专利名称：一种用蚕砂制备的有机活性炭及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种用新型原料制成的有机活性炭及其制备方法，更特别的涉及一种 用蚕砂制备的有机活性炭及其制备方法。
背景技术：
蚕砂在我国中医研究中已有相当久远的历史。据《中国药典》及《中药大辞典》记 载蚕砂性温、味甘辛、入肝脾经，具有清热祛风，利湿化浊，活血通络，镇静安神等功效。《本 草拾遗》，《本草求真》均载蚕砂治“冷血瘀血”，《内经拾遗方论》载蚕砂治“血瘀血少”，《本 草纲目》载蚕砂治“妇人血崩”，《本草再新》，《本草求源》均载蚕砂治“血虚不能养经络者”。我国是世界蚕业的发源地和主产国，养蚕业有着十分悠久的历史，“丝绸之路”闻 名世界。蚕砂(即蚕粪)为蚕幼虫的排泄物，深绿色，呈颗粒状，直径可达5mm左右。我国蚕 砂资源十分丰富，仅全国五大蚕区干蚕砂的年产量就达100万吨以上。作为养蚕业中普通 的废弃物，蚕砂长期以来大多直接用作农田肥料或被废弃，很少进行深度加工、综合利用， 而它却是一种含有多种有用成分的宝贵资源。蚕砂干品含粗蛋白15%，碳水化合物55%，粗脂肪2. 5% (其中色素约0.8%)， 粗纤维18%，粗灰分9.5%。其中包括粗蛋白(含18种氨基酸)、粗脂肪、粗纤维、叶绿素 等，并含有铜、铁、锌等微量元素，还含有少量生物碱、类肾上腺皮质激素、十一葵烯醇，I VB、Vc, VD、VE和烟酸等，可广泛用于食品、饮料、化妆品、医药等领域，绝大部分蚕砂含成炭 物 89% -98%。活性炭是一种性能优良的吸附剂，广泛应用于各种试剂的精制、制药、制糖、食品、 饮料、酿酒、净水、化工、电业、纺织、环保、核能、电镀、黄金提取、军事防化等领域，被广泛用 来进行脱色、吸附、净化、防化等。迄今为止，未见有用蚕砂来制备活性炭的国内外文献报道。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种用蚕砂制备的有机活性炭及其制备方法。本发明的这个以及其它目的将通过下列详细描述和说明来进一步体现和阐述。本发明的用蚕砂制备的有机活性炭，活性炭的BET比表面积为2500-3500m2/g，微 孔容积为0. 76-0. 93cm7g，生物化学毒物吸附率为86-94%，重金属吸附率和油污处理效果 为91-98 %，粒度为3000-5000目，灰份彡0.8%,强度彡90-98 %，孔容为1. 0-1. 4cc/g，密 度为0. 3-0. 8g/cc，亚甲基蓝彡500mg/g。在本发明的用蚕砂制备的有机活性炭中，所述的蚕砂是一种含有丰富粗蛋白和碳 水化合物的多组分混合物，含成炭物89 % -98 %。本发明的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，包括预处理、粉碎、造粒、干燥、炭 化、活化、净化、干燥和筛分步骤。进一步的，在本发明的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法中，将蚕砂先经预处理、粉碎和风干或烘干到含水量15%左右。然后将将蚕砂送入模板式滚动挤压，初步完成造 粒，然后自然晾晒风干，或50-110°C加热搅拌烘干。将造粒后的蚕砂进行电磁筛选除去重金 属，收集炭质物料，将炭质物料采用微波辐射法进行防化型炭化，在300-600°C的温度下旋 转炭化30-60min，制成炭化物，并将炭化物按颗粒均勻度分级。在本发明的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法中，采用市售膨化活化炉， 使用饱和水蒸汽作为活化剂进行活化，通入流量为0. 9-3. 2立方米/小时，压力为 0. 25MPa-0. 45MPa的水蒸汽进行活化。在600-900°C下绝氧活化15_40min，得到有机活性 炭物，活化炉中设置翻动机构，使活化原料每3min能够被完整翻动一次，以保证活化的完 全和均勻。最后将漂洗干净的活化料在100-110°C下干燥至含水量低于1%，过筛，分目 3000-5000目，包装即得蚕砂有机活性炭产品。对有机活性炭物，采用机器配置模具制作，获 得活性炭成品，再依据炭粒大小分级炭粒状成品、粉末状成品，最小可达3000-5000目，制 成的有机活性炭产品，按性能、规格、颗粒大小及特殊要求分别包装。在本发明中，采用蚕砂作为原料，并且采用膨化活化炉进行活化，得到活化的蚕砂 有机活性炭能够获得更高的比表面积和更多的微孔孔容；热压、膨化和炭化结合的工艺使 活性炭具有超大的比表面积和更佳的孔径结构，比表面积增大，亚甲基蓝吸附能力提高，孔 集中分布合理，低灰和导电性好等特点，是别类活性炭无可代替的。适用于制造高性能电 池、双电层电容器产品及重金属回收的载体。本发明的方法终结了活性炭生产企业污染环境的历史，实现保护环境、废物的有 效利用。制备的活性炭的BET比表面积达到2500-3500m2/g，微孔容积达到0. 76-0. 93cm3/ g，生物化学毒物吸附率为86-94%，重金属吸附率和油污处理效果为91-98%。所制备的活 性炭，用做涂敷防化服、口罩等防化用品，将对人体起到保健治疗作用。
