oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji

Węgiel aktywny w ochronie środowiska i przemyśle (2008)
KRYSTYNA BRATEK, WIESŁAW BRATEK, ANNA JANKOWSKA
MAREK KUŁAŻYŃSKI
Politechnika Wrocławska, Wydział Chemiczny, ul. Gdańska 7/9, 50-344 Wrocław
e-mail: [email protected]
OCZYSZCZANIE ROZTWORÓW WODNYCH
PRZEZ PRODUKTY AKTYWACJI KARBONIZATÓW
Z ANTRACYTÓW
Zbadano możliwość otrzymania adsorbentów o dobrej pojemności sorpcyjnej
z antracytów o różnym stopniu uwęglenia. Badano: antracyt swierdłowski (AS),
antracyt listwiański (AL), antracyt chiński (AC) i antracyt angielski (AA). Karbonizaty oraz produkty ich aktywacji parą wodną otrzymano w reaktorze obrotowym
w temperaturze 900°C przy czasie aktywacji 60240 min. Stwierdzono, że produkty
aktywacji, otrzymane z badanych antracytów (o ubytku masy 3050%), charakteryzują się strukturą mikroporowatą (z przewagą szerszych mikroporów o szerokości
0,42 nm) i wykazują najlepszą pojemność sorpcyjną wobec p-chlorofenolu, toluenu,
błękitu metylenowego i czerwieni Kongo. Najlepszymi sorbentami badanych zanieczyszczeń okazały się produkty aktywacji antracytu chińskiego i listwiańskiego,
a najsłabszymi produkty aktywacji antracytu swierdłowskiego.
SŁOWA KLUCZOWE: antracyty, karbonizacja, aktywacja parą wodną, adsorbenty, właściwości, oczyszczanie wody
WPROWADZENIE
Większość węgli aktywnych stosowanych do oczyszczania wody otrzymuje się
na bazie węgli kamiennych [1-4]. Struktura kapilarna oraz chemiczna natura powierzchni węgli aktywnych otrzymywanych z węgli kamiennych, warunkująca ich
zastosowanie w procesach adsorpcyjnych, zależą w znacznym stopniu od budowy
chemicznej i petrograficznej, zawartości i składu substancji mineralnej oraz od rodzaju układu kapilarnego węgla poddawanego obróbce termicznej i fizykochemicznej [5].
Surowcem do otrzymywania sorbentów o właściwościach sitowo-molekularnych, które od dawna jako granulowane węgle aktywne używane były do
oczyszczania przemysłowych gazów odlotowych z substancji toksycznych, do adsorpcji lotnych związków organicznych oraz do dezodoryzacji powietrza, mogą
być antracyty [1, 5-11]. W układzie kapilarnym antracytów istnieje silnie rozbudowany układ bardzo drobnych mikroporów (submikroporów) o szerokości poniżej 0,4 nm, a lita substancja organiczna wykazuje wysoki stopień uporządkowania i
wysoką wytrzymałość mechaniczną [12-14].
140
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
W procesie karbonizacji antracytów wydziela się mało części lotnych, co powoduje jedynie znaczny wzrost objętości submikroporów z maksimum w temperaturze 600°C oraz nieznaczny wzrost objętości makroporów. Mezopory i szersze
mikropory (o szerokościach 0,42 nm) w karbonizatach z antracytów praktycznie
nie występują [5].
W procesie aktywacji karbonizatów z antracytów objętość szerszych mikroporów rośnie (w produkcie aktywacji o ubytku masy ok. 30% nie występują już submikropory [5-6]), a zmiany w objętości mezo- i makroporów są niewielkie.
Mimo iż sorbenty z antracytów mają dobrze rozwiniętą strukturę szerszych mikroporów, co wskazuje na ich przydatność w usuwaniu zanieczyszczeń z roztworów wodnych, brak jest prac mówiących o ich zastosowaniu do tych procesów.
Celem naszej pracy było określenie możliwości otrzymania sorbentów węglowych z dostępnych na rynku antracytów do oczyszczania wodnych roztworów toluenu, p-chlorofenolu, błękitu metylenowego i czerwieni Kongo.
1. METODYKA BADAŃ
Surowcem do badań były próbki antracytów o różnym stopniu uwęglenia, rozdrobnione do 12 mm. Badano: antracyt swierdłowski (AS), antracyt listwiański
(AL), antracyt chiński (AC) i antracyt angielski (AA).
