活性炭产品标准检测标准——欧盟标准介绍.pdf

活性炭产 品标准检 测标准 欧盟标准介 绍 王岭 李书荣 张文辉 煤炭科学研究总院煤化工分院 工程所 北京1 0 0 0 1 3 摘要 介 绍 了中国活性炭进入 欧盟 市场所须遵循 的产 品标 准和部分检 测标 准 关键词 活性炭 标准 检测 中图分类号 T Q 4 2 4 1 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 6 6 7 7 2 2 0 0 7 0 1 一 o o 2 8 一 o 4 近几年 欧盟在中国采购的活性炭数量逐年 增多 为使中国活性炭更好的进入欧盟市场 少 出麻烦 中国活性炭生产厂家和外贸公司有必要 更多的了解一些欧盟对活性炭产品的要求和活 性炭的检测方法 笔者是基于此 目的编写的 参 考的原标准是欧盟标准 E N 1 2 9 1 5 1 2 O 0 3和 E N 1 2 9 0 2 1 9 9 9 1 产品标准 1 1 物理性质 f 1 1 外观 商业产品活性炭应是黑色的 不规则粒状的 或是成型的粒状的 如均匀的园柱体或是球形的 颗粒体 2 粒度分布 概要 粒度分布取决于样品的取样点 粒 度分布应在生产商声称的范围内 注 1 不同的应用需要不同的粒度范围 注 2 在运输和使用过程中 粒度会降低 不规则产品的粒度 粒度分布可用下面 2 种方式中的一种描述 A 有效径 允许差是 5 均匀系数 应小于 2 1 最小径 d 允许差是 5 或 B 根据应用可用粒度范围和质量百分比 描述 超过上 限部 分和低于下 限部 分不应超过 1 5 m m 并且低于下限部分不应超过 5 注 3 对特定的应用 可以规定其它值 成型产品的粒度 不应有多于 3 m m 的产品通过筛孔孔径是园柱形炭公称直径 0 7 5 倍的试验筛 3 1 可湿润性 可湿润性应大于 9 9 m m 4 散装密度 散装密度应大于或等于 1 8 0 k g m 5 机械强度 球盘强度应大于 7 5 注 4 某些特定的用途需要低强度的产品 1 2 化学性质 f 1 概要 活性炭是用含碳类原料通过受控氧化 如用 水蒸汽或化学试剂 而生产出来的 这些原料包 括椰壳 木头 坚果壳或煤 生产商应标明生产活 性炭所用 的原料 活性炭的高的内部孔隙使其具有了吸附性 能 而内部孔隙取决于原料和制造过程 它可能 具有酸或碱的性质 它是具有催化性的还原剂 活性炭能同氧反应生成二氧化碳 活性炭产品的 炭含量 不影响它的吸附性能 2 1 纯度标准 对处理人用饮用水的活性炭 欧洲标准规 定 了新活性炭最低的纯度要求 标准规定了存在 于活性炭中的杂质的限量 活性炭也可能存在其 它的杂质 这取决于活性炭的制作过程和原料 如果是这样 生产商应告知用户 必要时应告知 有关专家 收稿 日期 2 0 0 6 0 7 2 5 作者简介 王岭1 1 9 5 9 一 男 河南清丰人 高级工程师 现在煤炭科学研究总院煤化工分院工作 洁净煤技术 2 0 0 7 年第 1 3 卷第 1 期 维普资讯 标准中给出了杂质和水可萃取量的限度 这 些物质在现在的生产过程和原料中都是大量存 在的 如果改变了生产过程或原料导致了大量的 其它杂质或是副产品的存在 应通知用户 杂质和主要副产品 产品应满足表 1 的规定 表 1 主要杂质和副产品 A除水之外 都是以干基表达 B对特定的用途可能需要水分高的或水分低的活性炭 c包装后的活性炭水分可能会增高 如在运输过程中 水萃取物质 产品的水萃取物质应满足表 2的要求 表 2 水萃取物质 A多环芳香烃是 可检测到的下列物质浓度 的总和 fl u o r a n t h e n e C g t l 0 b e n z o b fl u o r a n t h e n e C 如 Hl2 b e n z o k fl u o r a n t h e n e C 如 H l 2 b e n z o a p y r e n e C 如 Hl2 b e n z o g h i p e r y l e n e C 2 2 Hl2 i n d e n o 1 2 3 c d p y r e n e C Hl2 以上是欧盟标准中对产品活性炭的要求 当 然 在具体供货时还应以合同规定值为标准 2 检测标准 2 1 水可萃取有毒物质 1 原理 样 品活性炭与萃取水接触 排掉萃 取水并分析萃取水中的金属 氰化物和多环芳香 烃 对粉炭和粒状活性炭采用不同的操作程序 