Carbón activado en polvo para el tratamiento del agua y método de producción del mismo
Descripción general
 Carbón activado en polvo para el tratamiento del agua en el cual la cantidad total de grupos ácidos contenidos en el carbón activado es 15 30 miliequivalentes / 100 g. ] La reducción de la velocidad de sedimentación sin disminuir la potencia de adsorción permite la transferencia efectiva de todo el carbón activado en el tanque de adición de carbón activado en todo momento.
Campo técnico
La presente invención se refiere a polvo de carbono activado y un método de fabricación del tratamiento de aguas, polvo de carbono activado y un método de fabricación de la misma para el tratamiento de agua que tiene una poca aptitud de establecerse en agua y más.
El carbón activado en polvo utilizado para el tratamiento del agua se ha utilizado moliendo el producto activado y mojándolo tal como está o con agua. El carbón activado en polvo se dispersa en el tanque para ser agregado, pero se sedimenta con el tiempo. Por lo tanto, se estaba asentando en el fondo del tanque cuando se transfería por una bomba, lo que causaba problemas.
Por lo tanto, convencionalmente, se llevan a cabo o se estudian un método para aumentar la dispersabilidad, un método para disminuir la velocidad de sedimentación, etc. Como un método para aumentar la capacidad de dispersión, un método de añadir una superficie de agentes activos, en este método, o causar una fuerza de succión de la disminución carbón activado, ser implementado para los tensioactivos de peligro difíciles Había.
Se sabe que la velocidad de sedimentación del carbón activado en agua se determina por el tamaño de partícula, la densidad de partícula y la carga superficial de la partícula. Si en el método de reducción de la velocidad de sedimentación de carbón activado se pulverizó, si el carbón activado se utiliza en una concentración diluida se puede reducir la velocidad de sedimentación por un polvo fino, que se utiliza en altas concentraciones , La velocidad de sedimentación no se pudo reducir debido a la agregación en agua para formar partículas secundarias.
Un método para aumentar la carga superficial de las partículas para reducir la velocidad de sedimentación se lleva a cabo oxidando el carbón activado para aumentar la cantidad de grupos ácidos y cargar negativamente las cargas superficiales. Esto hace posible reducir la aglomeración de partículas en agua y reducir la formación de partículas secundarias. Sin embargo, cuando examinamos los grupos ácidos de los distintos carbón activado en polvo, que está comercialmente disponible, por lo general, no se obtiene 10 meq / 100 g o más, porque es insuficiente para reducir la velocidad de sedimentación Es la situación actual
JP-A-4 50 110, el carbono de recuperación de disolvente a base de halógeno orgánico activado se da a conocer peso total grupo ácido contenido en el carbón activado es de 0,5 meq / g o más. De acuerdo con esto, según el estudio de la Boehm, se añadió en polvo 1 g de carbón activado de solución de NaOH 0,1 N a, por un método de valoración por retroceso con ácido clorhídrico 0,1 N después de agitación a 24, pero mide la cantidad grupo ácido La cantidad de grupos ácidos obtenidos midiendo el carbón activado en polvo disponible comercialmente bajo las mismas condiciones por los presentes inventores también fue de 10 miliequivalentes / 100 go menos. Además, cuando la cantidad del grupo ácido del carbón activado aumenta, existe el problema de que la capacidad de adsorción de la sustancia hidrófoba disminuye debido a un aumento en la hidrofilicidad.
Como resultado del examen de la relación entre la propiedad de sedimentación y la estructura superficial del carbón activado en polvo, el presente inventor encontró que el contenido total del grupo ácido del carbón activado tiene una influencia significativa sobre la sedimentación. También examinamos la relación entre el contenido de grupo ácido total y el poder de adsorción de la sustancia hidrófoba, y alcanzamos la presente invención. De acuerdo con la presente invención, se proporciona un carbón activado en polvo para el tratamiento del agua, en el que la cantidad total de grupos ácidos contenidos en el carbón activado es 15 30 miliequivalentes / 100 g.
La cantidad total de grupo ácido se trata a una temperatura de temperatura ambiente 500 ° C. El siguiente polvo de carbono 10 meq / 100 g activado en una atmósfera oxidante, para el tratamiento de agua de la cantidad de grupo ácido total de 15 30 miliequivalentes / 100 g De esta manera se proporciona carbón activado en polvo. Aquí, la cantidad total del grupo ácido significa una cantidad equivalente de álcali consumida cuando se agrega una solución alcalina diluida al carbón activado y se agita durante un largo tiempo. Este valor es el estudio de la Boehm (HP Boehm, Adv. Ctal., 16, 179 (1966)) de acuerdo con, es para corresponder a la cantidad del grupo carbonilo, grupo lactona y un grupo carboxilo unido a la superficie del material de carbono Lo ha hecho. El método de medición específico es el siguiente.
