Як активують вугілля?

Активоване вугілля - це речовина, що отримується в промисловості з органічної сировини (найчастіше з деревини, рідше з торфу і кісток тварин). Розглянемо докладніше, як отримують активоване вугілля.

Як активують вугілля в промисловості

Спочатку сировину, яке стане згодом активованим вугіллям, піддається реакції карбонізації. Цей процес являє собою випал під впливом високих температур в інертному атмосфері і при відсутності кисню. Але отриманий після цього карбонізат ще не має корисні властивості активованого вугілля, так як кількість пір в ньому ще невелике. Така сировина також піддається процесу активації.

При активації вугілля в промислових умовах використовують в основному кам`яний або буре вугілля, деревину або шкаралупу кокосових горіхів.

Процес активування вугілля

Обпалений карбонізат або вугілля може піддаватися обробці спеціальними з`єднаннями хімічного походження або гарячим водяною парою.

Як активують активоване вугілля? Для активації вугілля використовують пар. Розглянемо цей процес докладніше.

У контрольованому середовищі карбонізат обробляють водою при високому тиску і температурах від 800 до 1000 ° С. У процесі такої обробки на поверхні вугілля відбувається хімічна реакція, відкриваються раніше закриті вуглецеві пори. Таким чином багаторазово збільшується площа внутрішньої поверхні вугілля - до 1,5 тисячі кв. м з розрахунку на 1 грам вугілля. За допомогою регуляції умов можна домогтися різної адсорбційної здатності вугілля.
Попередньо первинний матеріал просочують хімічними речовинами - розчином калію карбонату або цинку хлориду.

У процесі активації паром відбувається наступна реакція:

З + H₂O - CO + H₂

А при надлишку молекул води може відбуватися і наступний процес:

З + 2H₂O - CO₂ + 2H₂

Вугілля може активуватися не тільки в безповітряному просторі, а також і при обмеженому доступі кисню. При цьому деяка частина вугілля згоряє, створюючи необхідну температуру для активації, але кількість активованого вугілля на виході в цьому випадку істотно зменшується.

В результаті активації, проведеної термохимическим способом, виходить вугілля з грубими порами, який використовують лише для знебарвлення рідин. А активоване вугілля, отриманий шляхом активації паром, придатний для очищення.

Остаточна обробка вугілля

Після основного обробітку вугілля остуджують, а потім просівають і сортують. Відсівається шлам (пилові відходи), після чого вугілля додатково обробляється так ретельно, як потрібно для отримання кінцевого результату. Його можуть просочувати різноманітними хімічними сполуками (процес импрегнирования), відмивати кислотами, після чого просушувати і дробити. Потім активоване вугілля упаковується в відповідну промислову тару.

За допомогою водяної активації вдається збільшити внутрішню площу вугілля. Це робить активоване вугілля відмінним сорбентом (речовиною, вибірково поглинає гази або розчинені речовини з навколишнього середовища). Але не вся оброблювана поверхня може адсорбуватися. Пори занадто малі для адсорбції (поглинання речовини поверхневим шаром твердого тіла) великих молекул. При цьому збільшити розміри пір можливо, якщо активації піддати вугілля не рослинного походження, а тварини.