一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭及其制备方法和应用与流程

本发明属于活性炭制备，具体涉及一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭及其制备方法和应用。

背景技术：

1、活性炭是一种多孔吸附剂，广泛应用于石油、化工、食品、医药、轻工、环保、国防领域等。制造活性炭的原料多种多样，常用的包括木料、煤炭、果壳、废旧轮胎等。

2、制药厂使用后的饱和粉末活性炭（以下简称饱和粉末活性炭）是制药产业过程中危险废物，一般为湿料，长期堆置不处理极易对环境造成极大污染。因为饱和活性炭中含有大量的抗生素等无法填埋及堆放，现有的饱和粉末活性炭的处理方法只有焚烧，但饱和粉末活性炭的热值低，很难燃烧，是一种未被充分利用的危废资源，具有广阔的开发前景，因此实现饱和粉末活性炭的资源再利用和无害化处理不仅能够实现对环境的保护，也能提高资源的利用率。

3、硫氰酸红霉素结晶母液沉淀物（以下简称硫红母液渣）是生产硫氰酸红霉素生产过程中，由反应母液结晶出硫氰酸红霉素后母液中产生的沉淀物；是生产硫氰酸红霉素的中间产物。硫红母液渣是一种富含难降解有机物和生物毒性物质的粘稠物及化学合成废产物。硫红母液渣中含有来自发酵残余营养物的高化学需氧量即高cod、高氨氮和高悬浮物即高ss；存在生物抑制性物质，如残留红霉素及其中间代谢产物、scn-、高浓度硫酸盐、表面活性剂(破乳剂、消沫剂等)和提取分离中残留的高浓度酸、碱、有机溶剂等。目前硫红母液渣的处理方法仅为焚烧，由于热值低，只能和煤炭混合燃烧。是一种未被充分利用的危废资源，具有广阔的开发前景，因此实现硫红母液渣的资源再利用和无害化处理不仅能够实现对环境的保护，也能提高资源的利用率。

技术实现思路

1、本发明为了解决目前制药厂对于使用后的饱和粉末活性炭以及硫红母液渣难以进行再利用与无害化处理，提供了一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭及其制备方法和应用。可实现制药厂吸附饱和粉末活性炭和硫红母液渣的再利用和无害化处理。柱状活性炭的生产过程中的高温可以对饱和粉末活性炭和硫红母液渣中的抗生素和残余营养物等有害物质进行高温分解，分解后烟气进行焚烧处理。

2、本发明由如下技术方案实现的：一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，制药厂危废资源吸附饱和粉末活性炭烘干后按照质量比为1:1加入磷酸，然后在料仓中困料24h，使磷酸与饱和粉末活性炭充分反应；继续烘干饱和粉末活性炭，在干燥的饱和粉末活性炭中加入硫氰酸红霉素结晶母液沉淀物即硫红母液渣、粘结剂、改性沥青，然后制成条状，烘干至含水量为≤6%，然后依次760℃炭化60min，860℃通水蒸汽活化120min，冷却后即为柱状活性炭；其中饱和粉末活性炭、硫红母液渣、改性沥青和粘结剂的质量分数为61-76%、0-15%、19%、5%。

3、具体制备方法为：

4、（1）饱和粉末活性炭前处理：在双轴式烘干机中160℃烘干饱和粉末活性炭30min，使饱和粉末活性炭中的水分蒸发干后备用；

5、（2）加酸：在滚筒搅拌机中将烘干的饱和粉末活性炭中按比例加入磷酸，使磷酸充分融合进饱和粉末活性炭；

6、（3）困料：不锈钢料仓中困料24h，使磷酸与饱和粉末活性炭充分反应；

7、（4）烘干：在双轴烘干机中160℃烘干40min，使浸泡磷酸的饱和粉末活性炭中的水分蒸发；

8、（5）成型：烘干的饱和粉末活性炭中按比例加入硫红母液渣、粘结剂和改性沥青，用捏合机捏合成膏状，液压机压制成条状；

9、（6）炭化：用蒸汽烘干机将压制成的条状物料烘干至含水量≤6%，然后送入外热式炭化炉中760℃炭化60min；

10、（7）活化：炭化完成后送入活化炉中860℃通水蒸汽活化120min，卸出活化料；

11、（8）冷却：活化料自然冷却后即为柱状活性炭。

12、所述饱和粉末活性炭为脱色用后饱和粉末活性炭、溶媒用后饱和粉末活性炭、吸附苯乙酸后饱和粉末活性炭的混合物，以饱和粉末活性炭的质量为计算基准，脱色用后饱和粉末活性炭、溶媒用后饱和粉末活性炭、吸附苯乙酸后饱和粉末活性炭按照如下质量分数混合而成：69%、28%、3％。