四
图1是本发明方法的流程图。在本发明中使用的所有原材料和设备等均是常规使用的，可以从市场购得。在本 发明中，如非特指，所有的量、百分比均为重量单位。下面结合实施例对本发明进行具体的描述。由技术常识可知，本发明可以通过其 他的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，下列实施方案，就各方面而 言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或等同本发明的范围内的改变均 被本发明包含。
五具体实施例方式实施例1采用含成炭物89% -98%的蚕砂按以下步骤进行将蚕砂先经预处理、粉碎和风干或烘干到含水量15%左右。然后将将蚕砂送入模 板式滚动挤压，初步完成造粒，然后自然晾晒风干。将造粒后的蚕砂进行电磁筛选除去重金 属，收集炭质物料，将炭质物料采用微波辐射法进行防化型炭化，在320°C的温度下旋转炭 化57min，制成炭化物，并将炭化物按颗粒均勻度分级。采用膨化活化炉(四川雷鸣生物环保有限公司生产的雷鸣牌KL-2D-60KW膨化
4活化炉)，使用饱和水蒸汽作为活化剂进行活化，通入流量为1. 3立方米/小时，压力为 0. 25MPa的水蒸汽进行活化，在620°C下绝氧活化38min，得到有机活性炭物，活化炉中设置 翻动机构，使活化原料每3min能够被完整翻动一次，以保证活化的完全和均勻。最后将漂 洗干净的活化料在100-110°C下干燥至含水量低于1 %，过筛，分成3000-5000目，包装即得 蚕砂有机活性炭产品。对有机活性炭物，采用机器配置模具制作，获得活性炭成品，再依据 炭粒大小分级炭粒状成品、粉末状成品，最小可达3000-5000目，制成的有机活性炭产品， 按性能、规格、颗粒大小及特殊要求分别包装。所制备的活性炭的BET比表面积达到3000-3500m2/g，微孔容积达到 0. 76-0. 93cm7g，生物化学毒物吸附率为86-94 %，重金属吸附率和油污处理效果为 91-98 %，粒度为3000-5000目，灰份彡0.8%,强度彡90-98 %，孔容为1.0-1. 4cc/g，密度为 0. 3-0. 8g/cc，亚甲基蓝彡 500mg/g。实施例2采用含成炭物89% -98%的蚕砂按以下步骤进行将蚕砂先经预处理、粉碎和风干或烘干到含水量15%左右。然后将将蚕砂送入模 板式滚动挤压，初步完成造粒，然后80°C加热搅拌烘干。将造粒后的蚕砂进行电磁筛选除去 重金属，收集炭质物料，将炭质物料采用微波辐射法进行防化型炭化，在580°C的温度下旋 转炭化32min，制成炭化物，并将炭化物按颗粒均勻度分级。采用膨化活化炉(四川雷鸣生物环保有限公司生产的雷鸣牌KL-2D-60KW膨化活 化炉)，使用水蒸汽作为活化剂进行活化，通入流量为3. 0立方米/小时，压力为0. 45MPa的 水蒸汽进行活化，在880°C下绝氧活化16min，得到有机活性炭物，活化炉中设置翻动机构， 使活化原料每3min能够被完整翻动一次，以保证活化的完全和均勻。最后将漂洗干净的活 化料在100-110°C下干燥至含水量低于1%，过筛，分目3000-5000目包装即得蚕砂有机活 性炭产品。对有机活性炭物，采用机器配置模具制作，获得活性炭成品，再依据炭粒大小分 级炭粒状成品、粉末状成品，最小可达3000-5000目，制成的有机活性炭产品，按性能、规 格、颗粒大小及特殊要求分别包装。所制备的活性炭的BET比表面积达到3000-3500m2/g，微孔容积达到 0. 76-0. 93cm7g，生物化学毒物吸附率为86-94 %，重金属吸附率和油污处理效果为 91-98 %，粒度为3000-5000目，灰份彡0.8%,强度彡90-98 %，孔容为1.0-1. 4cc/g，密度为 0. 3-0. 8g/cc，亚甲基蓝彡 500mg/g。实施例3采用含成炭物89% -98%的蚕砂按以下步骤进行将蚕砂先经预处理、粉碎和风干或烘干到含水量15%左右。然后将将蚕砂送入模 板式滚动挤压，初步完成造粒，然后90°C加热搅拌烘干。将造粒后的蚕砂进行电磁筛选除去 重金属，收集炭质物料，将炭质物料采用微波辐射法进行防化型炭化，在450°C的温度下旋 转炭化25min，制成炭化物，并将炭化物按颗粒均勻度分级。