活性炭可用針葉樹硬木的鋸屑或經粉碎的樹枝和木屑,更好的是用核桃殼和榔子殼等硬果殼、動物的大骨骼等為原料,要求粗細均勻,粒度在10目以下,含水量不超過20-30%,無雜質、無病毒腐爛等污染,無油脂或少油
我國屬木材資源豐富的大國,每年有大量樹枝和木屑沒有加以利用,如能變廢為寶,用它們生產重要的化工原料,因它含有大量的孔隙,決定了它具有強大的吸附能力,從而可以脫色和除去不可見物質,廣泛應用于國防、制藥、化工、食品和環保等方面。隨著農副產品加工的發展,活性炭的需求量日益增多,如制飴糖脫色、榨油油脂除臭、氣體的分離和凈化、水的凈化、金銀回收、化學藥劑提純以及制藥等都離不了它。
活性炭可用針葉樹硬木的鋸屑或經粉碎的樹枝和木屑,更好的是用核桃殼和榔子殼等硬果殼、動物的大骨骼等為原料,要求粗細均勻,粒度在10目以下,含水量不超過20-30%,無雜質、無病毒腐爛等污染,無油脂或少油脂。生產一噸活性炭約需3-5噸原料及氯化鋅或氯化銨等鹽類0.5噸(要求純度必須在95%以上)和工業鹽酸1噸(純度越高越好,要求比重為16波美度以上)用木90-100噸,以及一定量的水蒸汽或燃料。原料可因地制宜選用,也可到有關產地收購。土法生產活性炭需有一個如開口瓶般的敞開式平底炭化爐,要能密閉,其炭化室的底部用鑄鐵板或耐火磚鋪成;要求攪拌鐵鏟沒有鐵銹;冷卻槽用水泥抹成,槽面光滑;粉碎機以球磨機為好;過籮篩120目以上;鋅洗容器應為木制,不能用金屬制品;加熱鍋需用不銹鋼的;包裝木桶內壁應設防濕紙或塑料薄膜。有條件的還應有一個外熱式平底爐作活化爐,其外部用普通磚,內部用耐火磚砌成;炭化爐、鋅洗及漂洗的容器亦均宜有鏟動式攪拌裝置;炭化爐較好使用轉動圓筒爐;脫水較好使用離心機,干燥較好要有外熱式轉筒干燥機,以便較大規模地進行工廠化生產。下面介紹生產活性炭的工藝過程:
1、原料處理:對原料進行清洗、晾曬、脫脂(骨骼熬煮去脂)、粉碎,達到前面所述的原料要求的指標。然后,將氯化鋅或氯化銨配成約50波美度的溶液(如所生產的活性炭是要用于制糖方面的,要求53-54波美度;如系用于制藥方面的,則波美度在46-47間。經過過濾,再用鹽酸調整PH值為6(用于制糖方面的為3-3.2,藥用的為1-1.5間),再按3-4的比例倒入木屑等原料中(制糖用炭,氯化鋅溶液與木屑等原料的比例為4:1;如系藥用炭則3:1。),即每百斤原料加300-400斤調整好的氯化鋅溶液。在40-50度以上(糖用炭40度以上,藥用炭50度以上)的溫度條件下浸漬,充分攪拌均勻后靜置5小時,再攪一次再靜置5小時,使氯化鋅溶液全部被吸收,如未全被吸收則再延長時間。
2、炭化和活化:將拌好的原料放入炭化爐中密閉加熱炭化,炭化溫度如200-300度約需4-5小時,如300-450度約30-60分鐘即可。炭化過程的方法有如燒木炭一樣,但要注意不能見明火,還要不斷翻動物料,使之受熱均勻;如系土法生產,難以在太高溫度的條件下進行攪拌,可待原料全部變黑炭化時,逐漸降溫到100度以下再攪拌完全一些,保障炭化均勻,攪拌后再密封繼續炭化,并加溫到400-500度,嚴封24小時左右,或500-600度封2-2.5小時。每15分鐘翻動一次,使物料活性化而具有活性,至炭呈暗紅色、蔬松狀態時,逐漸降溫至100度以下,倒入冷卻槽冷卻。若開爐時炭化還不好,可繼續密閉升溫再炭化,直至冷卻時黑虛。
3、回收氯化鋅:在活化后的物料中含有大量氯化鋅,必須回收循環使用,以降低原料消耗。回收的辦法是,將經冷卻的活化后物料放入木制圓桶(桶內設有可抽出的假底,假底上應細孔濾網及棕皮),然后加入25波美度的稀氯化鋅(或氯化銨)溶液,充分攪拌洗滌,再靜置,抽出桶底放出溶液,再依用波美10度、5度的稀溶液繼續反復充分攪拌洗滌,直至溶液濃度到波美1度,濕活性炭中的鋅含量降到1%以下為止。溶液留作下一次處理原料時用。
4、漂洗:向物料中加入19波美度的鹽酸,用量約為原料的4 2%,攪拌10分鐘,再加水至淹沒炭面,入鍋中加溫到90-100度,浸漬攪拌2-8小時。其間要不斷加清水、攪拌、抽取浸液,然后取出,用60度的熱水漂洗,直洗到炭中無氯化鋅(氯化銨)存在,完全除掉鐵離子,氯離子量合乎要求為止。
5、脫水與干燥:由于漂洗后的炭含水份很多,因此要設法脫去部分水份,可入不銹鋼鍋加熱蒸發去水份。較好用離心機進行脫水,要求脫消失一活性炭的含水量在60%以下。然后用外熱式轉筒干燥機烘干或直接烘干,溫度要達到120-130度,使干燥后的活性炭含水量在5-10%以下。
6、粉碎和包裝:將干燥后的活性炭輾粉或用球磨機粉碎,細度要達到小于120目,可過120目細籮篩,然后裝入塑料袋或防濕紙袋內密封,再裝入木桶或木箱,置于通風干燥處,注意防潮.這樣生產的活性炭,使用時常受溫度、濃度或壓力的影響,用前應多進行幾次試驗。
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