KR20150119368A

KR20150119368A - 메소 구멍이 많은 입상 활성탄 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR20150119368A
Application number: KR1020157025445A
Authority: KR
Inventors: 주이치 야나기; 노리코 마츠모토
Original assignee: 오사카 가스 케미칼 가부시키가이샤
Priority date: 2013-02-20
Filing date: 2014-02-14
Publication date: 2015-10-23
Also published as: EP2960206B1; EP2960206A1; JP6033396B2; US20150375197A1; TW201437141A; CN105008277B; WO2014129410A1; JPWO2014129410A1; US9737871B2; EP2960206A4; CN105008277A

Abstract

염화아연 부활 활성탄과 마찬가지 용도로 사용할 수 있는, 메소 구멍이 많은 입상 활성탄 및 그 제조 방법을 제공한다. 활성탄과 칼슘 성분을 접촉시킨 후, 부활 처리 및 세정을 실시한다.

Description

메소 구멍이 많은 입상 활성탄 및 그 제조 방법{GRANULAR ACTIVATED CARBON HAVING MANY MESOPORES, AND MANUFACTURING METHOD FOR SAME}

본 발명은 신규 입상 활성탄 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

활성탄은 물 또는 수용액의 처리에 있어서, 흡착제로서, 불순물의 제거 또는 용해 성분의 농도 조정 등에 사용되고 있다.

이들 활성탄 중에서도, 특히 메소 구멍이 많은 염화아연 부활 활성탄은 수용액 등의 액상의 착색을 제거하기 위해서 이용되고 있다.

그런데, 염화아연 부활 활성탄은 착색 성분을 잘 제거할 수 있지만, 원료가 목분이고, 통상 분말 활성탄으로서 제공되는 점에서, 칼럼 처리 및 사용이 끝난 활성탄의 열 재생에는 적합하지 않다. 또한, 체질(sieving)에 의해 과립상의 제품을 얻을 수는 있지만, 경도가 낮은 점에서, 수송 및 충전 시에 취급이 어렵고, 나아가 사용 중에 분말화 및 미립화가 일어나게 된다고 하는 문제가 있었다.

또한, 약품 부활(賦活) 활성탄은 제조 시의 소성 온도가 낮기 때문에, 활성탄 표면에 표면 산화물이 많이 존재하여, 용액 중의 미량 유기물이나, 요오드와 같은 저분자량의 분자의 흡착이 낮아지는 것이 과제였다.

상기 염화아연 부활 활성탄의 과제를 해결하기 위해서, 특허문헌 1에는, 약품 부활할 수 있는 활성탄 원료와, 수분 함량이 25중량% 이하이고 부활 성분 함량이 60중량% 이상인 염화아연 등의 부활 약품과의 혼합물을, 통상의 방법에 의해 가열해서 얻어지는 반응 생성물을 성형하고, 계속해서 소성, 세정, 건조해서 성형 활성탄을 얻는 약품 부활 성형 활성탄의 제조 방법이 개시되어 있다.

또한, 메소 구멍이 많은 활성탄의 제조 방법으로서, 탄소질 원료 100중량부에, 칼슘 화합물 중 적어도 하나를 0.2 내지 1.5중량부(칼슘 환산값)의 비율로 혼합하고, 탄화 및 부활 처리해서 이루어지는, 정수의 고도 처리용 활성탄 및 그 제조 방법이 개시되어 있다(특허문헌 2).

일본 특허 공개 평7-138010호 공보 일본 특허 공개 평3-16908호 공보

그러나, 특허문헌 1에 있어서의 상기 제조 공정은 복잡해서, 보다 간편한 제조 방법에 의한, 탈색 성능이 높은 입상 활성탄의 개발이 요망되었다. 또한, 특허문헌 2에 있어서 얻어진 활성탄은 입상 활성탄으로서 필요한 경도를 갖지 못하고, 저경도의 것에 지나지 않았다.

본 발명의 과제는 착색 성분의 제거에 적합한, 높은 흡착 성능을 갖는 입상 활성탄 및 그 제조 방법을 제공하는 데 있다.

본 발명자는 상기 과제를 감안하여, 메소 구멍이 많이 존재하고, 불순물이 적은 입상 활성탄을 제조하기 위해서 연구를 거듭해 왔다. 그 결과, 미리 부활시킨 활성탄과, 칼슘 성분을 접촉시키고, 그 후, 또한 부활 및 세정함으로써, 각종 액체의 탈색 및 정제에 적합한 입상 활성탄이 얻어지는 것을 알아내었다. 본 발명은 이러한 지견에 기초하여 완성된 것이다.

즉, 본 발명은 하기 항 1 내지 5에 나타내는 활성탄 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

항 1. 하기 (1) 내지 (3)의 요건을 구비한 입상 활성탄;

(1) 강열 잔분이 2질량분율% 이하,

(2) 경도가 60질량분율% 이상, 및

(3) 메소 구멍 용적이 0.5mL/g 이상이다.

항 2. 하기 (A) 내지 (C)의 공정을 포함하는, 입상 활성탄의 제조 방법;

(A) 활성탄과 칼슘 성분을 접촉시키는 공정,

(B) 공정 (A)에서 얻어진 활성탄에, 부활 처리를 행하는 공정, 및

(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.

항 3. 하기 (A) 내지 (D)의 공정을 포함하는, 입상 활성탄의 제조 방법;

(A) 활성탄 원료에, 탄화 처리를 실시한 후, 분쇄하는 공정,

(B) 공정 (A)에서 얻어진 활성탄과, 칼슘 성분을 혼합하고, 성형하는 공정,

(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄에, 탄화 처리 및 부활 처리를 행하는 공정,

(D) 공정 (C)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.

항 4. 활성탄 원료가 야자 껍질인, 항 2 또는 3에 기재된 제조 방법.

항 5. 항 2 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 입상 활성탄.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 입상 활성탄의 발명, 그 입상 활성탄의 제조 방법의 발명, 및 그 입상 활성탄의 액 처리용(보다 구체적으로는, 액체의 정제용, 탈색용 등의 액체의 흡착 처리용)으로서의 사용의 발명 모두를 포함한다.

본 발명 활성탄

본 발명의 활성탄은 하기 (1) 내지 (3)의 요건을 구비한 입상 활성탄이다.

(1) 강열 잔분이 2질량분율% 이하,

(2) 경도가 60질량분율% 이상, 및

(3) 메소 구멍 용적이 0.5mL/g 이상.

이하, 요건 (1), (2) 및 (3)의 순서대로 설명한다.

