中孔多的粒状活性炭及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种新型粒状活性炭及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 活性炭在水或水溶液的处理中作为吸附剂使用，用于除去杂质或调整溶解成分的 浓度等。
[0003] 这些活性炭中，特别是中孔多的氯化锌活化活性炭也可用于除去水溶液等液相的 着色。
[0004] 然而，氯化锌活化活性炭虽然可良好地除去着色成分，但其原料为木粉，通常作为 粉末活性炭提供，因此，在柱处理及使用完毕的活性炭的加热再生方面并不适合。另外，虽 然可经过筛分来得到颗粒状的产品，但硬度低，因此，存在以下问题：在输送及填充时难以 操作，进而，使用中发生粉末化及细粒化。
[0005] 另外，药品活化活性炭由于制造时的烧成温度低，因此，其课题在于，在活性炭表 面大量存在表面氧化物，溶液中的微量有机物及碘之类的低分子量分子的吸附变低。
[0006] 为了解决上述氯化锌活化活性炭的课题，在专利文献1中公开有一种药品活化成 型活性炭的制造方法，其将可药品活化的活性炭原料和水分含量为25重量％以下且活化 成分含量为60重量％以上的氯化锌等活化药品的混合物通过常规方法加热而得到反应产 物，对该反应产物进行成型，接着进行烧成、清洗、干燥而得到成型活性炭。
[0007] 另外，作为中孔多的活性炭的制造方法，公开有在碳质原料100重量份中以0. 2~ 1. 5重量份（钙换算值）的比例混合至少一种钙化合物且进行炭化及活化处理而成的、净化 水的高度处理用活性炭及其制造方法（专利文献2)。
[0008] 现有技术文献
[0009] 专利文献
[0010] 专利文献1 :日本特开平7-138010号公报
[0011] 专利文献2 :日本特开平3-16908号公报
【发明内容】
[0012] 发明所要解决的课题
[0013] 然而，专利文献1中的上述制造工序复杂，因此，期望开发一种通过更简便的制造 方法得到脱色性能高的粒状活性炭。另外，专利文献2中得到的活性炭不具有作为粒状活 性炭所需的硬度，仅为低硬度的活性炭。
[0014] 本发明的课题在于，提供一种适于除去着色成分的具有高吸附性能的粒状活性炭 及其制造方法。
[0015] 用于解决课题的技术方案
[0016] 本发明人等鉴于上述问题，为了制造存在大量中孔且杂质少的粒状活性炭进行了 潜心研究。结果发现，使预先活化的活性炭与钙成分接触，然后，再进行活化及清洗，由此可 得到适于各种液体脱色及精制的粒状活性炭。本发明是基于这样的见解而完成的。
[0017] S卩，本发明涉及下述项1~5所示的活性炭及其制造方法。
[0018] 项1. 一种粒状活性炭，其具有下述⑴~⑶的必要条件：
[0019] (1)灼烧残渣为2质量分率％以下；
[0020] ⑵硬度为60质量分率％以上；及
[0021] (3)中孔容积为〇? 5mL/g以上。
[0022] 项2. -种粒状活性炭的制造方法，其包括下述（A)~（C)的工序：
[0023] (A)使活性炭和钙成分接触的工序；
[0024] (B)对工序（A)中得到的活性炭进行活化处理的工序；及
[0025] (C)对工序（B)中得到的活性炭进行清洗的工序。
[0026] 项3. -种粒状活性炭的制造方法，其包括下述（A)~⑶的工序：
[0027] (A)对活性炭原料实施炭化处理后进行粉碎的工序；
[0028] (B)将工序（A)中得到的活性炭和钙成分混合且成型的工序；
[0029] (C)对工序（B)中得到的活性炭进行炭化处理及活化处理的工序；及 [0030] (D)对工序（C)中得到的活性炭进行清洗的工序。
[0031] 项4.根据项2或3所述的制造方法，其中，活性炭原料为椰子壳。
[0032] 项5. -种粒状活性炭，其通过项2~4中任一项所述的制造方法而得到。
[0033] 以下，对本发明进行详细说明。另外，本发明包括：粒状活性炭的发明，该粒状活性 炭的制造方法的发明，以及该粒状活性炭的作为液体处理用（更具体而言为液体精制用、 脱色用等的液体吸附处理用）的用途的发明中的任一者。
[0034] 本发明活件炭
[0035] 本发明的活性炭为具有下述（1)~（3)的必要条件的粒状活性炭。
[0036] (1)灼烧残渣为2质量分率％以下；
[0037] (2)硬度为60质量分率％以上；及
[0038] (3)中孔容积为0? 5mL/g以上。
[0039] 以下，依次说明必要条件（1)、（2)及（3)。
[0040] (必要条件（1))