Proces karbonizacji i aktywacji antracytów prowadzono w jednym cyklu pomiarowym w poziomym rurowym reaktorze obrotowym umieszczonym w piecu elektrycznym. Wstępnie (etap karbonizacji) próbkę o masie 30 g ogrzewano
w atmosferze azotu, z szybkością ogrzewania 10C/min do temperatury końcowej
900C. Czas wygrzewania próbki w temperaturze końcowej wynosił 15 min. Następnie wprowadzano czynnik zgazowujący - parę wodną (wydajność przegrzewacza pary wodnej 20%) - i prowadzono aktywację w warunkach izotermicznych
w temperaturze 900C. Czas aktywacji zmieniał się w granicach 60240 min.
W procesie aktywacja poprzedzona była bezpośrednio etapem karbonizacji. Rejestrowany ubytek masy był wynikiem procesu odgazowania antracytu i reakcji zgazowania parą wodną karbonizatu. Dla właściwej oceny przebiegu aktywacji wyniki
przeliczono na karbonizat odgazowany.
Badania obejmowały: analizę techniczną, oznaczenie liczby adsorpcji jodu
i liczby metylenowej, badania struktury kapilarnej metodą sorpcji ditlenku węgla
i benzenu oraz metodą porozymetryczną, a także próby oczyszczania roztworów
wodnych przez karbonizaty i produkty aktywacji karbonizatów otrzymanych
z antracytów. Oznaczenia wykonano zgodnie z aktualnie obowiązującymi normami.
Badania struktury kapilarnej prowadzono w wysokopróżniowej aparaturze grawimetrycznej z wagami kwarcowymi typu Mc Baina-Bakra w stałej temperaturze
25°C. Objętości mezoporów (Vmez) oraz frakcji mikroporów o szerokości 0,42 nm
(Vmik), dostępnych w procesie sorpcji dla cząsteczek benzenu, a także najdrobniejszej części mikroporów o szerokości poniżej 0,4 nm - submikroporów (Vsub-mik),
niedostępnych w procesie sorpcji dla cząsteczek benzenu, dostępnych jedynie dla
Oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów
141
ditlenku węgla - obliczono na podstawie izoterm adsorpcji i desorpcji benzenu oraz
adsorpcji ditlenku węgla.
Badania porozymetryczne przeprowadzono metodą porozymetrii rtęciowej przy
użyciu aparatu PASCAL 440 firmy CE Instruments, w zakresie ciśnień od atmosferycznego do 300 MPa, co pozwala na pomiar objętości i rozmiarów porów
w zakresie 16000÷5,0 nm.
Skuteczność oczyszczania ścieków przez sorbenty badano, dodając 0,1 g próbki
(rozdrobnionej < 0,2 mm i wysuszonej w temperaturze 105°C) do 50 cm3 ścieku
modelowego, którym były: woda zanieczyszczona czerwienią Kongo (50 mg/l),
błękitem metylenowym, toluenem oraz p-chlorofenolem (500 mg/l). Po wymieszaniu sorbentu węglowego ze ściekiem i wytrząsaniu sorbent oddzielano od roztworu
przez odwirowanie w wirówce Centryfigue typ MPW-340 w czasie 5 minut przy
szybkości 4000 obr/min. W roztworze oznaczono związki pozostałe po oczyszczeniu.
Pozostałą w roztworze zawartość toluenu i p-chlorofenolu oznaczono, badając
chemiczne zapotrzebowanie na tlen (ChZT) metodą analogiczną do normy ISO
6060. Metoda polega na utlenieniu próbki gorącym roztworem dwuchromianu potasowego w kwasie siarkowym z siarczanem srebra jako katalizatorem, a następnie
fotometrycznym oznaczeniu stężenia nadmiarowych jonów dwuchromianu. Oznaczenie wykonano w termoreaktorze Spectroquant TR 420 firmy Merck w temperaturze 148C testem kuwetowym ChZT TK firmy Merck (użyto testów o zakresach:
10150, 15300, 50500, 1001500 mg O2/l). Pomiary fotometryczne wykonano
przy użyciu fotometru Spectroquant NOVA 60 firmy Merck.
Stężenie barwników w roztworze (błękitu metylenowego i czerwieni Kongo)
oznaczono na tym samym fotometrze w kuwetach prostokątnych o szerokościach
10 mm, przy charakterystycznych długościach fali: 620 nm dla błękitu metylenowego i 500 nm dla czerwieni Kongo.