(요건 (1))

본 발명의 활성탄에 있어서, 강열 잔분은 2질량분율% 이하이고, 바람직하게는 1.5질량분율% 이하이다. 강열 잔분은 통상 JIS K1474로 측정된다(JIS: 일본 공업 규격). 구체적으로는, 본 발명의 활성탄(시료)을 전기로 안에서 강열 회화하고, 그 잔분을 구한다. 상기 강열 잔분이 2질량분율% 이하이면, 불순물이 적기 때문에, 액상 처리용 활성탄으로서, 처리액을 오염시키지 않고 적절하게 사용할 수 있다.

여기서, JIS K1474에서 규정되어 있는, 강열 잔분을 측정하기 위한 구체적인 조작 (i) 내지 (iv)에 대해서 설명한다.

(i) 시료 1 내지 5g을 미리 항량으로 한 자기 도가니에 1㎎ 자릿수까지 칭량투입한다. 시료는 미리 115±5℃의 항온 건조기 안에서 3시간 건조하고, 데시케이터(건조제로서 실리카겔을 사용) 안에서 실온까지 방냉한다.

(ii) (i) 후에, 시료를 전기로에 넣고, 처음에는 약하게 가열하고, 서서히 온도를 높여서 완전히 회화시킨 후, 800 내지 900℃에서 1시간 강열한다.

(iii) (ii) 후에, 시료를 강열 후, 데시케이터(건조제로서 실리카겔을 사용) 안에서 방냉하고, 질량을 1㎎ 자릿수까지 재서 잔분을 구한다.

(iv) 강열 잔분은 다음 식 (2):

로 산출한다. 여기서, A는 강열 잔분(질량분율%)이고, R은 잔분(g)이고, S는 시료의 질량(g)이고, /는 ÷를 의미한다. 또한,

[1] 자기 도가니는 JIS R1301에서 규정하는 A형, B형 또는 C형 30mL의 것이고,

[2] 항온 건조기는 115±5℃의 온도 범위로 조절할 수 있는 것이고,

[3] 전기로는 800 내지 900℃의 온도 범위로 조절할 수 있는 것이다.

본 발명의 활성탄에 있어서의 강열 잔분을 2질량분율% 이하로 조정하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 후술하는 본 발명의 활성탄의 제조 방법 1의 (C) 공정 또는 제조 방법 2의 (D) 공정에 있어서, 세정 시간, 세정 횟수, 산 농도 등을 적절히 설정하는 것을 들 수 있다.

(요건 (2))

본 발명의 활성탄에 있어서, 경도는 60질량분율% 이상이고, 바람직하게는 70질량분율% 이상이다. 경도는 통상 JIS K1474로 측정된다. 구체적으로는, 본 발명의 활성탄(시료)을 강구와 함께 넣은 경도 시험용 접시를 진동시킨 후 체로 쳐서 가려내어, 체 위에 남은 시료의 질량을 구하여, 원래 시료의 질량과의 비로부터 경도를 구한다. 상기 경도가 60질량분율% 이상이면, 입상탄으로서 사용하는 경우에, 미분의 발생을 억제할 수 있다. 경도의 상한값에 대해서는 특별히 한정되지 않지만, 통상 100질량분율%이다.

여기서, JIS K1474에서 규정되어 있는, 경도를 측정하기 위한 구체적인 조작 (i) 내지 (vii)에 대해서 설명한다.

(i) 시료를, 후술하는 입도를 측정하기 위한 구체적인 조작 (i) 내지 (v)에 의해, 입도 표시 범위의 상한, 하한에 대응하는 그물눈의 체 2개를 사용해서 10분간 체로 쳐서 가려낸다.

(ii) 체로 쳐서 가려낸 시료를 메스실린더 200mL의 100mL의 표선까지 가볍게 두드려서 충전한다. 이 시료의 질량을 0.1g 자릿수까지 칭량한다.

(iii) 직경 12.7㎜ 및 직경 9.5㎜의 강구 각각 15개와 함께 경도 시험용 접시에 넣는다.

(iv) 시료를 포함하는 경도 시험용 접시를 체 진동기에 설치하고, 30분간 진동시킨다.

(v) 입도 표시 범위의 하한에 대응하는 체의 그물눈의 2단 아래의 체 및 받침접시를 사용하며, 강구를 제외한 시료를 전부 넣고, 체 진동기에 설치한다.

(vi) 3분간 진동시킨 후, 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량을 각각 0.1g 자릿수까지 칭량한다. 시료의 질량의 합계가, 처음에 측량한 질량에 대하여 2% 이상의 증감이 있는 경우에는 재시험을 행한다.

(vii) 경도는 다음 식 (3):

으로 산출한다. 여기서, H는 경도(질량분율%)이고, W는 상기 (vi)의 체 위에 남은 시료의 질량(g)이고, S는 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량의 합계(g)이고, /는 ÷를 의미한다. 또한,

[1] 체는 JIS Z8801-1에서 규정하는 망 체이고, 체의 프레임의 치수가 체 면으로부터 위의 내경 200㎜의 것이고,

[2] 경도 시험용 접시는 재질이 JIS H3100에서 규정하는 C2680P 또는 C2720P(황동판)이고, 일례가 도 1에 나타내는 것이고,

[3] 체 진동기는 타일러형 체 진동기 또는 이것에 준하는 것으로, 타수 매분 130 내지 165회, 회전수 매분 240 내지 295회가 가능한 것이고,

[4] 강구는 직경 12.7±0.1㎜, 직경 9.5±0.1㎜의 것 각 15개이고,

[5] 메스실린더는 JIS R3505에서 규정하는 메스실린더 200mL의 것이다.

본 발명의 활성탄에 있어서의 경도를 60질량분율% 이상으로 조정하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 후술하는 본 발명의 활성탄의 제조 방법 1 또는 제조 방법 2의 (A) 공정에 있어서의 활성탄의 원료의 종류, 상기 제조 방법 2의 (B) 공정에서의 점결 성분의 양이나 종류 등을 적절히 설정하는 것을 들 수 있다.

(요건 (3))

본 발명의 활성탄에 있어서, 메소 구멍 용적은 0.5mL/g 이상이고, 바람직하게는 0.55mL/g 이상, 보다 바람직하게는 0.7mL/g 이상이다. 여기서 메소 구멍 용적이란, 질소 흡착법으로 측정하고, 크랜스턴-인클레이(Cranston-Inkley)법으로 계산한 직경 2 내지 30㎚의 세공 용적을 말하며, 착색 물질의 흡착 성능에 관여하는 세공이다. 메소 구멍이 너무 많으면, 활성탄의 경도가 저하되므로, 메소 구멍 용적의 상한은 1.5mL/g 정도이다.