[0041] 在本发明的活性炭中，灼烧残渣为2质量分率％以下，优选为1. 5质量分率％以 下。灼烧残渣通常通过JISK1474测定（JIS:日本工业标准）。具体而言，在电炉中将本 发明的活性炭（试样）灼烧灰化，求出其残渣。若该灼烧残渣为2质量分率％以下，则杂质 少，因此，可不污染处理液而合适地作为液相处理用的活性炭使用。
[0042] 在此，对JISK1474所规定的用于测定灼烧残渣的具体操作（i)~（iv)进行说明。
[0043] (i)在恒量的瓷坩埚中预先称取试样1~5g，直至Img的位数。试样在115±5°C 的恒温干燥器中预先干燥3小时，在干燥器（使用硅胶作为干燥剂）中放冷至室温。
[0044] (ii)在⑴后，将试样放入电炉，最初弱加热，逐渐升高温度使其完全灰化后，在 800~900°C下灼烧1小时。
[0045] (iii)在（ii)后，灼烧试样后，在干燥器（使用硅胶作为干燥剂）中放冷，秤量质 量直至Img的位数而求出残渣。
[0046] (iv)灼烧残渣通过下式（2)算出。
[0047] A= (R/S)X100 (2)
[0048] 在此，A为灼烧残渣（质量分率％ )，R为残渣（g)，S为试样的质量（g)，/是指+。 另外，如下所述。
[0049] [1]瓷坩埚为JISR1301规定的A形、B形或C形30mL的瓷坩埚；
[0050] [2]恒温干燥器可在115±5°C的温度范围内调节；
[0051] [3]电炉可在800~900°C的温度范围内调节。
[0052] 作为用于将本发明的活性炭中的灼烧残渣调整为2质量分率％以下的方法，例如 可以举出在后述的本发明的活性炭的制造方法1的（C)或制造方法2的（D)工序中，适宜 设定清洗时间、清洗次数、酸浓度等。
[0053] (必要条件（2))
[0054] 在本发明的活性炭中，硬度为60质量分率％以上，优选为70质量分率％以上。硬 度通常通过JISK1474测定。具体而言，振动本发明的活性炭（试样）与钢球一起放入的 硬度试验用皿后筛分，求出残留在筛上的试样质量，由与原试样质量之比求出硬度。若该硬 度为60质量分率％以上，则在作为粒状炭使用的情况下，可抑制微粉产生。硬度的上限值 没有特别限制，但通常为1〇〇质量分率％。
[0055] 在此，对JISK1474所规定的用于测定硬度的具体操作（i)~（vii)进行说明。
[0056] (i)通过用于测定后述的粒度的具体操作（i)~（V)，使用对应于粒度显示范围的 上限、下限的网眼的二个筛筛分试样10分钟。
[0057] (ii)轻拍填充筛分后的试样至量筒200mL的IOOmL标线。秤取该试样的质量直至 〇.Ig的位数。
[0058] (iii)将直径12. 7mm及直径9. 5mm的钢球各15个一起放入硬度试验用皿。
[0059] (iv)将包含试样的硬度试验用皿安装于摇筛机，振动30分钟。
[0060] (V)使用比对应于粒度显示范围的下限的筛的网眼小2级的筛及接收皿，收纳除 了钢球以外的全部试样并安装于摇筛机上。
[0061] (vi)振动3分钟后，分别秤取残留在筛上及接收皿的试样的质量直至0.Ig的位 数。试样质量的合计相对于最初秤取的质量增减2%以上时，进行再试验。
[0062] (vii)硬度通过下式（3)算出。
[0063] H= (ff/S)X100 (3)
[0064] 在此，H为硬度（质量分率％ )，W为上述（vi)的残留在筛上的试样的质量（g)，S 为残留在筛上及接收皿的试样的质量的合计（g)，/是指另外，如下所述。
[0065] [1]筛为JISZ8801-1规定的网筛，且筛框的尺寸为筛面以上的内径200mm;
[0066] [2]硬度试验用皿的材质为JISH3100规定的C2680P或C2720P(黄铜板），在图 1中示出一个例子；
[0067] [3]摇筛机为泰勒式（TYLER)摇筛机或以此为准的摇筛机，打击次数可为每分钟 130~165次，转数可为每分钟240~295次；
[0068] [4]钢球为直径12. 7 ±0. 1mm，直径9. 5 ±0.Imm的钢球各15个；
[0069] [5]量筒为JISR3505规定的量筒200mL。
[0070] 作为用于将本发明的活性炭中的硬度调整为60质量分率％以上的方法，例如可 以举出以下方法：适宜设定后述的本发明活性炭的制造方法1或制造方法2的（A)工序中 的活性炭的原料种类、上述制造方法2的（B)工序中的粘结成分的量及种类等。
[0071] (必要条件⑶）
[0072] 在本发明的活性炭中，中孔容积为0. 5mL/g以上，优选为0. 55mL/g以上，更优选为 0. 7mL/g以上。在此，所谓中孔容积是指通过氮吸附法测定，且通过Cr