f 2 1 试剂 所有试剂应是分析纯的 水应是附合 E N I S O 3 6 9 6标准的 2 级纯水 碳酸氢钠 无水 0 0 5 m o l 1 溶解 4 2 0 1 g 活性 炭产 品标 准检测 标准 欧盟 标准 介绍 全国中文核心期刊矿业类核心期刊 C A J C D规范 执行优秀期刊 J l 碳酸氢钠到 1 L水中 氯化钙 2 水 0 0 3 m o l 1 溶解 4 4 1 1 g 氯化 钙到 1 L水中 硫酸镁 7水 0 0 2 m o l 1 溶解 4 9 2 9 g 硫酸 镁到 1 L水中 萃取水 取上述 3种溶液各 1 0 0 m l 配成 1 L水 测量 p H 如果必要 调整 p H到 7 5 0 2 通过加入稀盐酸或氢氧化钠溶液来调整 注 5 萃取水的组成如下 Na HC O3 O 5 mmo l 1 C a C l 2 0 3 mmo l 1 Mg S O 4 0 2 re too l 1 对应的近似的水的分析见表 3 表 3 对应的近似的水的分析 3 装置 常用的实验室装置和玻璃器皿及以下装置 对测试粒状活性炭 玻璃柱 直径至少 5 c m 高至少 5 0 c m 对测试粉状活性炭 烧结的过滤器 4 粒状活性炭 程序 试验应用制造商提供的样品 环境温度应为 2 0 2 o C 放一 床层体积 的萃取水在 玻璃柱 内保 留 3 0 m i n 收集水在玻璃瓶中留做分析 此为空白溶 液 准备测试 样品如下 放入 已知质量 的样品到 玻璃柱内 床层深至少 3 0 c m 约 6 0 0 m L 加入一 床层体积的自来水 保留至少 1 5 l h 使样品润 湿 用 自来水反洗 流速使样 品应产 生 2 5 5 的 膨胀 冲洗时间 3 0 5 m i n 排掉水 使水面与床层 顶部相平 淋洗样品 2次 每次用一床层体积的 萃取水 每次淋洗 1 0 m in 排掉淋洗水 加入一床层体积的萃取水 使保留 3 0 2 ra i n 排 水到 玻璃瓶 中 此 为滤 出水 按 表 4标 准分析 滤出水和空 白水 维普资讯 表 4 对水萃取有毒物质的分析方法 结果表达 水萃取有毒物质的含量以每升毫克表达 Xl Cl 其中 是空白溶液中水萃取的有毒物质 m e L c 是滤出溶液中水萃取的有毒物质 m g L 5 粉炭 程序 试验应用制造商提供的样品 环境温度应为 2 0 2 注 6 本程序给出的是制取 1 L的水 为完成 上表的分析物种 可能要制取更多的水样 可成 比例的增加炭的质量 取 1 0 0 1 L的萃取水 搅拌 2 4 1 h 用分离过 滤 收集滤液用于分析 此为空白溶液 在 1 5 0 C 中干燥粉炭到恒重 称量 1 0 0 0 1 g 的干粉活性炭倒入 2 L的烧杯中并加入 1 L的萃 取水 搅拌混合物 2 4 1 h 注 7 为获得有分析意义上的结果 大剂量的 粉炭用在试验上 这一剂量是超过处理饮用水剂 量的所需炭的 1 0 0 倍 转移溶液到分离漏斗并使其沉淀 过滤上层 的溶液用烧结的玻璃漏斗 收集滤出液于玻璃瓶 中供分析 此为滤出液 按表 4方法分析空白和滤出液 结果表达 水萃取有毒物质的含量以 m g k g 干基产品 来表达 以下式表达 X2 C l C o Ml 足 经 白 溶液中水萃取存萄 质的浓 度 m g L c 滤出物中水萃取有毒物质的浓度 m g L 尬 活性炭样品的质量 g 2 2 锌含量 1 概要 这一标准可用于测试粉状活性炭和粒状活 性炭 粉碎的活性炭用煮沸的盐酸萃取 萃取水 用原子吸收光谱测定锌的浓度 2 试剂 所有试剂应是分析纯的 水应符合 E N I S O 3 6 9 6标准的 2级水要求 盐酸 浓的 p 1 1 8 g m L o 盐酸 5 m o l L 稀释 4 4 2 m L 浓盐酸到 l L 锌标准溶液 含锌 1 0 0 0 g L o 溶解 1 0 0 0 g 粒 状的锌在 2 0 m l 的 5 m o l L 的盐酸中 稀释到 1 L 锌标准溶液 含锌 1 0 0 m g L 稀释上述溶液 1 0 0 m l 到 1 L 3 1 装置 普通的试验室装置和玻璃器皿及以下的装置 萃取装置 由2 5 0 m L 平底烧瓶和 3 0 0 ra m长 冷凝管组成 之间用磨口连接 过 滤装置 由 7 5 m m直径 的布 氏漏斗 和 5 0 0 m L 接收瓶组成 滤纸 无灰的 7 0 m m直径 烘干箱 能加热到 