Skuteczność adsorpcji (Ad) obliczano ze wzoru
Ad 
C0  Cr  100
C0
(1)
gdzie: Ad - skuteczność adsorpcji, %; C0 i Cr - stężenie substancji początkowe
i równowagowe, mg/dm3.
2. WYNIKI BADAŃ
2.1. Charakterystyka surowców
Charakterystykę badanych antracytów przedstawiono w tabeli 1, a rozkład objętości wg wielkości porów antracytów z badań sorpcyjnych i porozymetrycznych
podano na rysunku 1.
Antracyty listwiański (AL) i swierdłowski (AS) mają wysoką zawartość wilgoci
a
(W ) oraz niską zawartość części lotnych (Vdaf), typową dla metaantracytów.
142
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
Z kolei antracyt angielski (AA) i antracyt chiński (AC) mają niską zawartość wilgoci i zawartość części lotnych charakterystyczną dla antracytów [15].
szerokość porów , nm
< 0,4
0,4 - 2
2-3
3-5
5 - 10
10 - 50
V, cm3/g
0,12
0,08
0,04
0
AS
AL.
AC
AA
Rys. 1. Rozkład objętości porów V w antracytach w zależności od szerokości porów
TABELA 1. Charakterystyka antracytów
Rodzaj próbki
Oznaczenie
Wilgoć
Wa
d
Popiół
A
%
AS
AL
AC
AA
4,5
5,5
1,4
1,4
3,8
2,1
4,0
3,9
Części lotne
daf
V
1,4
1,3
5,0
6,6
Węgiel
Cfix
94,9
96,7
91,1
89,6
Liczba adsorpcji jodu
LJ
mg/g
41
105
57
41
Vtot
cm3/g
0,015
0,120
0,071
0,030
Powierzchnia porów Stot
m2/g
30,8
308,3
158,0
72,1
cm3/g
0,031
0,035
0,044
0,032
2
5,7
5,3
21,6
7,7
Struktura kapilarna
Metoda sorpcyjna
Objętość porów
Metoda porozymetryczna
Objętość porów
Vtot
Powierzchnia porów Stot
m /g
W układzie porowatym badanych antracytów przeważa najdrobniejsza frakcja
mikroporów o szerokościach poniżej 0,4 nm (submikropory). Powierzchnia właściwa badanych antracytów określona metodą sorpcyjną jest bardzo zróżnicowana
(zmienia się od 30,8 m2/g dla antracytu swierdłowskiego do 308 m2/g dla antracytu
listwiańskiego). Antracyt listwiański ma znacznie wyższą liczbę adsorpcji jodu
Oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów
143
(LJ) niż trzy pozostałe antracyty. Powierzchnia właściwa antracytów określona metodą porozymetryczną zmienia się od 5,3 do 21,6 m2/g.
2.2. Proces aktywacji karbonizatów z antracytów
Wydajność karbonizatów otrzymanych z badanych antracytów w piecu obrotowym w temperaturze 900°C wynosiła 90,2% (AA i AC), 91,1% (AL) i 92,8%
(AS). Wpływ czasu aktywacji na ubytki masy karbonizatów przedstawiono na rysunku 2, a zależność liczby adsorpcji jodu i liczby metylenowej produktów aktywacji od ubytku masy karbonizatów na rysunku 3. Rozkład objętości porów produktów aktywacji badanych antracytów o ubytku masy ok. 30% oznaczony metodą
sorpcyjną i porozymetryczną na rysunku 4.
AS
AL.
AC
AA
80
Xko, %
60
40
20
0
0
60
120
180
240
t, min
Rys. 2. Zależność ubytku masy karbonizatu Xko od czasu aktywacji t
Wydajność produktów aktywacji otrzymanych z karbonizatów w temperaturze
900oC przy użyciu pary wodnej zmniejsza się w zakresie od 77 do 30% w zależności od czasu aktywacji. Intensywność procesu aktywacji antracytów wyrażona
ubytkiem masy karbonizatu odgazowanego rośnie ze wzrostem czasu aktywacji ze
średnią szybkością od 0,20%/min (antracyt swierdłowski) do 0,27%/min (antracyt
listwiański). Proces aktywacji badanych antracytów zachodzi wolno. Jednakowy
ubytek masy karbonizatów w wysokości 30% uzyskano po 120 min z antracytów
AL, AC i AA, natomiast z AS po 150 min.