El 100 ml matraz de Erlenmeyer 3.000g seca en polvo de carbón activado, se agitó durante 7 días a 25 ° C a agitador se añadió NaOH solución 100 ml de 0,03 N. Luego filtre usando un filtro de 0.45 μm bajo atmósfera de N2. Cincuenta ml del filtrado se fraccionan en un vaso de precipitados y se someten a una valoración del pH con una solución de ácido clorhídrico 0,1 N en atmósfera de N2. Determine la cantidad de titulación de ácido clorhídrico (Aml) a pH 7,0. Por otra parte, el carbón activado incinerados a 500 ° C de temperatura por debajo asume su matraz de 100 ml Erlenmeyer ceniza se agitó en la misma manera mediante la adición de NaOH solución 100 ml de 0,03 N, se filtró y el pH se valoró con ácido clorhídrico 0,1 N ( Bml). La cantidad total del grupo ácido C es,
C = (B - A) × 0.1 × f × 100/50 × 100/3
. Aquí, C representa la cantidad total del grupo ácido (mEq./100 g), yf representa el factor de ácido clorhídrico 0.1 N.
Además, el término 'sedimentación' significa que el carbón activado se suspende en agua y se deja reposar durante un cierto período de tiempo, después de lo cual se recoge una cierta cantidad de lechada de la superficie del líquido y se filtra. La cantidad se expresa como un porcentaje de la cantidad de carbón activado suspendido en la suspensión al comienzo. Específicamente, se mide de la siguiente manera. La 0,500 g seca el carbón activado se coloca en 200 ml un tapón esmerilado, y 200 ml de agua destilada, se colocan durante 24 horas en un baño termostato a 25 ° C .. Luego, usando un sifón, un 150ml suspensión fue tomada desde la posición 150 ml, se filtra a través de un filtro de 0.45 y se pesa y se seca hasta peso constante a avance 115 ℃ (Ag). Diluir el filtro filtrado a un peso constante a 115 ° C y pesar (Bg). La propiedad sedimentaria D,
D = (B - A) × 200/150 / 0.5 × 100
. Aquí, D indica sedimentación (%), y D es grande, la flotabilidad es buena. En el proceso de purificación de agua, D prácticamente se requiere que sea 40% o más.
Tratamiento de Agua en polvo de carbón activado en la presente invención es el contenido total de grupo ácido se 15 30 meq / 100 g contenida en el carbón activado, preferiblemente 20 30 miliequivalentes / 100 g. A medida que aumenta el contenido de grupo ácido total, la potencia de adsorción de yodo disminuye en consecuencia, por lo que es deseable aumentar el poder de adsorción del carbón activado dentro del intervalo que cumple el estándar. Además, el poder de adsorción de yodo de estos carbones activados es preferiblemente 1050 mg / g (JIS K-1991-1474) o más. Por ejemplo, el carbón activado utilizado en las plantas de purificación de agua tiene una fuerza de adsorción de yodo de 900 mg / go 1000 mg / g.
El carbón activado para su uso en la fabricación de tratamiento de agua de carbón activado en polvo de la presente invención, el contenido total de grupo ácido es igual o menos del carbón activado en polvo 10 miliequivalentes / 100 g, y el tipo de los mismos no está particularmente limitado. En productos ordinarios activados, el contenido de grupo ácido total es de aproximadamente 10 miliequivalentes / 100 go menos, y para mejorar la propiedad de sedimentación, es necesario aumentar la cantidad total de grupos ácidos. El carbono activado, por ejemplo, serrín, plantas naturales tales como cáscara de coco, el carbón, el condensado policíclico aromático obtenido a partir del petróleo, resinas sintéticas tales como resinas fenólicas, por ejemplo, carboniza a aproximadamente 400 600 ° C, un método convencional, por ejemplo, aproximadamente 800 1100 ° C, de carbono activado obtenido mediante la activación de la activación de vapor o similar, el carbón y el paso del petróleo, fenol, acrílico, fibras carbonizadas tales como poliamida aromática y la celulosa, por métodos convencionales, de activación Y un carbón activado obtenido triturando la fibra de carbón activado o similar obtenida como se describió anteriormente. En este caso, el tamaño de partícula del carbón activado es preferiblemente de aproximadamente 150 μm o menos.
En el método para producir carbón activado en polvo para el tratamiento con agua de la presente invención, el carbón activado se trata a una temperatura de 500ºC en una atmósfera oxidante. La atmósfera oxidante en este caso se encuentra en una atmósfera que contiene aire, oxígeno u ozono. En el aire, por ejemplo, 200 250 de aproximadamente ° C de temperatura, preferiblemente se va a tratar durante aproximadamente 5 60 minutos, a una temperatura de aproximadamente 250 330 ° C en aire que contiene 10% de gas oxígeno, el procesamiento sobre 5 60 minutos Es preferible El 200 ° C o menos, pero no pueden ser suficientemente oxidan debido a la baja reactividad del material de carbono, es posible en 100 ° C o menos en el caso de la oxidación del carbón activado humectación con vapor de agua mezclado gas que contiene oxígeno. No es preferible que el carbón activado arda a una temperatura de 500 ° C o más.