본 발명의 활성탄에 있어서의 메소 구멍 용적을 0.5mL/g 이상으로 조정하기 위한 방법으로서는, 예를 들어 후술하는 본 발명의 활성탄의 제조 방법 1의 (B) 공정 및 제조 방법 2의 (C) 공정에서의 부활 처리의 조건(예: 부활 온도, 수증기 분압 등) 등을 적절히 설정하는 것을 들 수 있다.

또한, 입상 활성탄이란 JIS K1474에서 규정되는 입경 0.150㎜ 이상의 것을 말한다. 여기서, JIS K1474에서 규정되는 입경이 0.150㎜ 이상이란, 후술하는 JIS K1474의 규정에 의해 측정되는 입도가 0.150㎜ 이상인 것과 동의이다. 또한, 상기 JIS K1474에서 규정되는 입경이 0.150㎜ 미만인 활성탄은 분말 활성탄이며, 당해 분말 활성탄은 본 발명에 포함되지 않는다.

본 발명의 활성탄은 상기 JIS K1474에서 규정된 측정에 의한 입도가 0.150 내지 8.00㎜인 것이 바람직하고, 0.300 내지 4.70㎜ 정도의 것이 보다 바람직하고, 0.500 내지 2.36㎜ 정도의 것이 특히 바람직하다.

여기서, JIS K1474에서 규정되어 있는, 입도를 측정하기 위한 구체적인 조작 (i) 내지 (v)에 대해서 설명한다.

(i) 본 발명의 활성탄(시료)을 115±5℃의 항온 건조기 안에서 3시간 건조하고, 데시케이터(건조제로서 실리카겔을 사용) 안에서 실온까지 방냉한 후, 약 100g을 0.1g 자릿수까지 칭량한다.

(ii) 그 시료가 나타내는 입도 범위의 하한의 그물눈에 대응하는 그물눈보다 1단계 작은 그물눈의 체로부터, 상한의 그물눈에 대응하는 그물눈보다 1단계 큰 그물눈의 체까지, 단계적으로 6 내지 7개의 체를 사용하여, 받침접시에 그물눈이 작은 체부터 순서대로 적층한다. 이때, 시료의 입도 표시 범위가 좁은 경우에는 적절히 체의 수를 저감시키고, 입도 표시 범위가 넓은 경우에는 적절히 체의 수를 증가시킨다.

(iii) 시료를 최상부의 체 위에 넣고, 덮개를 덮고 체 진동기에 설치하고, 10분간 체로 쳐서 가려낸다.

(iv) 각 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량을 0.1g 자릿수까지 잰다. 각각의 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량의 합계가, 처음 시료의 질량에 대하여 2% 이상의 증감이 있는 경우에는 재시험을 행한다.

(v) 입도는 다음 식 (4):

로 산출한다. 여기서, G_i는 입도(질량분율%)이고, W_i는 각 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량(g)이고, S는 각 체 위 및 받침접시에 남은 시료의 질량의 합계(g)이고, /는 ÷를 의미한다. 입도 G_i란, 각 체(i번째)와 그 1단 위의 체(i+1번째)의 그물눈의 범위의 입도를 나타내고, 그 시료의 전체 질량에 대한 특정한 입경 범위의 질량분율%를 나타낸다. 예를 들어 본 명세서에서는, JIS K1474의 규정에 의해 측정되는 입도가 0.150㎜ 이상이란, 입도 범위 0.150㎜ 이상인 시료가 95질량분율% 이상인 것을 나타낸다. 또한, [1] 항온 건조기는 115±5℃의 온도 범위로 조절할 수 있는 것이고,

[2] 체 및 체 진동기는 각각 상기 경도를 측정할 때에 사용되는 체 및 체 진동기와 마찬가지이다.

본 발명의 활성탄의 비표면적은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 통상 700 내지 2500㎡/g, 바람직하게는 1000 내지 2200㎡/g이다.

제조 방법 1

본 발명의 활성탄의 제조 방법(제조 방법 1)은 하기 (A) 내지 (C)의 공정을 포함하는 제조 방법이다.

(A) 활성탄과 칼슘 성분을 접촉시키는 공정,

(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.

상기 (A) 내지 (C)의 공정을 포함하는 본 발명의 활성탄의 제조 방법에 의하면, 하기 (1) 내지 (3)의 요건;

(1) 강열 잔분이 2질량분율% 이하,

(2) 경도가 60질량분율% 이상, 및

(3) 메소 구멍 용적이 0.5mL/g 이상이다.

을 구비한 입상 활성탄을 적절하게 제조할 수 있다. 특히, 상기 제조 방법은 통상의 탄화 및 부활 처리가 실시된 원료 활성탄과, 칼슘 성분을 접촉시키고, 또한 부활 처리 및 세정을 실시한다.

이하, 제조 방법 1에 있어서의 요건 (A), (B) 및 (C)를 순서대로 설명한다.

<공정 (A) : 활성탄과 칼슘 성분의 접촉>

(활성탄)

본 발명에 있어서, 공정 (A)에서 사용되는 활성탄은, 미리 부활시킨 입상 활성탄이다. 상기 활성탄의 입경은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 0.150 내지 11.2㎜의 범위이고, 바람직하게는 0.500 내지 5.60㎜, 보다 바람직하게는 1.00 내지 2.80㎜의 범위이다. 입경이 너무 미세하면, 나중의 부활 시에, 기류에 의해 반응 장치로부터 산일될 우려가 있다.

또한, 상기 활성탄의 비표면적은 800 내지 2000㎡/g, 바람직하게는 1000 내지 1800㎡/g, 보다 바람직하게는 1200 내지 1700㎡/g의 범위이다. 비표면적이 이 범위에 있음으로써, 칼슘 화합물을 활성탄 표면 및 세공 중에 충분히 분산시켜서, 부착시킬 수 있다. 또한, 상기 활성탄의 비표면적을 선택함으로써, 얻어지는 메소 구멍이 많은 활성탄에 있어서, 마이크로 구멍 용적을 조정할 수 있다.

공정 (A)에서 사용되는 입상 활성탄의 제조 방법에 대해서는, 특별히 한정되지 않는다. 활성탄 원료에 탄화 및 부활 처리를 실시해서 얻어진 파쇄 형상 활성탄이어도 좋고, 활성탄 원료를 탄화 후, 분쇄 및 성형하고, 또한 탄화 및 부활 처리를 실시해서 얻어진 조립(造粒) 활성탄이어도 좋다.