Zarówno liczba adsorpcji jodu, jak i liczba metylenowa produktów aktywacji
zwiększa się ze wzrostem ubytku masy, co świadczy o wzroście ilości porów dostępnych dla cząsteczek jodu (powyżej 0,8 nm) i błękitu metylenowego (powyżej
1,4 nm).
144
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
AS
AL.
AC
AA
LJ, mg I2/g
1200
900
600
300
0
0
20
40
60
80
Xko, %
AS
AL.
AC
AA
12
LM, cm
3
9
6
3
0
0
20
40
60
80
Xko, %
Rys. 3. Wpływ ubytku masy Xko karbonizatów z antracytów na liczbę adsorpcji jodu LJ
oraz liczbę metylenową LM produktów aktywacji
W produktach aktywacji badanych antracytów o ubytku masy 30% nie występują submikropory (podobnie jak wykazano we wcześniejszych pracach [5, 6]).
Najlepiej rozwinięty jest w tych produktach układ szerszych mikroporów. Powierzchnia wewnętrzna tych porów wynosi odpowiednio: AAL - 576 m2/g, AAC 544 m2/g, AAA - 435 m2/g, a AAS - 310 m2/g. Układ mezoporów w badanych produktach aktywacji antracytów jest słabo rozwinięty (powierzchnia wewnętrzna mezoporów wynosi odpowiednio: 15,0, 14,2, 10,5 i 13,4 m2/g).
Oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów
145
a) metoda sorpcyjna
szerokość porów, nm
< 0,4
0,4 - 2
2-3
3-5
AAS
AAL.
5 - 10
10 - 50
3
Objętość porów, cm /g
0,25
0,2
0,15
0,1
0,05
0
AAC
AAA
b) metoda porozymetryczna
szerokość porów, nm
< 50
50 - 200
200 - 5000
5000 - 16000
0,1
3
V, cm /g
0,15
0,05
0
AAS
AAL.
AAC
AAA
Rys. 4. Rozkład objętości porów w produktach aktywacji antracytów w zależności od szerokości porów
2.3. Badanie skuteczności usuwania zanieczyszczeń z roztworów wodnych
Wpływ czasu wytrząsania na skuteczność oczyszczania roztworów czerwieni
Kongo, błękitu metylenowego, p-chlorofenolu i toluenu przez produkty aktywacji
karbonizatów z antracytów o ubytku masy ok. 30% przedstawiono na rysunku 5.
Wzrost czasu wytrząsania sorbentów z roztworami błękitu metylenowego,
czerwieni Kongo, toluenu i p-chlorofenolu powoduje wzrost skuteczności oczyszczania roztworów aż do osiągnięcia stanu równowagi. Czas równowagowy dla badanych sorbentów w przypadku usuwania z roztworu toluenu i p-chlorofenolu wy-
146
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
nosił 1 h, dla błękitu metylenowego 96 h, a dla czerwieni Kongo 120 h (z wyjątkiem próbki AAC, dla której czas równowagowy wynosił 24 h). Czas równowagowy to czas potrzebny do osiągnięcia maksymalnej adsorpcji zanieczyszczenia na
powierzchni adsorbentu, powyżej którego adsorpcja nie zmienia się (pozostaje stała).
Produkty aktywacji antracytów najszybciej i najskuteczniej oczyszczały roztwory wodne toluenu i p-chlorofenolu. Z bardzo dobrą skutecznością (95÷97%)
oczyszczały one roztwór wodny toluenu o stężeniu 500 mg/l (bliskim nasycenia)
oraz z równie wysoką skutecznością (6478%) roztwór p-chlorofenolu o takim
samym stężeniu. Skuteczność oczyszczania roztworu PCP była jednak niższa niż
toluenu. Obie te cząsteczki posiadają podobne wymiary, ale w adsorpcji słabo
kwaśnego PCP biorą udział grupy tlenowe o charakterze zasadowym [6]. Świadczy
to, że nie na wszystkich centrach aktywnych, na których zachodzi adsorpcja toluenu obecne są grupy tlenowe o charakterze zasadowym.
