Получение углеродных ионообменников на основе осинового угля

Abstract

Как сырьё для пиролиза осина используется сравнительно редко, хотя ее основные запасы сосредоточены именно в обжитых районах РФ. Это обстоятельство указывает на актуальность решения вопросов, связанных с получением и переработкой осинового угля. Более 80 % древесного угля в РФ производится из березовой древесины. В соответствии с ГОСТ 7657 осиновый уголь относится к марке Б и по качеству может быть отнесен к первому или второму сорту. Основными показателями качества осинового угля являются содержание нелетучего углерода (88 и 77 %, для первого и второго сорта соответственно) и зольность (2,5 и 3 % для первого и второго сорта соответственно). Поскольку прочность осинового угля невысока, при его производстве образуется повышенное количество угольной мелочи, которая практически не имеет сбыта. Наиболее реальный способ ее утилизации – брикетирование. При этом свойства получаемых брикетов можно регулировать в широких пределах, изменяя режим брикетирования и термообработки сырых брикетов. На основе осинового угля вполне возможно получение углеродных ионообменников. К ним относятся активные угли, проявляющие свойства анионообменников, и окисленный уголь, имеющий свойства катионообменника. Опыты по активации осинового угля показали, что на его основе возможно получение дробленого активного угля типа БАУ при расходе водяного пара не выше 2 кг/кг угля, температуре активации не выше 850 °С и продолжительности процесса, равной 1,5 ч. Интересно, что активность по йоду для осинового активного угля была на 7 % выше, чем этот же показатель для березового активного угля, полученного в тех же условиях. По нашему мнению, для осинового угля с учетом его невысокой прочности более перспективна переработка не на дробленые, а на порошковые активные угли. Нами показано, что окисление активного угля горячим воздухом приводит к образованию поверхностных кислородсодержащих групп, материал при этом начинает проявлять свойства катионообменника. Получаемый продукт – окисленный древесный уголь – может использоваться в химической промышленности, радиохимии, машиностроении и других отраслях народного хозяйства. В частности нами показана высокая эффективность совместного использования активного и окисленного углей для доочистки воды в пищевой промышленности.

As raw materials for pyrolysis, Aspen is used relatively rarely, although its main resources concentrated in their areas of the Russian Federation. This fact points to the urgency of addressing the issues associated with receiving and processing Birch charcoal. More than 80 % of charcoal in the Russia is made from Birch wood. In accordance with GOST 7657, Aspen charcoal refers B mark and quality can be attributed to the fi rst or second class. Main indicators of charcoal quality are fi xed carbon content (88 and 77 % for the fi rst and second grades, respectively) and ash content (2.5 and 3 % for class I and class II, respectively). Because the strength of the Birch charcoal is low, producing increased amount of charcoal is formed, which has virtually no marketing. The most realistic method to recycling-briquetting. The properties of received briquettes can be adjusted in a wide range, changing the mode of the briquetting and thermal treatment of damp bricks. It is possible receive ion-exchangers on Aspen charcoal base. These include active charcoals, exhibiting properties anion-exchanger and oxidized charcoal, has сation-exchanger properties. Experiments on an activated charcoal showed that, on this basis, it is possible to obtain crushed active charcoal type BAU at the expense of water vapor is not above 2 kg/kg charcoal activation temperature not above 850 °С and duration equal to 1.5 hour process. Interestingly, the activity of iodine for Aspen active charcoal was 7 % higher than the same indicator for Birch active charcoal obtained under the same conditions. In our opinion, Aspen charcoal, given its low durability, more promising processing not on crushed and on powder active charcoals. Us shows that active charcoal hot air oxidation leads to the formation of surface oxygenated groups, while material begins to show the properties of the сation-exchanger. The resulting product is oxidized charcoal, can be used in the chemical industry, radiochemistry, engineering and other industries. In particular, we have shown high effi ciency of active sharing and oxidized charcoal for water purifi cation in the food industry.