JP2998190B2 - 高強度成型活性炭 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は粉粒状活性炭をベントナイト白土等とともに
成型してなる成型活性炭に関するもので、より詳しくは
強度、例えば圧壊強度、耐摩耗強度等を向上させた成型
活性炭に関するものである。

この発明による成型活性炭は、特に種々のプロセスに
於ける吸着や担体としての利用に適している。

［従来の技術］ 粉粒活性炭や成型活性炭は、通常、気体や液体の処理
に使用されるが、この際、活性炭は、高い吸着能と十分
な機械的強度が要求される。また、容量ベースでの吸着
能を高めるために嵩密度を高める事が必要である。

従来、このために、成型後に、賦活活性化する方法又
は、賦活活性化後に、有機系バインダーで成型する方法
（特公昭56−37164号公報、特公昭55−43402号公報、特
公昭52−13517号公報）や無機系バインダーで成型する
方法（特公昭45−12565号公報、特開昭63−242343号公
報）がとられてきた。

［発明が解決しようとする課題］ 成型後に賦活活性化した場合、高い吸着能を得ようと
すると、機械的強度や密度が小さくなってしまい、また
逆に吸着能は、強度、密度の面から制約を受けるという
課題があった。

また、賦活活性化後有機系バインダーで成型した場
合、密度が十分なものが得られにくく、無機系バインダ
ーを使用した場合強度の点で未だ不十分であった。

［課題を解決するための手段］ そこで本発明者等は、かかる課題を解決すべく鋭意検
討した結果、粉粒状活性炭をベントナイト白土等ととも
に混練する際、特定の化合物を添加することによって、
従来より高強度の成型活性炭が得られることを見い出し
本発明に到達した。

すなわち、本発明の目的は、圧壊強度、耐摩耗強度等
の強度が著しく向上した成型活性炭を提供することにあ
り、かかる目的は、粉粒状活性炭100重量部に対し、ベ
ントナイト白土５〜75重量部及びほう素化合物１〜35重
量部を混練、造粒し、400〜800℃で焼成することによっ
て容易に達成される。

以下、本発明を詳細に説明する。

本発明で使用される粉粒状活性炭は、石灰系、ヤシガ
ラ系、木質系、リグニン系等の種々の活性炭を使用する
ことが出来る。

かかる粉粒状活性炭の粒度は0.5mm以下で、好ましく
は200メッシュ篩下90％程度が望ましい。

かかる粉粒状活性炭100重量部に対して５〜75重量
部、好ましくは15〜30重量部のベントナイト白土、及び
１〜35重量部、好ましくは２〜10重量部のほう素化合物
を混合する。この混合に際して、通常、水50〜250重量
部程度が添加される。ベントナイト白土としてはナトリ
ウムベントナイト、カルシウムベントナイト等種々のも
のが用いられるが、好ましくはナトリウムベントナイト
が良い。これらのベントナイトは、粒径が１〜100μ程
であるため、活性炭の細孔のうち気体や液体の吸着に関
連する300Å以下の細孔には入らないので、細孔をつぶ
さず高吸着能の活性炭成形体を得ることができる。

ほう素化合物としては、ほう酸、酸化ほう素等が望ま
しい。

この様にして得られた原料を常温で、ニーダー等の捏
合機を用いて、混練物が可塑性を生じ、手で握れる状態
となるまで混練する。

次に、混練物を押出、プレス等適当な成型機によって
成型し、造粒炭を得る。

好ましくは、押出造粒により造粒炭を製造し、必要に
応じこの造粒炭を適当な破砕機を用いて破砕し、整粒
後、所望の粒度範囲の造粒破砕炭としても良い。

続いて、これらの造粒炭又は造粒破砕炭を酸素を含ま
ないガス雰囲気下400〜800℃、好ましくは600〜700℃で
焼成して、目的の成型活性炭とする。かかる温度範囲で
焼成することにより高強度活性炭を得ることができる。

この様にして得られた、成型活性炭は、ほう素化合物
を添加しなかった成型活性炭に比べ、強度が大巾に向上
する。

［実施例］ 次に本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
その要旨をこえない限り以下の実施例に限定されるもの
ではない。