상기 입상 활성탄의 원료는 일반적으로 사용되는 활성탄의 원료이며, 불순물이 적은 원료이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 야자 껍질(구체예: 팜 야자 껍질, 코코넛 야자 껍질 등), 천연 섬유(구체예; 마, 면 등), 합성 섬유(구체예; 레이온, 폴리에스테르 등), 합성 수지(구체예; 폴리아크릴로니트릴, 페놀 수지, 폴리염화비닐리덴, 폴리카르보네이트, 폴리비닐알코올) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 야자 껍질이 바람직하다.

상기 입상 활성탄의 원료의 탄화 처리는, 예를 들어 600℃ 내지 800℃에서 행해지며, 탄화 시간은 사용하는 원료, 탄화를 행하는 설비에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 통상 0.5 내지 10시간 정도, 바람직하게는 0.5 내지 5시간, 보다 바람직하게는 0.5 내지 2시간 정도이다. 상기 탄화 처리는, 예를 들어 로터리 킬른 등의 공지된 제조 설비를 사용해서 행해진다.

얻어진 탄화물의 부활 처리에는, 예를 들어 문헌 [「활성탄 공업」 중화학 공업 통신사 출판(1974) p.23 내지 37]에 기재되어 있는 부활 방법, 예를 들어 수증기, 산소, 탄산 가스 등의 활성 가스에 의한 부활 방법이 적절히 사용된다. 그 중에서도, 사용에 적합한 경도의 활성탄을 얻는다는 관점에서, 수증기 부활이 바람직하다. 상기 부활 처리는 로터리 킬른, 유동로 등의 공지된 제조 설비를 사용하여, 750 내지 1050℃ 정도의 온도 범위에서 행해진다.

부활 시간은 사용하는 원료, 부활 온도, 제조 설비 등에 따라 다르며, 일률적으로는 말할 수 없지만, 일반적으로 0.5 내지 48시간 정도이고, 1 내지 24시간이 바람직하다.

그 후, 부활 처리한 활성탄을 체로 쳐서 가려내어 정립(整粒)하여, 입상 활성탄을 얻는다. 입도는 상기 「본 발명 활성탄(요건 (3))」에 기재된 바와 같다.

또한, 부활 처리한 활성탄을 세정해도 되지만, 세정하지 않고 칼슘 성분과 접촉시키는 것이 바람직하다.

(칼슘 성분의 접촉)

상기 미리 부활시킨 입상 활성탄과, 칼슘 성분을 접촉시킨다. 상기 접촉에 의해, 칼슘 성분이 부활시킨 입상 활성탄 표면 및 세공 안에 부착된다.

칼슘 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 (1) 수용성 칼슘 화합물, (2) 비수용성 칼슘 화합물 등을 사용할 수 있다. 칼슘 성분은 1종 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

수용성 칼슘 화합물로서는, 예를 들어 염화칼슘, 질산칼슘, 아세트산칼슘 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 가열 시에 분해 가스의 발생이 없는 점에서, 염화칼슘이 적절하게 사용된다.

비수용성 칼슘 화합물로서는, 예를 들어 탄산칼슘, 수산화칼슘 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 취급 안전성의 점에서, 탄산칼슘이 적절하게 사용된다.

접촉에 의해, 상기 부활 입상 활성탄 표면 및 세공 안에 부착되는 칼슘 성분의, 활성탄에서 차지하는 함유량은, 칼슘으로서(칼슘 환산으로) 0.5 내지 2wt%, 바람직하게는 0.8 내지 2wt%, 보다 바람직하게는 1 내지 1.8wt%의 비율이다. 상기 칼슘 함유량은 JIS K1474에 기재되어 있는 철의 측정 방법에 준하여, 칼슘 부착 후의 부활 입상 활성탄 중 칼슘의 질량분율%로서 산출한다. 또한, 분산성을 향상시키기 위해서, 수용액으로서 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 부활 입상 활성탄과 칼슘 성분을 접촉시키는 방법으로서는, 활성탄에 칼슘 성분이 함유되는 방법이면, 어느 방법이든 무방하다. 예를 들어, 활성탄을 혼합하면서 칼슘 성분의 수용액을 분무하는 방법, 활성탄을 칼슘 성분의 수용액에 함침하는 방법, 활성탄과 분말 상태의 칼슘 성분을 단순히 혼합하는 방법 등을 들 수 있다.

상기 칼슘 성분의 접촉 방법으로서 칼슘 성분의 수용액을 사용하는 경우, 칼슘 성분 접촉 후의 활성탄은 통상의 방법에 의해 건조해서 부활 공정에 제공되지만, 물기 제거 후, 그대로 부활시켜도 된다.

<공정 (B): 부활 처리>

상기 칼슘 성분과 접촉 후의 활성탄에, 계속해서 부활 처리를 실시한다.

부활 처리로서는, 예를 들어 문헌 [「활성탄 공업」 중화학 공업 통신사 출판(1974) p.23 내지 37]에 기재되어 있는 부활 방법, 예를 들어 수증기, 산소, 탄산 가스 등의 활성 가스에 의한 부활 방법이 적절히 사용된다. 그 중에서도, 사용에 적합한 경도의 활성탄을 얻는다는 관점에서, 수증기 부활이 바람직하다. 상기 부활 처리는 로터리 킬른, 유동로 등의 공지된 제조 설비를 사용해서 행해진다.

부활 온도는 사용하는 원료, 부활 온도, 제조 설비 등에 따라 다르며, 일률적으로는 말할 수 없지만, 일반적으로 800 내지 1000℃이고, 850 내지 950℃가 바람직하다. 수증기 분압은 10 내지 100%의 범위이면 되고, 30 내지 100%의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 부활 수율을 20 내지 50%의 범위로 함으로써, 목적으로 하는 성능의 제품을 얻을 수 있다. 부활 수율이 너무 낮아지면 경도가 낮아져서, 불순물이 농축되기 때문에, 세정 공정에 있어서 불순물을 제거하기 어렵게 된다. 또한, 상기 부활 수율의 기준은 공정 (A)에서 사용되는, 미리 부활시킨 입상 활성탄이다.

부활 시간은 사용하는 원료, 부활 온도, 제조 설비 등에 따라 다르며, 일률적으로는 말할 수 없지만, 상기 부활 수율을 만족하는 범위에서 적절히 설정할 수 있다.

그 후, 부활 처리한 활성탄을 체로 쳐서 가려내어 정립한다. 입도는 「본 발명 활성탄(요건 (3))」에 기재된 바와 같다.