采用膨化活化炉(四川雷鸣生物环保有限公司生产的雷鸣牌KL-2D-60KW膨化 活化炉)，不间断输入水蒸汽作为活化剂进行活化，通入流量为2. 2立方米/小时，压力为 0. 30MPaMPa的水蒸汽进行活化在780°C下绝氧活化26min，得到有机活性炭物，活化炉中设 置翻动机构，使活化原料每3min能够被完整翻动一次，以保证活化的完全和均勻。最后将漂洗干净的活化料在100-110°C下干燥至含水量低于1 %，过筛，分目3000-5000目，包装即 得蚕砂有机活性炭产品。对有机活性炭物，采用机器配置模具制作，获得活性炭成品，再依 据炭粒大小分级炭粒状成品、粉末状成品，最小可达3000-5000目，制成的有机活性炭产 品，按性能、规格、颗粒大小及特殊要求分别包装。 所制备的活性炭的BET比表面积达到3000-3500m2/g，微孔容积达到 0. 76-0. 93cm7g，生物化学毒物吸附率为86-94 %，重金属吸附率和油污处理效果为 91-98 %，粒度为3000-5000目，灰份彡0.8%,强度彡90-98 %，孔容为1.0-1. 4cc/g，密度为 0. 3-0. 8g/cc，亚甲基蓝彡 500mg/g。
权利要求
一种用蚕砂制备的有机活性炭，其特征在于活性炭的BET比表面积为2500 3500m2/g，微孔容积为0.76 0.93cm3/g，生物化学毒物吸附率为86 94％，重金属吸附率和油污处理效果为91 98％。
2.根据权利要求1所述的用蚕砂制备的有机活性炭，其特征在于所述的活性炭粒度为 3000-5000 目，灰份彡 0. 8%，强度彡 90-98%，孔容为 1. 0-1. 4cc/g，密度为 0. 3-0. 8g/cc，亚 甲基蓝彡500mg/g。
3.根据权利要求1所述的用蚕砂制备的有机活性炭，其特征在于所述的蚕砂是一种含 有丰富粗蛋白和碳水化合物的多组分混合物，含成炭物89% -98%。
4.根据权利要求1-3之一所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于包 括预处理、粉碎、造粒、干燥、炭化、活化、净化、干燥和筛分步骤。
5.根据权利要求4所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于将蚕砂先 经预处理、粉碎和风干或烘干到含水量15%左右。
6.根据权利要求4所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于将含水量 15%左右的蚕砂送入模板式滚动挤压，初步完成造粒，然后自然晾晒风干，或50-110°C加热 搅拌烘干。
7.根据权利要求4所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于将造粒后 的蚕砂进行电磁筛选除去重金属，收集炭质物料，将炭质物料采用微波辐射法进行防化型 炭化，在300-600°C的温度下旋转炭化30-60min，制成炭化物，并将炭化物按颗粒均勻度分级。
8.根据权利要求4所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于采用膨化 活化炉，使用水蒸汽作为活化剂进行活化，在600-900°C下绝氧活化15-40min，得到有机活 性炭物，活化炉中设置翻动机构，使活化原料每3min能够被完整翻动一次，以保证活化的 完全和均勻。
9.根据权利要求8所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于通入流量 为0. 9-3. 2立方米/小时，压力为0. 25MPa-0. 45MPa的水蒸汽进行活化。
10.根据权利要求4所述的用蚕砂制备的有机活性炭的制备方法，其特征在于将漂洗 干净的活化料在100-110°c下干燥至含水量低于1%，过筛，分目3000-5000目，包装即得蚕 砂有机活性炭产品。
全文摘要
本发明公开了一种用蚕砂制备的有机活性炭及其制备方法，所制备的活性炭的BET比表面积为2500-3500m2/g，微孔容积为0.76-0.93cm3/g，生物化学毒物吸附率为86-94％，重金属吸附率和油污处理效果为91-98％。在本发明中，采用蚕砂作为原料，得到的活化的蚕砂有机活性炭能够获得更高的比表面积和更多的微孔孔容以及更佳的孔径结构，具有比表面积增大，亚甲基蓝吸附能力提高，孔集中分布合理，低灰和导电性好等特点，是别类活性炭无可代替的。适用于制造高性能电池、双电层电容器产品及重金属回收的载体。
文档编号C01B31/10GK101913602SQ20101025965
公开日2010年12月15日 申请日期2010年8月23日 优先权日2010年8月23日
发明者温祖标, 王德福 申请人:重庆高能活性炭有限公司