국산 무연탄의 활성화
국내 추정 무연탄의 매장량은 약 900만톤으로 추산되고 있습니다. 다만 국내 무연탄은 회분이 20% ~ 50%까지 높아서 우수한 활성탄을 얻기 어렵다고 알려져 있습니다. 회분이 낮은 고탄은 은성탄이나 영월탄으로 한정되어 있기 때문에 고화분 국내 자원을 이용하기 위해선 좀더 정교하고 경제적인 부유선광 같은 탈회분 기술 개발이 시급합니다. 국내 영월 무연탄을 이용하여 700°C 에서 70분간 탄화시키고 950°C에서 210분간 활성화시켰을 때 최대의 미세공을 얻을 수 있었고 이때 세공용적은 0.51cm³/g, 비표면적 1008m²/g, 요오드 흡착력 903mg/g, 메틸렌블루 탈색력 150mL/g, 평균 세공 21Å을 얻을 수 있었습니다. 탄화 온도를 900°C 까지 올리고 탄화시간을 360분까지 상승하여도 변화가 미미하였으며 활성화 온도를 800°C로 낮추면 수율은 높았으나 요오드값이 감소하였습니다. 이미 중국 기업들을 비롯 한 많은 회사들이 염산 같은 산으로 세척하고 이어서 물로 씻어 약간의 무기불순물을 제거함으로써 저(low)회분 활성탄을 생산하고 있습 니다.호두 각, 과일씨 등 리그노 셀룰로스 타입의 원료의 경우에는 이 단순한 처리로 많은 응용이 가능하도록 1wt%까지 적게 회분을 감소 시킬 수 있습니다.
활성탄 제조 공정
앞서 언급한 바와 같이 활성탄의 표면화학적 성질이 흡착 공정에 중요한 역할을 하기 때문에 활성탄의 표면화학을 적당히 개질(改質)하기 위해 부가적인 처리를 실시합니다. 산소 표면그룹을 개질하기 위해서는 몇 가지 선택 사양이 있는데, 그 중 다음 두 가지가 매우 중요합니 다.
첫째, 공기, 질산, 과산화수소 등으로 산화시켜 산소그룹의 수를 증가시키는 것이고, 산화제의 선택은 주로 수율 감소와 도입하려는 산소그 룹의 종류를 고려해야 합니다.
둘째, 고온, He 분위기에서 열처리하거나 저온, 수소분위기에서 열처리하여 부분적으로 혹은 전체적으로 산소표면그룹을 제거합니다. 처 리 정도는 탄소표면에 남는 산소 그룹의 양과 종류에 달려있습니다. 활성탄의 또 다른 표면개질은 특히 염소와 브롬을 가지고 할로겐화 함으로써 생성될 수 있습니다. 이것은 일반으로 할로겐 - 탄소 표면구 조를 탄소 불포화 점(sites) 또는 화학흡착된 수소의 교환에 의해서 형성시키는 것이 가능합니다. 따라서 이런 화학종은 완전히 표면성질과 탄소의 표면반응을 개질할 수 있습니다. 따라서 야자각, 숯의 염소화에 의한 Cl-C 표면복합물은 탄소의 표면산성을 변하지는 않았지만 비 교적 낮은 상대압에서도 흡착량을 증가시킨다는 것이 확인되었습니다
야자각 분말 활성탄 일반적으로 국내에서는 야자각 Char를 수입하여 파쇄 활성탄을 제조할 때 선별기 하부에서 부산물로 발생된 활성탄을 미분쇄하여 분말 활 성탄을 제조합니다.
목질계 분말 활성탄 보통 원목 제재시 발생하는 톱밥이 주 원료이며 분말 활성탄 제조에는 아래 사진과 같이 가스 활성화와 약품 활성화 2가지 방법이 있으며 열 수증기를 이용한 가스 활성화법이 주류를 이루고 있습니다. 수증기를 이용한 가스 활성화 제조법은 특수 탄화 장치를 사용해 목재톱밥 을 건류화하여 얻어지는 소회가 주로 이용되고 있습니다. 현재 국내에서는 야자각 분말 활성탄은 제조하고 있지만 톱밥 등으로 탄화된 소 회와 분말 활성탄은 거의 제조되고 있지 않으며 대부분 수입되어 재가공하고 있는 실정입니다.