Najdłużej ustalała się równowaga przy adsorpcji czerwieni Kongo. Wynika to
z faktu, że cząsteczki CK mają największe wymiary z badanych zanieczyszczeń
oraz dobrą rozpuszczalność w wodzie. Jedynie produkt aktywacji antracytu chińskiego o ubytku masy 30% o największej objętości makroporów (rys. 4) bardzo
szybko, bo już po 24 h, oczyszczał roztwór czerwieni Kongo o stężeniu 100 mg/l
prawie w 100%. Najsłabiej oczyszczał roztwór CK (o stężeniu 50 mg/l) produkt
aktywacji antracytu listwiańskiego, mimo iż miał podobną objętość mezoporów jak
AAC. W pierwszym okresie do 76 h skuteczność oczyszczania roztworu czerwieni
Kongo przez produkt aktywacji AAL była niska - ok. 14%, po czym rosła do 73%
dla 150 h kontaktu. Świadczy to, iż pory odpowiedzialne za adsorpcję cząsteczek
czerwieni Kongo w tym produkcie aktywacji są najtrudniej dostępne. Produkty aktywacji antracytu swierdłowskiego i angielskiego lepiej i szybciej od AAL, ale
wolniej od AAC oczyszczały roztwór czerwieni Kongo.
Roztwór błękitu metylenowego o stężeniu 500 mg/l najlepiej, bo w 76%
oczyszczał węgiel aktywny z antracytu chińskiego (objętość szerszych mikroporów
i mezoporów - 0,233 cm3/g), a najsłabiej, bo zaledwie w 40%, węgiel aktywny
z antracytu swierdłowskiego o najniższej objętości tych porów (0,15 cm3/g).
Wpływ czasu aktywacji antracytów parą wodną na skuteczność oczyszczania
badanych roztworów przez produkty aktywacji antracytów przedstawiono na rysunku 6.
W miarę wzrostu czasu aktywacji rośnie skuteczność usuwania z roztworów
wszystkich zanieczyszczeń przez otrzymane produkty aktywacji. Karbonizaty skutecznie usuwają z roztworów wodnych jedynie toluen. Toluen jest również najlepiej usuwanym zanieczyszczeniem przez wszystkie produkty aktywacji (skuteczność oczyszczania wynosi od 90 do 99%). Błękit metylenowy był lepiej usuwanym
barwnikiem niż czerwień Kongo. Prawdopodobnie w badanych produktach aktywacji było dużo porów o rozmiarach 1,42,3 nm, dostępnych dla błękitu metylenowego, a niedostępnych dla czerwieni Kongo.
Oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów
Rys. 5. Wpływ czasu wytrząsania (t) na skuteczność usuwania Ad z roztworów czerwieni
Kongo (CR), błękitu metylenowego (BM), toluenu (T) i p-chlorofenolu (PCP)
przez produkty aktywacji o ubytku masy 30%
147
148
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
Rys. 6. Wpływ czasu aktywacji (t) na skuteczność usuwania zanieczyszczeń z roztworów
Ad przez produkty aktywacji o ubytku masy 30%
Oczyszczanie roztworów wodnych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów
149
Produkty aktywacji badanych antracytów o ubytku masy ok. 3050% przy czasie równowagowym bardzo dobrze (w podobnym stopniu) oczyszczały roztwór
czerwieni Kongo, p-chlorofenolu i toluenu (z wyjątkiem produktów aktywacji
antracytu swierdłowskiego).
Błękit metylenowy najlepiej usuwają z roztworu produkty aktywacji otrzymane
przy najdłuższych czasach aktywacji. Próbki AAL 240, AAC 240 i AAA 225,
o ubytku masy odpowiednio 67, 51 i 55%, oczyszczały badany roztwór praktycznie w 100%.
Efektywność usuwania zanieczyszczeń przez produkty aktywacji antracytów
rośnie w kierunku: czerwień Kongo > błękit metylenowy > p-chlorofenol > toluen.
WNIOSKI
1. Przeprowadzone badania potwierdziły, że produkty aktywacji antracytów
można wykorzystywać jako adsorbenty w oczyszczaniu wód i ścieków.
2. Proces aktywacji parą wodną karbonizatów z antracytów spowodował rozbudowanie struktury porowatej karbonizatów, wzrost liczby adsorpcji jodu
i wzrost liczby metylenowej. Skuteczność oczyszczania badanych ścieków
modelowych przez produkty aktywacji karbonizatów z antracytów również rosła wraz ze wzrostem czasu aktywacji.
3. Najlepiej usuwanym zanieczyszczeniem z wody przez otrzymane produkty
aktywacji był toluen (skuteczność oczyszczania roztworu toluenu wahała się
od 90,9 do 99,8% w zależności od czasu aktywacji karbonizatów).
Najsłabiej węgle aktywne z antracytów oczyszczały roztwory czerwieni Kongo. Najlepszymi adsorbentami tego barwnika były produkty aktywacji antracytu chińskiego.