Mediante el tratamiento en una atmósfera oxidante tal como se ha descrito anteriormente, en el caso de la utilización de ácido nítrico como agente oxidante, peróxido de hidrógeno, cloro, neutralización se sumergió carbono activado en una solución acuosa, tal como ácido sulfúrico, método de oxidación en húmedo para el secado se lavó En comparación, la etapa de oxidación se puede simplificar y no es necesario un tratamiento posterior, y es posible obtener el carbón activado en polvo deseado para el tratamiento de agua a bajo costo y de forma industrialmente ventajosa.
A continuación, mediante el aumento de la cantidad total de cantidad de grupo ácido mediante el método descrito anteriormente, el contenido total de grupo ácido es de 15 30 meq / 100 g, sin reducir la fuerza de succión, dando como resultado tasas de sedimentan carbono activado tratamiento de agua pequeña en polvo .
Ejemplos En lo sucesivo, la presente invención se describirá específicamente con referencia a los Ejemplos, pero la presente invención no está limitada por ellos.
Ejemplo 1
Se secan 20 g de carbono activado en polvo activado por vapor que tiene una cantidad total de grupos ácidos comercialmente disponibles de 8,8 miliequivalentes / 100 g y se colocan en un tubo de cuarzo. Mientras se pasa a través de la atmósfera a 200 ml / min, se eleva la temperatura a 250ºC en 10 minutos, se mantiene a 250ºC durante 15 minutos, se enfría y se retira.
Ejemplo 2
Todos cantidad grupo ácido disponible comercialmente se pone 20 g de carbono activado en polvo activado por vapor de 9,6 miliequivalentes / 100 g en una bolsa de plástico, añadiendo agua destilada 20 ml, mezclar bien. Almacenar en un baño a temperatura constante a 50 ° C, mantener durante 5 días, sacarlo y secarlo a 115 ° C.
Ejemplo 3
Se secan 20 g de carbono activado en polvo activado por vapor de agua que tiene una cantidad total de grupos ácidos comercialmente disponibles de 8,0 miliequivalentes / 100 g y se colocan en un tubo de cuarzo. Aire diluido con nitrógeno (O2 concentración 10.5vol.%) Se calentó a 300 ° C a 200 ml / min a través de 10 minutos, mientras que, después de mantener durante 15 minutos a 300 ° C, sacado y enfriado.
Ejemplo comparativo 1
Se usaron 20 g de carbón activado en polvo activado por vapor de agua que tiene una cantidad total de grupos ácidos comercialmente disponibles de 11 miliequivalentes / 100 g. Se midieron la propiedad de sedimentación y la cantidad del grupo ácido total del carbón activado preparado en el Ejemplo 13 anterior y el Ejemplo Comparativo. Los resultados se muestran en la Tabla 1.
ID = 000002 HE = 055 WI = 108 LX = 0510 LY = 0300
A partir de los resultados de la Tabla 1, se reveló que en los Ejemplos 1 y 2, la sedimentación era del 80% y del 82%, y la velocidad de sedimentación era extremadamente pequeña. Aunque la propiedad de sedimentación del Ejemplo 3 es del 42%, excede el 40%, que es un límite práctico, en el proceso de purificación de agua y se puede poner suficientemente a la práctica. Por otro lado, se encontró que el valor en el ejemplo comparativo era del 9%, lo que no es práctico.
Antecedentes
Medios para resolver el problema
Efecto de la invención
De acuerdo con el tratamiento de agua en polvo de carbono activado y el mismo método de fabricación de la presente invención, no hay ninguna disminución en la fuerza de adsorción, más pequeño de tratamiento de agua en polvo de carbón activado de la velocidad de sedimentación se puede obtener, el volumen total de carbono activado de manera efectiva cada vez mediante la adición de depósito de carbón activado Puede ser transportado
Reclamo
2. El polvo de carbón activado para el tratamiento del agua de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la cantidad total de grupos ácidos contenidos en el carbón activado es 15 30 miliequivalentes / 100 g.
La reivindicación 2 se trata a una temperatura de temperatura ambiente 500 ° C. El contenido total de grupo ácido es de 10 meq / 100 g o menos de carbón activado en polvo en una atmósfera oxidante, el contenido total de grupo ácido es para el tratamiento de agua 15 30 miliequivalentes / 100 g De este modo obteniendo carbón activado en polvo.
Application number :1994-000367
Inventors :武田薬品工業株式会社
Original Assignee :鈴木正之、浜崎功