了解決上述氯化鋅活化活性炭的課題，在專利文獻(xiàn)1中公開有一種藥品活化成 型活性炭的制造方法，其將可藥品活化的活性炭原料和水分含量為25重量％以下且活化 成分含量為60重量％以上的氯化鋅等活化藥品的混合物通過常規(guī)方法加熱而得到反應(yīng)產(chǎn) 物，對(duì)該反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行成型，接著進(jìn)行燒成、清洗、干燥而得到成型活性炭。
[0007] 另外，作為中孔多的活性炭的制造方法，公開有在碳質(zhì)原料100重量份中以0. 2~ 1. 5重量份（鈣換算值）的比例混合至少一種鈣化合物且進(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)2)。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開平7-138010號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)2 :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，專利文獻(xiàn)1中的上述制造工序復(fù)雜，因此，期望開發(fā)一種通過更簡(jiǎn)便的制造 方法得到脫色性能高的粒狀活性炭。另外，專利文獻(xiàn)2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，提供一種適于除去著色成分的具有高吸附性能的粒狀活性炭 及其制造方法。
[0015] 用于解決課題的技術(shù)方案
[0016] 本發(fā)明人等鑒于上述問題，為了制造存在大量中孔且雜質(zhì)少的粒狀活性炭進(jìn)行了 潛心研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，使預(yù)先活化的活性炭與鈣成分接觸，然后，再進(jìn)行活化及清洗，由此可 得到適于各種液體脫色及精制的粒狀活性炭。本發(fā)明是基于這樣的見解而完成的。
[0017] S卩，本發(fā)明涉及下述項(xiàng)1~5所示的活性炭及其制造方法。
[0018] 項(xiàng)1. 一種粒狀活性炭，其具有下述⑴~⑶的必要條件：
[0019] (1)灼燒殘?jiān)鼮?質(zhì)量分率％以下；
[0020] ⑵硬度為60質(zhì)量分率％以上；及
[0021] (3)中孔容積為〇? 5mL/g以上。
[0022] 項(xiàng)2. -種粒狀活性炭的制造方法，其包括下述（A)~（C)的工序：
[0023] (A)使活性炭和鈣成分接觸的工序；
[0024] (B)對(duì)工序（A)中得到的活性炭進(jìn)行活化處理的工序；及
[0025] (C)對(duì)工序（B)中得到的活性炭進(jìn)行清洗的工序。
[0026] 項(xiàng)3. -種粒狀活性炭的制造方法，其包括下述（A)~⑶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；
[0028] (B)將工序（A)中得到的活性炭和鈣成分混合且成型的工序；
[0029] (C)對(duì)工序（B)中得到的活性炭進(jìn)行炭化處理及活化處理的工序；及 [0030] (D)對(duì)工序（C)中得到的活性炭進(jìn)行清洗的工序。
[0031] 項(xiàng)4.根據(jù)項(xiàng)2或3所述的制造方法，其中，活性炭原料為椰子殼。
[0032] 項(xiàng)5. -種粒狀活性炭，其通過項(xiàng)2~4中任一項(xiàng)所述的制造方法而得到。
[0033] 以下，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)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，以及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)明中的任一者。
[0034] 本發(fā)明活件炭
[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％以下；
[0037] (2)硬度為60質(zhì)量分率％以上；及
[0038] (3)中孔容積為0? 5mL/g以上。
[0039] 以下，依次說(shuō)明必要條件（1)、（2)及（3)。
[0040] (必要條件（1))
[0041] 在本發(fā)明的活性炭中，灼燒殘?jiān)鼮?質(zhì)量分率％以下，優(yōu)選為1. 5質(zhì)量分率％以 下。灼燒殘?jiān)ǔＭㄟ^JISK1474測(cè)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％以下，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。
[0042] 在此，對(duì)JISK1474所規(guī)定的用于測(cè)定灼燒殘?jiān)木唧w操作（i)~（iv)進(jìn)行說(shuō)明。