Znacznie lepiej od czerwieni Kongo produkty aktywacji antracytów usuwały
błękit metylenowy. Skuteczność oczyszczania roztworu tego barwnika wahała
się od 29,3 do 100%, zależnie od czasu aktywacji. Najsłabiej błękit metylenowy adsorbowały produkty aktywacji antracytu swierdłowskiego, wykazującego
najniższe objętości szerszych mikroporów i mezoporów.
4. Podczas procesu aktywacji nie tylko rozwinęła się prawdopodobnie struktura
porowata karbonizatów z antracytów, ale powstały również na powierzchni
produktów aktywacji zasadowe grupy tlenowe, dzięki czemu p-chlorofenol,
który nie był usuwany przez karbonizaty, został efektywnie usunięty z roztworu przez produkty ich aktywacji. Najlepszymi sorbentami badanych zanieczyszczeń okazały się produkty aktywacji antracytu chińskiego i listwiańskiego (z wyjątkiem CK), a najsłabszymi produkty aktywacji antracytu
swierdłowskiego.
150
K. Bratek, W. Bratek, A. Jankowska, M. Kułażyński
LITERATURA
[1] Jankowska H., Świątkowski A., Choma J., Węgiel aktywny, WNT, Warszawa 1985.
[2] Buczek B., Czepirski L., Węgiel i perspektywy jego wykorzystania, Fundacja im.
W. Świętosławskiego, Gliwice 2000.
[3] Korta A., Własności sorpcyjne stałych produktów pirolizy i aktywacji węgli kamiennych,
Zeszyt Nauk. AGH 1988, Chemia z. 9.
[4] Sarbak Z., Adsorpcja i adsorbenty, WN, Poznań 2000.
[5] Jasieńko-Hałat M., Wpływ stopnia uwęglenia na kształtowanie się struktury kapilarnej
karbonizatów z węgli niespiekających, Przem. Chem. 2005, 84, 364.
[6] Wilson J., Active carbon from coals, Fuel 1981, 60, 823.
[7] Spencer D.H.T., Wilson J., Porosity studies on active carbons from anthracite, Fuel 1976, 55,
291.
[8] Jankowska A., Porous structure of steam activated chars from flame coal, orthocoking coal and
anthracite, preoxidized in different particie sizes, Proc. 8th Intern. Conf. Coal Science, Elsevier,
Oviedo, Spain 1995, 1137.
[9] Watras M., Butuzova L., Grigorieva E.N., Grigoriev F.N., Broniek E., Kaczmarczyk J., Albiniak
A., Jasieńko-Hałat M., Jankowska A., Activated carbons derived from anthracites of various
metamorphism degree, Proc. 10th Conf. Environment and Mineral Processing, Ostrava, 2224.06.2006, Part III, 229.
[10] Parra J.B., Sousa J.C., Pis J.J., Pajares J.A., Bansal R.C., Effect of gasification on the porous
characteristics of activated carbons from a semianthracite, Carbon 1995, 33, 801.
[11] Maroto-Valer M.M., Tang Z., Zhang Y., CO2 capture by activated and impregnated anthracites,
Fuel Processing Technology 2005, 86, 1487.
[12] Bratek K., Bratek W., Gerus-Piasecka I., Jasieńko S., Wilk P., Properties and structure of
different rank anthracites, Fuel 2002, 81, 97.
[13] Skoczkowski K., Technologia produkcji wyrobów węglowo-grafitowych, Śląskie WT, Katowice
1995.
[14] Andersen J.M., Burgess C.E., Pappano P.P., Schubert H.H., New directions for non-fuel uses of
anthracites, Fuel Processing Technology 2004, 85, 1373.
[15] Norma PN-G-97002:1982, Węgiel kamienny - typy.
WATER TREATMENT BY SORBENTS OBTAINED FROM ANTHRACITES
Possibility of obtaining of sorbents with a good sorption capacity from different
rank anthracites has been investigated. The chars and activation products were obtained from the anthracites in a rotary reactor. Activation process of anthracites chars
was carried out by water vapour at 900°C and at activation time 60240 min. It was
found, that the sorbents obtained from anthracites (with the weight loss of 3050%)
have mainly microporous structure and show the best sorption capacity for pchlorophenol, toluene, methylene blue and Congo red. The best sorption capacity had
the sorbents obtained from char of china anthracite and the weakest sorbents from
Svierdlovsk anthracite.
KEYWORDS: anthracites, carbonization, steam activation, adsorbents, properties,
water treatment