Quali sono i metodi di preparazione del carbone attivo granulare?

Le modalità di preparazione del carbone attivo granulare possono essere suddivise in due categorie: 1) attivazione diretta del carbone senza aggiunta di legante; 2) aggiunta di un legante per modellare il precursore carbonioso, e quindi esecuzione del processo di attivazione del carbonio.
Metodo senza leganti
La preparazione del carbone attivo granulare senza aggiunta di legante può essere suddivisa in due tipologie: la prima consiste nell'attivare direttamente le materie prime legnose naturali di una certa forma e dimensione per ottenere carbone attivo granulare amorfo; l'altro è preparare carbone attivo granulare mediante automodellamento mediante metodo di attivazione di agenti chimici senza aggiunta di legante.
Abundant shaped natural wood plant raw materials, such as coconut shells, walnut shells, olive kernels and other fruit shells and kernels, can be directly used to prepare amorphous granular activated carbon by physical or chemical activation methods. Poinern et al. used macadamia shells as raw materials, firstly carried out high-temperature carbonization, and then combined with carbon dioxide activation method to prepare granular activated carbon, and explored the effect of activation temperature on the adsorption of gold by activated carbon. The results show that high-temperature activation is conducive to improving the gold absorption capacity of granular activated carbon. He Deliu and others invented the phosphoric acid method to produce wood amorphous granular activated carbon technology. Through pre-crushing, soaking, floating and low-temperature drying and carbonization of raw materials (mainly fruit shells and cores), products with high strength and adsorption capacity can be obtained after activation. The results show that the raw material particle size of 20 ~ 40 mesh is conducive to the penetration of the activator. Compared with the zinc chloride method, the strength of the amorphous carbon is improved, and the iodine value is >950 mg/g, B caramel color >100% e il suo costo di produzione è ridotto del 40% rispetto al metodo fisico.
Il metodo di attivazione chimica consiste nell'aggiungere una certa quantità di sostanze chimiche alle materie prime carboniose, impastare e plastificare completamente per produrre catrame e altre sostanze adesive e plastificanti e può essere formato senza aggiungere ulteriori leganti. Il metodo di preparazione viene completato in un unico passaggio riscaldando l'attivazione del carbonio. Gli agenti chimici utilizzati per preparare il carbone attivo granulare sono principalmente ZnCl2, H3PO4, KOH, NaOH, H2SO4, CaCl2, K2CO3, ecc. Diversi attivatori chimici hanno diversi meccanismi di attivazione per le materie prime.
Metodo legante
L'aggiunta di leganti serve principalmente a risolvere i problemi legati al fatto che le materie prime stesse non sono adesive, sono difficili da modellare e hanno una resistenza del prodotto e una levigatezza superficiale insoddisfacenti nella preparazione del carbone attivo formato. Il tipo e la quantità di leganti influiscono notevolmente sulla resistenza e sulle prestazioni di adsorbimento del carbone attivo. L'aggiunta di leganti spesso blocca alcuni dei pori del carbone attivo granulare, con conseguente aumento della resistenza meccanica e riduzione delle prestazioni di adsorbimento. I leganti comuni includono catrame di carbone, amido, catrame di legno, liquidi di scarto di pasta di solfito, argilla, melassa di scarto, carbossimetilcellulosa, resine, ecc.
Il carbone presenta i vantaggi di un alto contenuto di carbonio, di risorse ricche e di un prezzo basso ed è ampiamente utilizzato come materia prima per la preparazione del carbone attivo granulare. Attualmente, il carbone grezzo utilizzato per produrre carbone attivo granulare a base di carbone è carbone non adesivo e debolmente adesivo, come antracite, carbone debolmente appiccicoso, lignite, ecc. Pertanto, è necessario aggiungere una certa quantità di legante al carbone grezzo carbone per dargli la forma desiderata. Poiché il catrame di carbone ha un alto contenuto di asfalto e una forte capacità di legame con la polvere di carbone, la maggior parte delle fabbriche di carbone attivo a base di carbone del mio paese utilizzano il catrame di carbone come legante. Du Yaping et al. ha utilizzato catrame di carbone come legante per carbone attivo granulare a base di petrolio, lo ha mescolato con antracite, lo ha estruso e lo ha attivato per ottenere carbone attivo granulare con elevata resistenza meccanica e micropori sviluppati, che possono essere utilizzati come adsorbente per purificare l'aria o l'acqua .
Oltre alle materie prime del carbone, i ricercatori hanno condotto molte ricerche anche sulla preparazione del carbone attivo granulare da materie prime del legno e altre materie prime. Xia Hongying et al. hanno utilizzato scarti di tabacco come materia prima e catrame di legno come legante composito e hanno preparato carbone attivo granulare rispettivamente mediante metodi di attivazione con vapore e anidride carbonica. I risultati hanno mostrato che quando attivato a 900 gradi, il carbone attivo granulare preparato con il metodo del vapore era microporoso, con un'area superficiale specifica BET di 1037 m2/g e un volume totale dei pori di 0,8152 ml/g; Anche il carbone attivo preparato con il metodo dell'anidride carbonica era microporoso, con un'area superficiale specifica di 947,81 m2/g e un volume totale dei pori di 0,48 mL/g, ma la resa era superiore a quella del metodo del vapore.