活性炭的原材料及其优缺点

作为活性炭行业的从业者,今天来聊聊工业化生产的活性炭品种的原材料。从理论或技术研究的角度,活性炭的原材料有许多种,但是从现实的工业化生产和供应角度,具备可行性的活性炭原材料屈指可数。

从理论基础来看,活性炭是具备高比例微孔结构的碳材料。所以,首先,其原材料必须是富含碳元素的。实际上,在活性炭原料的采购和来料检验来看,固定碳含量是个非常重要的指标。

接下来,从市场竞争力来筛选,高固定碳含量的材料中,必须选择出成本低廉且能广泛取得、能实现商品化供应的原材料。经过成本这道门槛的筛选,活性炭原料的现实可选项就变成差不多一只手能数清了。

按照市场的产销量排名,以煤为材质的活性炭,大概能排到第一位。煤炭的产量大,成本低,固定碳含量高,品质均一度好,供应稳定。

接下来,木屑作为建筑材料和家具等产品的副产品,可以大量低成本供应,固定碳含量高。也成为活性炭的重要原材料之一。

此外,椰子的硬质外壳,坚果的外壳如杏仁壳、核桃壳榄壳等除具备以上优点外,还具备硬度高和灰分低等优点。

以煤质为原料的活性炭,其优点首先是供应量大,价格便宜。在液相应用(包括水处理)和气相应用中的诸多领域,能广泛使用。煤质炭具备较高的硬度,因此在滤床工艺中可以广泛使用。煤质炭的缺点当然也有,首当其冲,是潜在的金属离子含量。因此在设计食品和药品领域,煤质炭的使用有相当的局限性。当然,煤质炭能经过高强度酸洗解决铁离子含量等技术问题,但是这样以来,煤质炭的低成本优势就不复存在了。此外,煤质炭的硬度不够高,在某些需要频繁冲洗料床和严格要求活性炭低磨损的应用中,煤质炭就不是最佳选择了,比如黄金提炼活性炭。煤质炭的缺点基本上是以椰壳炭或木制炭的优点为背景的。

木质活性炭由于原料的局限性,90%以上为粉末状形态。其优点是大于1nm孔径的微孔多,因此对于脱色提纯等应用有上佳效果。能广泛用于药品和食品提纯工业领域。缺点是强度低,难制备成颗粒状。或者既便制备成颗粒状,其脱色性能也大幅降低,且成本大幅增加。故而,木制炭较难用于采用颗粒滤料的工艺。

果壳类活性炭,卫生安全性较好,对于采用煤质活性炭担心卫生安全的领域是较好的解决方案。椰壳活性炭作为果壳活性炭中比表面积最高的一个品种,其吸附性能好,硬度高。除高性能催化剂,黄金吸附能特种领域,椰壳活性炭饮用水净化需求领域也得到广泛应用。

总而言之,不同材质的活性炭,其适用的应用和领域是不同的。价格并不是决定活性炭好用与否的关键,材质及其加工工艺才是。

发布于 2019-08-16