<공정 (C): 부활 후의 활성탄의 세정 처리>

얻어진 활성탄은, 공지된 방법으로 염산, 질산 등의 광산을 사용해서 세정된다. 광산 세정은, 예를 들어 활성탄을 염산과 접촉시킴으로써 행해진다. 상기 접촉은 활성탄을 적당한 농도 및 양의 염산에 침지, 또는 당해 염산을 활성탄에 유통하는 것 등으로 해서, 행할 수 있다.

염산 등의 광산의 농도는, 활성탄 중에 포함되는 알칼리분을 중화할 수 있고, 불순물로서 포함되는 금속염(회분)을 용해할 수 있는 농도이면 되고, 예를 들어 염화수소로서 0.1 내지 15질량분율%, 바람직하게는 0.5 내지 5질량분율%를 들 수 있다.

광산 세정에 제공되는 활성탄은, 부활 처리 후의 활성탄 그대로의 상태여도 되고, 미리 부활 처리 후의 활성탄을 수세하여, 수용성 무기 성분을 제거해 두어도 된다.

광산 세정은 활성탄의 pH가 중성이 되는 정도까지 행해진다. 세정 방법은 회분식이어도 연속식이어도 되며, 세정 시간으로서는 특별히 한정되지 않지만, 0.5 내지 10시간 정도로 하는 것이 바람직하다. 세정 온도는 통상 5 내지 80℃, 바람직하게는 10 내지 80℃의 범위이다. 고온에서 세정하면, 세정 시간을 단축할 수 있다.

상기 광산에 의한 세정 후, 물로 더 세정해도 된다. 상기 수세 공정에 의해, 광산 세정에 의해 활성탄으로부터 용출된 성분을 충분히 제거할 수 있다. 수세 방법은 회분식이어도 연속식이어도 되며, 세정 시간으로서는 특별히 한정되지 않지만, 1 내지 20시간 정도로 하는 것이 바람직하다. 세정 온도는 통상 5 내지 80℃, 바람직하게는 10 내지 80℃의 범위이다. 고온에서 세정하면, 세정 시간을 단축할 수 있다.

불순물의 용출에 의한 악영향을 방지하기 위해서, 광산 세정, 또는 광산 세정 후 더 수세한 활성탄의 강열 잔분은 2질량분율% 이하, 바람직하게는 1.5질량분율% 이하이다.

세정 후, 얻어진 활성탄을 건조한다. 건조 수단은 특별히 한정되지 않고, 공지된 건조 수단을 사용할 수 있다. 예를 들어, 정온 건조기, 유동 건조기, 진동 유동 건조기, 로터리 킬른 등의 장치를 사용하여, 50 내지 200℃ 정도, 바람직하게는 80 내지 150℃ 정도로 활성탄을 가열한다. 건조 후의 활성탄의 건조 감량은 5질량분율% 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 3질량분율% 이하이다.

또한, 건조 후의 활성탄을 더 파쇄해서 사용할 수도 있다. 파쇄 후의 입도는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 0.500 내지 2.36㎜, 0.500 내지 1.70㎜, 0.300 내지 0.850㎜, 0.250 내지 0.500㎜, 0.180 내지 0.355㎜ 등, 통상의 입상 활성탄으로서 사용되는 입도로 사용할 수 있다. 바람직하게는 0.150 내지 8.00㎜ 정도, 보다 바람직하게는 0.300 내지 4.70㎜ 정도, 특히 바람직하게는 0.500 내지 2.36㎜ 정도이다.

제조 방법 2

본 발명의 활성탄의 제조 방법(제조 방법 2)은 하기 (A) 내지 (D)의 공정을 포함하는 제조 방법이다.

(A) 활성탄 원료에, 탄화 처리를 실시한 후, 분쇄하는 공정,

(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄에, 탄화 처리 및 부활 처리를 행하는 공정, 및

(D) 공정 (C)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.

상기 (A) 내지 (D)의 공정을 포함하는 본 발명의 활성탄의 제조 방법에 의하면, 하기 (1) 내지 (3)의 요건;

(1) 강열 잔분이 2질량분율% 이하,

(2) 경도가 60질량분율% 이상, 및

(3) 메소 구멍 용적이 0.5mL/g 이상이다.

을 구비한 입상 활성탄을 적절하게 제조할 수 있다. 특히, 상기 제조 방법은 활성탄과 칼슘 성분을 혼합하고 성형한 후에, 탄화 및 부활 처리를 행하고, 그 부활 처리 후에 세정을 실시한다.

이하, 제조 방법 2에 있어서의 요건 (A), (B), (C) 및 (D)를 순서대로 설명한다.

<공정 (A): 활성탄 원료의 탄화 처리 및 분쇄>

(활성탄)

본 발명의 활성탄 원료는 일반적으로 사용되는 활성탄의 원료이며, 불순물이 적은 원료이면, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 상술한 제조 방법 1의 공정 (A)에 있어서의 입상 활성탄의 원료에서 구체적으로 예시된 원료와 마찬가지의 것을 들 수 있다. 활성탄의 원료로서는, 야자 껍질이 바람직하다.

활성탄 원료의 탄화 조건은 특별히 한정되지 않지만, 통상 산소를 포함하지 않는 조건에서 300 내지 900℃, 보다 바람직하게는 300 내지 600℃까지 가열하여, 탄화할 수 있다.

탄화 시간은 사용하는 원료, 탄화를 행하는 설비에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 30분 내지 20시간 정도, 바람직하게는 1시간 내지 10시간 정도이다. 상기 탄화 처리는, 예를 들어 로터리 킬른 등의 공지된 제조 설비를 사용해서 행해진다.

탄화품의 휘발분은 5 내지 40질량분율%, 바람직하게는 10 내지 30질량분율%, 보다 바람직하게는 10 내지 20질량분율%이다.

계속해서, 상기 활성탄 원료의 탄화 처리에 의해 얻어진 탄화품을 분쇄한다. 분쇄 조건은 특별히 한정되지 않고, 통상 사용되는 분쇄 장치에 의해 분쇄할 수 있다. 분쇄품의 평균 입경(메디안 직경)은 통상 2 내지 100㎛이고, 바람직하게는 10 내지 70㎛이다.

<공정 (B): 칼슘 성분과의 혼합 및 성형>

상기 분쇄 처리에 의해 얻어진 분쇄품을 칼슘 성분과 혼합한 후, 성형한다.

