如何制备高纯度粉末活性炭

　　随着用户对活性炭纯度的要求越来越高，如何在液相吸附过程中生产出高纯度的活性炭是摆在我国活性炭生产企业面前的一项紧迫任务。今天，浪潮小编就来与大家分享：高纯度粉末活性炭的制备方法。

　　高纯度粉末活性炭的生产工艺为氯化锌法。氯化锌粉末活性炭的生产工艺为：加工木片+氯化锌溶液→浸渍或捏合→炭活化→氯化锌回收→酸洗→水洗→干燥→破碎→包装→检验→成品。氯化锌粉末活性炭由于其固有的吸附特性，已广泛应用于医药、食品、化工、三废处理等领域，特别是用于液体吸附。

　　作者总结了多年的生产经验。影响活性炭纯度的主要因素有：原料规格、活化程度、漂洗方法、干燥设备、破碎设备等，要生产高纯度活性炭，应注意以下工作。

　　1、 选用合格的木（片）为原料

　　选择清洁、纯净的原料是获得高纯度活性炭的首要条件。受污染的木材（如杀虫剂、木材防腐剂等）不宜用作原料。不干净的原料需要经过预处理，去除原料中的沉淀物、铁屑等杂质。木材中的灰分含量因树种、部位、树龄和土壤而异，一般在～%左右，树皮中的灰分含量为3～9%（表1）。因此，应尽量以树皮为原料。

　　表1树木不同部位灰分含量（%）

　　生产氯化锌活性炭常用的原料是木屑。工艺锯末规格如下：

　　1品种：松木、冷杉、杂木屑；

　　2粒径：6-40目；

　　3纯度：无沉淀物、铁屑、树皮等杂质；

　　4含水量：15-25%。

　　2、 控制活化温度和时间

　　活化程度对活性炭的灰分有很大影响，活化温度过高，活化时间过长，会造成原木片的部分烧成矢量，导致活性炭灰分增加。因此，过度活化不仅降低了活性炭的产率，而且增加了活化排放中的灰分含量，增加了后处理的难度。在** 活性炭吸附性能的前提下，应尽量降低活化温度和活化时间。适宜的活化温度为500～550℃，活化时间为30～40min。

　　氯化锌法生产的活性炭受氯化锌高温挥发的影响，需要控制在600℃以内，使活性炭的灰分低于物理活性炭。我们对几种活性炭灰分含量的测量结果如表2所示。

　　表2不同活化方法制备的活性炭灰分

　　活化温度（℃）500-600 850-950

　　3、 检查“冲洗并去除杂物”间隙

　　如上所述，木材的灰分含量为～%，在活化过程中，所有灰分都会转移到活性炭中，含量为3-9%。因此，活性炭需要进行酸煮和水洗操作，去除炭中的灰分、酸溶物、铁等杂质，从而提高活性炭的纯度。酸洗和洗涤应注意以下事项。

　　1首先对活性炭进行除砂除杂预处理。一般可以用水冲洗，去除活性炭中的沉淀物和铁锌氧化物。结果表明，预处理活性炭的灰分含量低于未处理活性炭。

　　2酸溶性物质和其他杂质可用氢氟酸、硝酸、盐酸或醋酸萃取，但氢氟酸能改变活性炭的孔结构，促进活性炭表面氧化物的形成；硝酸能增加活性炭中的亚硝基盐；醋酸处理效果差。因此，生产中一般采用工业盐酸萃取。所用盐酸浓度为30～36%，加入量为炭量的10～30%。酸处理的代表性反应如下：

　　Fe2O3+6HCl→2FeC13+3H2O

　　CaO+2HCl→CaCl2+H2O

　　氯化物一般为可溶性化合物，部分氯化物（25℃；g/100g水）的溶解度为：migc1，55；CaC1，83；BaCl，37；KC1，38；NaCl，36；FeC13，可溶。

　　3酸溶物的含量取决于酸煮的程度和均匀性。实验结果表明，当蒸汽压力（气液分离后的压力）大于2kg时，活性炭中的杂质含量可达到灰分、酸溶物、总铁、重金属和硫化物的“无”，蒸煮温度95～105℃，蒸煮时间4～5小时。

　　4由于高温活化过程中活性炭中铁的骨架效应以及活性炭表面氧化物对铁的吸附作用，当活性炭中铁含量达到%左右时，很难去除铁。我们知道Fe3+离子是一个很好的络合物形成体，它可以与许多配体形成络合物，这些铬离子是具有六面体的八面体结构，具有一定的稳定性。因此，可以在活性炭中加入化学试剂，与铁形成络合物，降低氧化物在活性炭表面的吸附能力。这样，活性炭的总铁含量可以降低到%以下。

　　5活性炭经酸处理后，用60℃以上的热水反复洗涤（氯化物的溶解度随温度的升高而增加），并不断搅拌去除炭中的水溶性物质。为避免水对活性炭的污染，应经常检测洗涤水中的氯含量。

　　4、 干燥设备和干燥介质的影响

　　干燥的目的是为了方便活性炭的储存和运输。活性炭的干燥过程有两种：直接加热和间接加热。为了生产高纯度活性炭，必须采用间接加热干燥的方法，以避免活性炭被烟气污染。活性炭生产厂家一般采用外加热回转炉或板式炉进行干燥作业，后者由于生产能力小，多为小企业使用。回转炉干燥的主要缺点是由于炭素与铁炉壁直接接触和相互摩擦，使炭素中的铁含量增加。因此，用回转窑干燥时要注意操作。

　　5、 破碎设备的影响

　　液相吸附用活性炭应粉碎，以提高吸附速度，减少活性炭用量。在选择破碎设备时，应特别注意铁对碳的污染。如果活性炭与设备的铁壁直接接触，炭中的铁含量就会增加。为了避免这种现象，我们用硬木做了研磨设备的内衬，研磨体是瓷的。

　　制备高纯度活性炭不仅要注意上述问题，还要注意生产环境的卫生。需要** 原材料、半成品、成品在整个生产过程中的卫生和清洁。