13、所述粘结剂为淀粉、硼砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和丁二脂，以粘接剂的最终质量为计算基准，淀粉、硼砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和丁二脂的质量分数依次为68%、13%、3%、3%、13%。

14、进一步的，所述饱和粉末活性炭、硫红母液渣、改性沥青和粘结剂的质量分数为61%、15%、19%、5%。

15、自然冷却后筛分包装，柱状活性炭的直径为4mm。炭化、活化过程中的烟气高温焚烧后处理排放。

16、本发明还提供了一种柱状活性炭，利用所述方法制备而成。

17、本发明还提供了所述柱状活性炭在voc气体吸附中的应用。以及所述柱状活性炭在污水中cod的吸附中的应用。

18、本发明解决了现有制药厂使用后的饱和粉末活性炭和硫红母液渣无法资源再利用和无害化处理的问题，制作工艺简单，能够实现饱和活性炭和硫红母液渣危废的大批量处理，易于推广应用，同时所制备柱状活性炭的碘值650mg/g（采用gb/t7702.7-2008测定），灰份24%（采用gb/t7702.15-2008），耐磨强度95%（采用gb/t7702.3-2008），获得的柱状活性炭适用于voc气体的吸附，污水中cod的吸附。

技术特征：

1.一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：制药厂危废资源吸附饱和粉末活性炭烘干后按照质量比为1:1加入磷酸，然后在料仓中困料24h，使磷酸与饱和粉末活性炭充分反应；继续烘干饱和粉末活性炭，在干燥的饱和粉末活性炭中加入硫氰酸红霉素结晶母液沉淀物即硫红母液渣、粘结剂、改性沥青，然后制成条状，烘干至含水量为≤6%，然后依次760℃炭化60min，860℃通水蒸汽活化120min，冷却后即为柱状活性炭；其中饱和粉末活性炭、硫红母液渣、改性沥青和粘结剂的质量分数为61-76%、0-15%、19%、5%。

2.根据权利要求1所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：具体制备方法为：

3.根据权利要求1或2所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：所述饱和粉末活性炭为脱色用后饱和粉末活性炭、溶媒用后饱和粉末活性炭、吸附苯乙酸后饱和粉末活性炭的混合物，以饱和粉末活性炭的质量为计算基准，脱色用后饱和粉末活性炭、溶媒用后饱和粉末活性炭、吸附苯乙酸后饱和粉末活性炭按照如下质量分数混合而成：69%、28%、3％。

4.根据权利要求1或2所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：所述粘结剂为淀粉、硼砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和丁二脂，以粘接剂的最终质量为计算基准，淀粉、硼砂、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠和丁二脂的质量分数依次为68%、13%、3%、3%、13%。

5.根据权利要求1或2所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：所述饱和粉末活性炭、硫红母液渣、改性沥青和粘结剂的质量分数为61%、15%、19%、5%。

6.根据权利要求2所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：自然冷却后筛分包装，柱状活性炭的直径为4mm。

7.根据权利要求2所述的一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭的制备方法，其特征在于：所述炭化、活化过程中的烟气高温焚烧后处理排放。

8.一种柱状活性炭，利用权利要求1或2所述方法制备而成。

9.权利要求8所述柱状活性炭在voc气体吸附中的应用。

10.权利要求8所述柱状活性炭在污水中cod的吸附中的应用。

技术总结
本发明属活性炭制备技术领域，为解决目前制药厂对于使用后的饱和粉末活性炭以及硫红母液渣难以进行再利用与无害化处理，提供一种利用制药厂危废资源制备的柱状活性炭及其制备方法和应用。制药厂危废资源吸附饱和粉末活性炭烘干后加入磷酸，在料仓中困料24h，使磷酸与饱和粉末活性炭充分反应；继续烘干，在干燥的饱和粉末活性炭中加入硫红母液渣、粘结剂、改性沥青，制成条状，烘干，依次760℃炭化60min，860℃通水蒸汽活化120min，冷却后即为柱状活性炭。可实现制药厂吸附饱和粉末活性炭（以下简称饱和粉末活性炭）和硫红母液渣的再利用和无害化处理。所制备柱状活性炭适用于VOC气体的吸附，污水中COD的吸附。

技术研发人员：张利兵,冀彦俊,李屹飞,任海虹
受保护的技术使用者：山西顺福祥环保科技有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13