なお、強度の指標として造粒活性炭については、圧壊
強度、振動粉化率、硬さの値を測定した。

また吸着性能の指標として、比表面積の値を測定し
た。その他、嵩密度を測定した。

圧壊強度、振動粉化率、硬さ、比表面積、嵩密度は下
記の測定方法により求めた。

［圧壊強度］ 木屋式硬度計を使用して造粒活性炭が、圧壊した時の
値（kg）を圧壊強度とした。

［振動粉化率］ 容積46ccのプラスチック共栓付ガラスビンに試料10cc
を入れ、ペイントコンディショナー（レッドデビル製）
に配置し、15分間振動させる。

次いで試料を60メッシュの篩で篩分して発生微粉量を
測定し、供試試料に対する60メッシュ下の微粉量の重量
％を粉化率とする。

［硬さ］ 13mmφの鋼球20個が入ったステンレス製ポット（容積
150cc）に試料1gを入れ120rpmで15分間回転させる。

次いで試料を60メッシュの篩で篩分して篩上の試料重
量を測定し、供試試料に対する篩上試料の重量％を硬さ
とする。

［比表面積］ 液体窒素温度下において窒素の吸着等温線を求め、BE
T式を適用して、比表面積を算出する。

［嵩密度］ 200ccメスシリンダー上に漏斗を置き、その上から試
料を少量づつ落下させて測定した。

実施例１〜３ 石炭系粒状活性炭をサンプルミルを使用して60メッシ
ュ篩全通、200メッシュ篩下が90％となる様粉砕した。

この粉末活性炭100重量部とベントナイト（Western.B
entonite）15重量部をニーダー（回転数35rpm）で10分
間混合した後、水75重量部にほう酸又は酸化ほう素を
〔表−１〕に示す所定量を溶解した水溶液を添加し、さ
らに60分間混練した。

得られた混練物をディスクペレッターを用いて直径4.
5mm、長さ6mm程度の円柱型に成型した。

この造粒炭を一旦、115℃の熱風乾燥機中で12時間乾
燥した。

次いでロータリーキルンを使用して、窒素ガスを１
/min通気し、８℃/minの昇温速度で200℃から所定の焼
成温度まで焼成した。

焼成後の造粒活性炭については、嵩密度、圧壊強度、
比表面積を測定し、その結果を〔表−１〕に示す。

比較例１ ほう酸又は酸化ほう素を添加しない以外は、実施例１
〜３と同一条件にて造粒活性炭を製造し、その結果を
〔表−１〕に示す。

実施例４〜６ 木質系活性炭をサンプルミルを使用して60メッシュ篩
全通、200メッシュ篩下が90％となる様粉砕した。

この粉末活性炭100重量部とベントナイト（Western B
entonite）30重量部をニーダー（回転数35rpm）で10分
間混合した後、水123重量部にほう酸を〔表−２〕に示
す所定量溶解した水溶液を添加し、さらに60分間混練し
た。

得られた混練物をディスクペレッターを用いて直径2.
5mmφ、長さ4mm程度の円柱型に成型した。

この造粒炭を一旦、115℃の熱風乾燥機中で12時間乾
燥した。

次いで、ロータリーキルンを使用して、窒素ガスを１
/min通気し、８℃/minの昇温速度で200℃から所定の
焼成温度まで焼成した。

焼成後の造粒活性炭については、嵩密度、振動粉化
率、硬さ、比表面積を測定し、その結果を〔表−２〕に
示す。

比較例２ ほう酸を添加しない以外は、実施例４〜６と同一条件
にて造粒活性炭を製造し、その結果を〔表−２〕に示
す。

［発明の効果］ 本発明により強度の優れた成型活性炭を得ることがで
きる。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C01B 31/08 - 31/14 B01J 20/20 ＣＡ（ＳＴＮ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒状活性炭100重量部、ベントナイト白
   土５〜75重量部及びほう素化合物１〜35重量部を混練、
   造粒し、400〜800℃で焼成してなることを特徴とする成
   型活性炭。