[0043] (i)在恒量的瓷坩堝中預(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。
[0044] (ii)在⑴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)。
[0045] (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，秤量質(zhì) 量直至Img的位數(shù)而求出殘?jiān)?br>[0046] (iv)灼燒殘?jiān)ㄟ^下式（2)算出。
[0047] A= (R/S)X100 (2)
[0048] 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+。 另外，如下所述。
[0049] [1]瓷坩堝為JISR1301規(guī)定的A形、B形或C形30mL的瓷坩堝；
[0050] [2]恒溫干燥器可在115±5°C的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；
[0051] [3]電爐可在800~900°C的溫度范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。
[0052] 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％以下的方法，例如 可以舉出在后述的本發(fā)明的活性炭的制造方法1的（C)或制造方法2的（D)工序中，適宜 設(shè)定清洗時(shí)間、清洗次數(shù)、酸濃度等。
[0053] (必要條件（2))
[0054] 在本發(fā)明的活性炭中，硬度為60質(zhì)量分率％以上，優(yōu)選為70質(zhì)量分率％以上。硬 度通常通過JISK1474測(cè)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60質(zhì)量分率％以上，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1〇〇質(zhì)量分率％。
[0055] 在此，對(duì)JISK1474所規(guī)定的用于測(cè)定硬度的具體操作（i)~（vii)進(jìn)行說(shuō)明。
[0056] (i)通過用于測(cè)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。
[0057] (ii)輕拍填充篩分后的試樣至量筒200mL的IOOmL標(biāo)線。秤取該試樣的質(zhì)量直至 〇.Ig的位數(shù)。
[0058] (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。
[0059] (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。
[0060] (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 了鋼球以外的全部試樣并安裝于搖篩機(jī)上。
[0061] (vi)振動(dòng)3分鐘后，分別秤取殘留在篩上及接收皿的試樣的質(zhì)量直至0.Ig的位 數(shù)。試樣質(zhì)量的合計(jì)相對(duì)于最初秤取的質(zhì)量增減2%以上時(shí)，進(jìn)行再試驗(yàn)。
[0062] (vii)硬度通過下式（3)算出。
[0063] H= (ff/S)X100 (3)
[0064] 在此，H為硬度（質(zhì)量分率％ )，W為上述（vi)的殘留在篩上的試樣的質(zhì)量（g)，S 為殘留在篩上及接收皿的試樣的質(zhì)量的合計(jì)（g)，/是指另外，如下所述。
[0065] [1]篩為JISZ8801-1規(guī)定的網(wǎng)篩，且篩框的尺寸為篩面以上的內(nèi)徑200mm;
[0066] [2]硬度試驗(yàn)用皿的材質(zhì)為JISH3100規(guī)定的C2680P或C2720P(黃銅板），在圖 1中示出一個(gè)例子；
[0067] [3]搖篩機(jī)為泰勒式（TYLER)搖篩機(jī)或以此為準(zhǔn)的搖篩機(jī)，打擊次數(shù)可為每分鐘 130~165次，轉(zhuǎn)數(shù)可為每分鐘240~295次；
[0068] [4]鋼球?yàn)橹睆?2. 7 ±0. 1mm，直徑9. 5 ±0.Imm的鋼球各15個(gè)；
[0069] [5]量筒為JISR3505規(guī)定的量筒200mL。
[0070] 作為用于將本發(fā)明的活性炭中的硬度調(diào)整為60質(zhì)量分率％以上的方法，例如可 以舉出以下方法：適宜設(shè)定后述的本發(fā)明活性炭的制造方法1或制造方法2的（A)工序中 的活性炭的原料種類、上述制造方法2的（B)工序中的粘結(jié)成分的量及種類等。
[0071] (必要條件⑶）
[0072] 在本發(fā)明的活性炭中，中孔容積為0. 5mL/g以上，優(yōu)選為0. 55mL/g以上，更優(yōu)選為 0. 7mL/g以上。在此，所謂中孔容積是指通過氮吸附法測(cè)定，且通過Cr