1 5 0 5 C 干燥器 分析天平 感量 0 1 m g 加热盘 原子吸收光谱仪 配有乙炔空气火焰和非 特定的吸收较正系统 光谱仪应能测定溶液中 0 2 m g L的锌 锌空阴极灯 4 程序 试验溶液 如果必要 研磨样 品到小 于 0 1 m m 将样品在 1 5 0 下干燥到恒重 称量 1 0 g 样品 称准到 0 0 0 1 g 放人到烧瓶中 加 1 0 0 m L 水 并混合 加入 1 0 m L 的浓盐酸 混合内容物并连接 到回流装置上 回流 1 h 如下准备过滤装置 用水润湿滤纸 放滤纸 在漏斗上 用温和的吸力获得无泄露的过滤 关 闭加热盘 用少量水淋洗冷凝管到烧瓶中 断开 冷凝管和烧瓶 转移炭浆到过滤器中 用 3份 2 5 m L 的水淋洗烧瓶 加入淋洗水到过滤器中 用 吸力排掉炭中的水 冷却过滤液到室温 定量转移滤液到 2 5 0 m L 容量瓶中 用水稀释到刻度并混合 空白试验 完成空白试验用同样的程序和 洁净煤技术 2 0 0 7年第 1 3 卷第 1 期 维普资讯 同样量的试剂 准备标准溶液 对一 系列的 5 0 m L容量瓶 分别加入 O O m L 0 2 m L 0 3 m L 0 4 m E 和 0 5 m L的标 准锌溶液 1 O O m g L 加 2 m L 浓盐酸 用水稀释到刻 度并混合 这 一 标 准 溶 液 含 锌 量 为 O m g L 0 2 m g L 0 4 mg L 0 6 mg L 0 8 mg L 1 O mg L 准备原子吸收光谱仪 安装锌空阴极灯到 原子吸收光谱仪上并预热仪器 根据仪器生产商 的说明书调整供 给灯的电流 灵敏度和狭缝宽 度 调整波长到 2 1 4 n m以获得最大的能量 点燃 火咀 根据仪器的性质 为获得最大的响应 调整 灯和火咀的位置 同样调整 乙炔和空气 的流量 光谱仪的测量 用非特定吸收较正设备 用水做参比溶液设定装置的吸收零点 注入每一 个标准溶液到火焰上 3 次并记录稳定的读数 每 一 次注入后用水洗涤设备 用每一个标准溶液的 3 个读数的平均值对应其浓度绘制工作曲线 注 入试验溶液到火焰上记录读数并用水洗涤装置 再重复后一过程 2次 用 3 次读数的平均值 再 由工作曲线确定锌的浓度 以同样的方法分析空 白溶液 5 结果表达 锌 的浓度 以 m m 表达 如下式 X3 C 2 一 c 1 m o X 4 0 式 中 m 样品的质量 g C l 空白溶液锌的浓度 m g L c 试验液中锌的浓度 m g L 2 3 硅含量 1 原理 样品活性炭被灼烧 然后在硫酸中消化 残 渣再被灼烧 再在氢氟酸 中消化 最后残渣被蒸 发到干并再次灼烧 2 试剂 所有试剂应是分析纯的 水应符合 E N I S O 全国中文核心期刊矿业类核心期刊 C A J CD规范 执行优秀期刊 J r 3 6 9 6标准的 3 级水要求 稀硫酸 1 1 氢氟酸 4 0 m m p 1 1 3 g m l 安全警告 处理氢氟酸应非常小心 3 装置 普通 的试验室装置和玻璃器皿及以下的装 置 铂灰皿 马弗炉 能加热到 9 0 0 2 5 C 和 1 0 0 0 2 5 含 P 2o 的干燥器 烘箱 能加热到 1 0 5 2 C 4 样品制备 在 1 0 5 2 o C下 干 燥 足够 质 量 的活性 炭 到 恒 重 在干燥器中放到室温 5 程 序 称量 2 g 称准到 l m g 活性炭样品 放到去皮 的铂灰皿中 在马弗炉中 1 0 0 0 2 5 下灼烧到恒 重 m 并在干燥器中放冷到室温 加入大约 l m L 硫酸 1 1 缓和加热直到冒 烟终止 然后继续在马弗炉中加热 在 9 0 0 2 5 o C 下加热 1 5 m i n 从马弗炉中取出 冷却在干燥器中 并称重 m 在铂灰皿的残渣上加入 5 m L 的氢氟酸 蒸发 到浆状 避免飞溅损失 冷却灰皿并用水洗涤边 壁 然后加入 2 m L 氢氟酸并蒸发到干 在加热盘 上加热残 渣直 到不再 冒烟 然后在 9 0 0 2 5 中的 马弗炉中灼烧 1 5 m i n 从马弗炉中取出灰皿 在干 燥器中冷却并称量重量 m 6 结果表达 硅含量的表达用下面的方程 二 1 0 0 m 1 式中 m 灼烧残渣的质 量 g 硫酸灼烧处理 后的质量 g m 氢氟酸灼烧处理后的质量 g I n t r o d u c t i o n o f Ac t i v e Ca r b o n P r o d u