칼슘 성분으로서는, 특별히 한정되지 않고 상술한 제조 방법 1의 공정 (B)에 있어서의 칼슘 성분에서 구체적으로 예시된 성분과 마찬가지의 것을 들 수 있다. 수용성 칼슘 화합물을 사용하는 경우에는 염화칼슘이 바람직하고, 비수용성 칼슘 화합물로서는, 탄산칼슘이 바람직하다.

칼슘 성분의 배합량은 특별히 한정되지 않지만, 상기 탄화 후의 분쇄품(상기 공정 (A)에서 얻어진 활성탄) 100중량부에 대하여 칼슘으로서(칼슘 환산으로) 0.5 내지 1.5중량부, 바람직하게는 0.6 내지 1.2중량부의 비율로 배합한다. 또한, 분산성을 향상시키기 위해서, 상기 탄화 후의 분쇄품에 칼슘 성분 함유 수용액을 첨가하는 것이 바람직하지만, 분말 상태의 칼슘 성분과 상기 탄화 후의 분쇄품을 단순히 혼합하는 것만으로도 좋다.

상기 탄화 후의 분쇄품과 칼슘 성분의 접촉 시에 있어서는, 그 후의 성형성을 향상시키기 위해서, 점결 성분 등을 더 배합하는 것이 바람직하다. 점결 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 통상 활성탄의 제조에 사용되는 점결 성분을 이용할 수 있다. 예를 들어, 펄프 폐액, 페놀 수지, 멜라민 수지, 석유 피치(하드 피치 등), 콜타르 등을 들 수 있다. 이 점결 성분은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 석유 피치 등을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, 하드 피치이다.

상기 점결 성분의 배합 비율은 성형품의 성형 상태에 따라, 적절히 설정된다. 예를 들어, 상기 탄화 후의 분쇄품 100중량부에 대하여 점결 성분 40 내지 45중량부 정도이다.

또한, 상기 탄화 후의 분쇄품과 칼슘 성분의 혼합성을 높이기 위해서, 점결 성분과 함께, 점결 보조 성분, 1차 결합제 등을 배합해도 된다.

점결 보조 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 점결 성분을 연화 또는 용해시켜서 혼합성을 높이는 효과를 발휘하는 것이면 된다. 예를 들어, 중유, 크레오소트유, 고비점 액상 유기 화합물(피마자유, 윤활유 등) 등을 들 수 있다. 이들 점결 보조 성분은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 크레오소트유 등을 들 수 있다.

상기 점결 보조 성분의 배합 비율은 점결 성분의 종류 및 양에 따라, 적절히 설정된다. 예를 들어, 점결 성분 25중량부에 대하여 점결 보조 성분 5 내지 10중량부 정도이다.

1차 결합제로서는 특별히 한정되지 않고, 점결 성분이 그 효과를 발휘하기 전에 분쇄품을 일시적으로 고정할 수 있는 것이면 된다. 예를 들어, 리그닌, 히드록시메틸셀룰로오스, 아교 등을 들 수 있다. 이들 1차 결합제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합해서 사용할 수 있다. 바람직하게는, 리그닌 등을 들 수 있다.

상기 1차 결합제의 배합 비율은 점결 성분의 종류 및 양에 따라, 적절히 설정된다. 예를 들어, 점결 성분 25중량부에 대하여 점결 보조 성분 1 내지 2중량부 정도이다.

또한, 상기 탄화 후의 분쇄품과 칼슘 성분의 접촉 시에 있어서는, 얻어지는 성형품의 경도를 조절하기 위해서, 물을 배합할 수도 있다. 물의 배합 비율은 성형품의 성형 상태에 따라, 적절히 설정된다. 예를 들어, 상기 탄화 후의 분쇄품 100중량부에 대하여 물 10 내지 15중량부 정도이다.

또한, 상기 탄화 후의 분쇄품, 칼슘 성분 및 점결 성분의 혼합 조건은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법에 의해 혼합할 수 있다. 예를 들어, 혼합기로서는, 패들식 혼합기, 배치식 혼련기, 연속식 혼련기 등의 혼합기를 사용하여, 혼합할 수 있다.

혼합 순서로서는, 예를 들어 상기 탄화 후의 분쇄품과 점결 성분을 혼련기에 투입하고, 혼합한 후, 칼슘 성분((1) 수용성 칼슘 화합물, (2) 비수용성 칼슘 화합물, (3) 상기 수용성 칼슘 화합물의 수용액 등)을 투입하고, 혼합하는 방법을 들 수 있다. 또는, 점결 성분과 상기 칼슘 성분을 미리 혼합해 두고, 상기 탄화 후의 분쇄품에 동시에 투입할 수도 있다. 혼합 시간은 상기 성분이 충분히 혼합될 수 있는 길이이면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 통상 10 내지 60분 정도이다.

상기 혼합에 의해 얻어진 혼합품의 성형 방법은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법에 의해 성형할 수 있다. 예를 들어, 압출 성형, 전동 조립(轉動造粒)법에 의한 구상의 성형, 타정기에 의한 압축 성형, 롤에 의한 압연 등의 방법을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 압출 성형이다. 성형품의 입도는 계속해서 행해지는 탄화 및 부활 처리에 적합한 입도이면 된다. 성형품의 입도는 예를 들어 0.2 내지 11㎜, 바람직하게는 0.5 내지 4㎜, 보다 바람직하게는 1 내지 2.8㎜의 범위이면 된다.

<공정 (C): 성형품의 탄화 처리 및 부활 처리>

상기 성형품의 탄화 조건은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 산소를 포함하지 않는 불활성 분위기 하에서, 500 내지 900℃, 더 바람직하게는 500 내지 800℃까지 가열함으로써, 탄화품을 얻을 수 있다.

탄화 시간은 사용하는 원료, 탄화 설비에 따라 적절히 설정할 수 있지만, 일반적으로 1 내지 10시간 정도, 바람직하게는 2 내지 8시간 정도이다. 상기 탄화 처리는, 예를 들어 로터리 킬른 등의 공지된 제조 설비를 사용해서 행해진다.

상기 성형품의 탄화 처리에 의해 얻어진 탄화품에 대해서, 부활 처리를 실시한다. 부활 처리로서는, 상술한 제조 방법 1의 공정 (B)에서 구체적으로 예시된 부활 방법과 마찬가지 방법을 들 수 있다. 그 중에서도, 수증기 부활이 바람직하다. 상기 부활 처리에 있어서의 제조 설비, 부활 온도, 수증기 분압 등에 대해서도, 상기 제조 방법 1의 공정 (B)의 기재와 마찬가지이다. 예를 들어, 부활 온도는 일반적으로 800 내지 1000℃이고, 850 내지 950℃가 바람직하다. 또한, 수증기 분압은 10 내지 100%의 범위이면 되고, 30 내지 100%의 범위인 것이 바람직하다.

