일반기술

구형 활성탄의 제조방법

*원리 및 구성본 발명은 구형 활성탄의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 핏치를 구형화, 산화, 탄화 및 활성화하는 일련의 공정을 거쳐 구형 활성탄을 제조하는 일반적 제조방법을 실시함에 있어 상기한 핏치를 일정 크기로 분쇄하여 계면활성제 수용액내에서 교반 속도 및 간단한 온도구배 조건을 두어 구형입자로 성장시키는 구형화 공정을 수행함으로써 구형입자의 입도 크기 및 분포제어가 용이하므로 원하는 크기의 구형 활성탄 수율을 대폭 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라 제조된 활성탄의 구형도 및 물리적 강도가 우수하여 액상과 기상에서 효율적으로 사용할 수 있는 등의 장점을 가지는 구형 활성탄의 새로운 제조방법에 관한 것이다.*배경활성탄은 뛰어난 흡착특성을 지니고 있어 액상이나 기상에서 불순물을 제거하는 용도로 널리 사용되고 있다. 활성탄은 분말상과 입상으로 구분되는데, 분말상 활성탄의 경우 흡착 조작이 이루어지는 과정에서 분진이 발생하거나 불순물을 제거하는 용액을 탄분으로 검게 오염시키는 문제가 발생한다. 이에, 입상 활성탄의 개발이 요구었으나 파쇄상 또는 점결제를 사용한 조립 활성탄의 경우 흡착 조작에서 활성탄의 표면에 가해지는 마찰에 의해 결국은 분말상 활성탄과 마찬가지로 이차적인 오염이 발생하는 문제가 여전히 남아있다.*종래기술Katori 등이 점결제를 첨가하지 않고 핏치를 원료로 사용하여 구형 활성탄을 제조하는 공정 [미국특허 제3,909,449호]을 처음 개발한 이래로 구형 활성탄은 폭 넓은 응용 범위와 수요가 발생하고 있다. 구형 활성탄은 분진 등과 같은 이차 오염의 발생이 매우 적어 용액을 정제하는 등에 효율적으로 사용될 수 있고, 특히 분진의 발생이 극한적으로 억제되는 혈액정제 등의 의학용으로도 사용될 수 있다.지금까지 개발된 핏치를 구형화하는 일반적 방법에서는 핏치를 용융시켜 고속 회전 상태의 수중에 투입하여 구형하고 하고 있으나, 이 방법에 따르면 입도 제어가 어려워 균일한 입도 분포를 갖는 구형 활성탄을 얻을 수 없다. 또한, 핏치를 가압하여 압출한 후 일정한 길이로 절단하고 수중에서 구형화하는 방법이 공지되어 있으나[미국특허 제4,371,454호 및 제4,420,443호], 이 방법의 경우 효과적으로 수율을 증가시킬 수 있으나 공정 자체가 다단계로 복잡하여 대량 생산 등에 장애 요인이 된다.*특징 및 장점본 발명은 핏치를 구형화, 산화, 탄화 및 활성화하여 구형 활성탄을 제조하는 방법에 있어서, 상기 구형화는 핏치 분말(60 메쉬 이하)을 0.1 ∼ 1.0 % 농도의 계면활성제 수용액에 현탁하여 200 ∼ 800 rpm의 교반속도로 교반하면서 75 ∼ 95 ℃ 온도로 10 ∼ 30분 동안 유지시킨 후 20 ∼ 40 ℃ 온도로 냉각하는 온도구배 조건을 두면서 25 ∼ 45메쉬 크기의 구형입자로 성장시키는 과정으로 구성되는 구형 활성탄의 제조방법을 그 특징으로 한다.1)핏치를 전처리한 후 간단한 방법으로 분쇄하고 그대로 현탁액 상에서 응집시켜 균일한 입도로 제어할 수 있는 구형화 방법을 제시함.2)종래의 방법에 비하여 원하는 크기의 구형 활성탄 수율을 대폭 개선.3)제조 단가를 절감 시킬 수 있는 효과.