또한, 부활 수율을, 공정 (C)에 있어서의 탄화 처리의 종료품을 기준으로 해서, 10 내지 25%(바람직하게는 15 내지 20%)의 범위로 함으로써, 목적으로 하는 성능의 제품을 얻을 수 있다. 부활 수율이 너무 낮아지면 경도가 낮아져서, 불순물이 농축되기 때문에, 세정 공정에 있어서 불순물을 제거하기 어렵게 된다.

공정 (C)에 있어서의 부활 처리의 횟수는 1회 또는 2회 이상을 포함한다. 즉, 공정 (C)에 있어서, 2회 이상의 부활 처리를 행해도 된다. 부활 처리를 2회 이상 행하는 경우, (부활 처리 후의) 최종적인 부활 수율이 상기 10 내지 25%가 되도록 각 회의 부활 시간, 부활 온도 등의 조건을 적절히 설정하면 된다. 공정 (C)에서는, 부활 처리를 2회 행하는 것이 바람직하다.

예를 들어, 공정 (C)에 있어서의 부활 처리의 횟수가 2회인 경우, 1회째의 부활 처리에서는 부활 수율이 40 내지 55%의 범위가 되도록 부활 시간, 부활 온도 등의 조건을 적절히 설정하고, 2회째의 부활 처리에서는 부활 수율이 30 내지 45%의 범위가 되도록 상기 각 조건을 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 상기 1회째의 부활 수율과 2회째의 부활 수율을 곱하는 것으로 산출되는 점에서도 명백해진 바와 같이, 적절하게, 최종적인 부활 수율을 상기 탄화 처리 종료품을 기준으로 해서 상기 10 내지 25%의 범위로 할 수 있다.

그 후, 부활 처리한 활성탄을 체로 쳐서 가려내어 정립한다. 입도는 상기 「활성탄(요건 (3))」에 기재된 바와 같다.

<공정 (D): 세정>

얻어진 활성탄은 공지된 방법에서 세정된다. 세정 방법으로서는, 상술한 제조 방법 1의 공정 (C)에 기재된 세정 방법과 마찬가지 방법(예: 광산 세정)을 들 수 있다. 광산 세정에 있어서의 접촉 방법, 광산의 농도, 광산 세정에 제공되는 활성탄의 상태, 세정 방법, 세정 시간, 세정 온도, 광산 세정 후의 수세 방법 및 그 시간 및 온도, 광산 세정 후의 활성탄의 강열 잔분, 세정 후의 건조 수단 및 그 온도, 건조 후의 활성탄의 건조 감량 등에 대해서도, 상술한 제조 방법 1의 공정 (C)의 기재와 마찬가지이다(바람직한 형태 및 보다 바람직한 형태에 대해서도, 상술한 제조 방법 1의 공정 (C)의 기재와 마찬가지임).

건조 후의 활성탄을 더 파쇄해서 사용할 수도 있다. 파쇄 후의 입도는 특별히 한정되지 않고, 상기 제조 방법 1의 공정 (C)에 기재된 구체적인 파쇄 후의 입도와 마찬가지이다. 파쇄 후의 입도는 바람직하게는 0.150 내지 8.00㎜ 정도, 보다 바람직하게는 0.300 내지 4.70㎜ 정도, 특히 바람직하게는 0.500 내지 2.36㎜ 정도이다.

본 발명의 활성탄은 염화아연 부활탄처럼 메소 구멍이 많고, 불순물이 적은 활성탄이다. 또한, 본 발명의 활성탄은 염화아연 부활 활성탄과는 달리, 경도가 높은 입상 활성탄이다. 따라서, 본 발명의 활성탄은 액 처리 용도, 특히 식품 공업 및 의약품 공업의 정제 공정에 있어서, 적절하게 사용할 수 있다.

또한, 착색 성분의 제거에 우수한 점에서, 각종 액체의 탈색 및 정제에 적합하다.

도 1은 JIS K1474에서 규정된 경도 측정에 사용되는 경도 시험용 접시의 일례이다.

이하에 실시예 및 참고예를 들어, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

필리핀 공화국 민다나오섬산의 코코넛 야자 껍질을, 도달 온도 650℃에서 8시간 탄화하고, 계속해서 900℃에서 수증기 부활해서 얻어진 야자 껍질 활성탄(비표면적 1282㎡/g) 500g에 대하여, 염화칼슘량이 2wt%가 되는 양으로 염화칼슘 수용액(염화칼슘 10g 및 물 350g)을 분무한 후, 115±5℃로 조정한 전기 건조기 안에서 건조하였다. 이 활성탄의 칼슘 함유율은 0.8wt%였다.

건조시킨 칼슘 접촉된 활성탄 200g에 대해서, 표 1에 나타내는 조건으로 수증기 부활을 행하였다. 얻어진 부활품을 냉각 후, 농도 3wt%의 염산 수용액 중에서 10분간 자비 세정한 후, 물로 10분간 자비 처리를 3회 반복하고, 물기 제거 후, 115±5℃로 조정한 전기 건조기 안에서 건조하고, 롤밀을 사용해서 입도 0.6 내지 0.212㎜로 파쇄하고, 정립해서 활성탄을 얻었다.

실시예 2

염화칼슘 수용액으로서, 염화칼슘 15g 및 물 350g을 사용하며, 활성탄의 칼슘 함유율을 1.1wt%로 하고, 부활 시간을 표 1에 나타낸 바와 같이 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 활성탄을 얻었다.

비교예 1 및 2

필리핀 공화국 민다나오섬산의 코코넛 야자 껍질을 550℃에서 8시간 탄화한 후, 평균 입경 20 내지 80㎛로 분쇄한 분쇄품 1000g, 염화칼슘(시약 특급: 와꼬쥰야꾸 제조) 25g을 물 57g에 용해한 칼슘 수용액, 연화점 110℃의 하드 피치 250g, 크레오소트 80g, 리그닌(니혼세이시케미칼 제조, 산엑스M) 15g 및 물 73g을 혼련기에 넣어서 25분 혼합한 후, 구멍 직경 4㎜의 압출 조립기로부터 압출하고, 5℃/분의 비율로 650℃까지 승온하고, 그 후 30분 유지해서 야자 껍질 탄화품을 얻었다. 이 탄화품에 대해서, 표 1에 나타내는 조건에서 수증기 부활을 행하였다. 얻어진 부활품을 세정하지 않고, 활성탄을 얻었다.

실시예 3

필리핀 공화국 민다나오섬산의 코코넛 야자 껍질을 550℃에서 8시간 탄화한 후, 평균 입경 20 내지 80㎛로 분쇄한 분쇄품 1000g, 탄산칼슘(시약 특급: 와꼬쥰야꾸 제조) 27.5g, 연화점 110℃의 하드 피치 250g, 크레오소트 80g, 리그닌(니혼세이시케미칼 제조, 산엑스M) 15g 및 물 130g을 혼련기에 넣어서 25분 혼합한 후, 구멍 직경 4㎜의 압출 조립기로부터 압출하여, 탄화 및 수증기 부활을 행하였다. 상기 탄화 조건은 탄화 도달 온도: 650℃, 승온 속도: 5℃/분, 유지 시간: 30분으로 하고, 상기 수증기 부활 조건은 부활 온도: 900℃, 부활 시간: 135분, 부활 수율 45.5%로 하였다. 이에 의해, 활성탄 A(비표면적 1208㎡/g, 세공 용적 0.685mL/g, 메소 구멍 비율(메소 구멍 용적/전체 세공 용적)=0.42)를 얻었다. 계속해서, 상기 활성탄 A에 대하여 부활 온도 900℃에서 부활 수율이 35%가 될 때까지, 다시 150분 수증기 부활을 행하였다. 얻어진 부활품(최종적인 부활 수율: 상기 유지 시간 30분의 탄화 처리의 종료품을 기준으로 해서 15.9%(=45.5%×35%))을 농도 3wt%의 염산 수용액 내에서 10분간 자비 세정한 후, 물로 10분간 자비 처리를 3회 반복하고, 물기 제거 후, 115±5℃로 조정한 전기 건조기 내에서 건조하고, 롤밀을 사용해서 입도 0.6 내지 0.212㎜로 파쇄하고, 정립하여, 활성탄을 얻었다.

활성탄의 성능 측정

상기에서 얻어진 실시예 1 내지 3, 비교예 1 및 2, 또한 하기에 나타내는 비교예 3의 활성탄에 대해서, 액체 질소의 비점 온도에서 질소 흡착 등온선을 구하고, BET법에 의해 비표면적을, CI법에 의해 세공 분포를 산출하였다. 여기서, 직경 2㎚까지의 세공을 마이크로 구멍, 직경 2 내지 30㎚까지의 세공을 메소 구멍으로 하였다. 또한, JIS K1474에 따라, 강열 잔분, 요오드 흡착 성능 및 경도를 측정하였다.

비교예 3

시판되는, 염화아연 부활 과립상 활성탄(니혼엔바이로케미칼즈 가부시끼가이샤 제조: 입상 시라사기 KL)을 사용하였다.

성능 측정 결과를 표 2에 나타냈다.

활성탄의 탈색 성능 측정

실시예 1 내지 3 및 비교예 3의 활성탄을 준비하여, 각 활성탄을 분쇄하였다. 또한, 상기 각 활성탄의 분쇄는, 시료의 적당량을 JIS Z 8801-1에서 규정하는 망 체 45㎛(체의 프레임의 치수: 체 면으로부터 위의 내경 75㎜)를 90% 이상 통과할 때까지 분쇄하였다. 계속해서, 시판되는 묽은 간장(등록상표: 히가시마루, 히가시마루쇼유가부시끼가이샤 제조) 50mL에, 분쇄한 상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 3의 각 활성탄을 각각 첨가하여, 25℃, 3시간 진동 후, 여과하여, 각 여과액을 얻었다. 이어서, 상기 각 여과액의 파장 460㎚에 있어서의 흡광도를 측정하고, 원래의 흡광도(3.8)의 1/10까지 탈색됐을 때의 활성탄의 단위 질량당 흡광도 흡착량을 계산해서 구하였다.

결과를 표 3에 나타냈다.

본 발명의 활성탄은 메소 구멍 용적이 시판되는 염화아연 부활 과립상 활성탄과 동등 수준으로 발달해 있었다. 또한, 그 탈색 성능은 염화아연 부활 활성탄과 동등 이상이었다(실시예 1 내지 3).

한편, 비교예 1의 활성탄에서는 메소 구멍 용적이 부족하였다. 또한, 수율을 저하시킴으로써 메소 구멍 용적은 증대했지만, 경도가 매우 낮아져서, 입상 활성탄으로서 사용에 견디지 못하는 수준이 되었다(비교예 2).

본 발명의 활성탄은 염화아연 부활 활성탄과 비교하여, 경도가 높고, 요오드 흡착 성능이 훨씬 우수하였다(실시예 1 내지 3, 비교예 3). 따라서, 본 발명의 활성탄은 경도가 충분하고, 취급성이 우수하며, 고흡착 성능을 갖는 입상 활성탄이라고 할 수 있다.

본 발명의 활성탄은 액 처리용, 특히 탈색 성능이 과제가 되는 용도에 있어서, 종래의 목질계 염화아연 부활 활성탄과는 달리, 입상 활성탄으로서 칼럼 통액 방식으로 사용할 수 있다. 또한, 저분자량의 화합물에도 높은 흡착 성능을 갖는 점에서, 용액 흡착 처리용 활성탄(특히, 용액 정제용 활성탄)으로서 적절하게 사용할 수 있다.

Claims

하기 (1) 내지 (3)의 요건을 구비한 입상 활성탄.
(1) 강열 잔분이 2질량분율% 이하,
(2) 경도가 60질량분율% 이상, 및
(3) 메소 구멍 용적이 0.5mL/g 이상이다.
하기 (A) 내지 (C)의 공정을 포함하는, 입상 활성탄의 제조 방법.
(A) 활성탄과 칼슘 성분을 접촉시키는 공정,
(B) 공정 (A)에서 얻어진 활성탄에, 부활(賦活) 처리를 행하는 공정, 및
(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.
하기 (A) 내지 (D)의 공정을 포함하는, 입상 활성탄의 제조 방법.
(A) 활성탄 원료에, 탄화 처리를 실시한 후, 분쇄하는 공정,
(B) 공정 (A)에서 얻어진 활성탄과, 칼슘 성분을 혼합하고, 성형하는 공정,
(C) 공정 (B)에서 얻어진 활성탄에, 탄화 처리 및 부활 처리를 행하는 공정,
(D) 공정 (C)에서 얻어진 활성탄을 세정하는 공정.
제2항 또는 제3항에 있어서, 활성탄 원료가 야자 껍질인 제조 방법.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 제조 방법에 의해 얻어지는 입상 활성탄.