活性炭产品标准检测标准_欧盟标准介绍.docx

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 100013）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：tq424.1文献标识码：a文章编号：1006- 6772(2007)01- 0028- 04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 en 12915 - 1:2003 和 en12902:1999。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 0.75 倍的试验筛。(3) 可湿润性: 可湿润性应大于 99%（m/m） (4) 散装密度:散装密度应大于或等于 180kg/m3(5) 机械强度:球盘强度应大于 75%。注 4：某些特定的用途需要低强度的产品。1.2 化学性质(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) 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。1产品标准1.1 物理性质(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（d10）：允许差是5%； 均匀系数（u）：应小于 2.1； 最小径（d1）：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15%（m/m）并且低于下限部分不应超过 5%。收稿日期: 2006- 07- 25作者简介: 王岭(1959 - )，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。28洁净煤技术2007 年第 13 卷第 1 期全国中文核心期刊 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 主要杂质和副产品碳酸氢钠到 1l 水中。氯化钙（2 水）：0.03mol/l，溶解 4.411g 氯化 钙到 1l 水中。硫酸镁（7 水）：0.02mol/l，溶解 4.929g 硫酸 镁到 1l 水中。萃取水：取上述 3 种溶液各 10.0ml 配成1l 水，测量 ph，如果必要，调整 ph 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：nahco3:0.5mmol/l;cacl2:0.3mmol/l;mgso4:0.2mmol/l。 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(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5cm，高至少 50cm。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202。放 一 床 层 体 积 的 萃 取 水 在 玻 璃 柱 内 保 留30min，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 30cm（约 600ml），加入一 床层体积的自来水，保留至少 151h，使样品润 湿。用自来水反洗，流速使样品应产生 255%的 膨胀。冲洗时间 305min。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 10min，排掉淋洗水。加入一床层体积的萃取水，使保留 302min， 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。a 多环芳香烃是可检测到的下列物质浓度的总和：fluo-ranthene（c16h10），benzo (b)fluoranthene（c20h12）,benzo（k）fluoran-thene （c20h12）, benzo （a）pyrene （c20h12）,（c22h12）,indeno（1，2，3- cd）pyrene（c22h12）。benzo（ghi）perylene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。(2)试剂所有试剂应是分析纯的，水应是附合 en iso3696 标准的 2 级纯水。碳酸氢钠 （无水）：0.05mol/l，溶解 4.201g活性炭产品标准检测标准欧盟标准介绍29物质在萃取水中物质的限度(g/l)砷（as）最大10镉（cd） 最大 0.5 铬（cr）最大 5 汞（hg）最大 0.3 镍（ni）最大15 铅（pb） 最大 5 锑（sb）最大 3 硒（se）最大 3 氰化物（cn） 最大 5 多环芳香烃 a 最大0.02元素单位数值钠（na）mg/l11.5钙（ca） mg/l12.0 镁（mg）mg/l 5.0 碳酸氢根（hco3） mg/l30.5 氯（cl） mg/l21.0 硫酸根（so4）mg/l 19.0ph7.5杂质限度%（m/m）a灰分最大15水分 （b 在包装时）c最大5水溶物最大3锌最大0.02转 化 利 用表 4 对水萃取有毒物质的分析方法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 en iso3696 标准的 2 级水要求。盐酸，浓的，=1.18g/ml。盐酸，5mol/l，稀释 442ml 浓盐酸到 1l。锌标准溶液，含锌 1.000g/l。溶解 1.000g 粒 状的锌在 20ml 的 5mol/l 的盐酸中，稀释到 1l。锌标准溶液，含锌 100mg/l。稀释上述溶液100ml 到 1l。 (3) 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 250ml 平底烧瓶和 300mm 长 冷凝管组成，之间用磨口连接。 过 滤 装 置 由 75mm 直 径 的 布 氏 漏 斗 和500ml 接收瓶组成。滤纸，无灰的，70mm 直径。烘干箱，能加热到 1505。干燥器。分析天平，感量0.1mg。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0.2mg/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0.1mm。将样品在 150下干燥到恒重。称量 10g 样品，称准到 0.001g，放入到烧瓶中。加 100ml 水 并混合。加入 10ml 的浓盐酸，混合内容物并连接 到回流装置上,回流 1h。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25ml 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 250ml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结果表达水萃取有毒物质的含量以每升毫克表达，x1=c1- c0 其中： c0是空白溶液中水萃取的有毒物质，mg/l； c1是滤出溶液中水萃取的有毒物质，mg/l。（5）粉炭程序试验应用制造商提供的样品，环境温度应为202。注 6：本程序给出的是制取 1l 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 10.01l 的萃取水，搅拌 241h，用分离过 滤，收集滤液用于分析，此为空白溶液。在 150中干燥粉炭到恒重，称量 10 0.01g 的干粉活性炭倒入 2l 的烧杯中并加入 1l 的萃 取水，搅拌混合物 241h。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 100 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 mg/kg（干基产品） 来表达。以下式表达：x2= (c1- c0)/m1c0是空白溶液中水萃取有毒物质的浓度，mg/l; c1滤出物中水萃取有毒物质的浓度，mg/l ;m1活性炭样品的质量，g。30洁净煤技术2007 年第 13 卷第 1 期元素分析方法锑iso11885砷en26595镉iso8288,method c铬iso9174铅iso8288,method c汞en 1483镍ios8288,method c硒iso9965 氰化物 iso6703- 1 多环芳香烃en12902 clause 7转 化 利 用全国中文核心期刊 矿业类核心期刊 c a j-c d 规范执行优秀期刊同样量的试剂。准备标准溶液：对一系列的 50ml 容量 瓶 分别加入 0.0ml，0.2ml,0.3ml,0.4ml,和 0.5ml 的标 准锌溶液（100mg/l），加 2ml 浓盐酸，用水稀释到刻 度并混合。这 一 标 准 溶 液 含 锌 量 为 0mg/l，0.2mg/l，0.4mg/l，0.6mg/l，0.8mg/l，1.0mg/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 214nm 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=（c2- c1）/(m040)式中 m0样品的质量，g；c1空白溶液锌的浓度，mg/l；c2试验液中锌的浓度，mg/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 en iso3696 标准的 3 级水要求。稀硫酸，（1+1）;氢氟酸，40%（m/m）,=1.13g/ml。 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 90025和 100025。含 p2o5 的干燥器烘箱，能加热到 1052。（4）样品制备在 105 2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 2g（称准到 1mg）活性炭样品，放到去皮 的铂灰皿中，在马弗炉中 100025下灼烧到恒 重 m1 并在干燥器中放冷到室温。加入大约 1ml 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 900 25下加热 15min。从马弗炉中取出，冷却在干燥器中 并称重，m2。在铂灰皿的残渣上加入 5ml 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 2ml 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 90025中的马弗炉中灼烧 15min。从马弗炉中取出灰皿，在干 燥器中冷却并称量重量，m3。（6）结果表达硅含量的表达用下面的方程：（m2- m3）x =100%4m1式中：m1灼烧残渣的质量，g。 m2硫酸灼烧处理后的质量，g。 m3氢氟酸灼烧处理后的质量，g。intr oduction of active car bonpr oduction cr iter iondetection cr iter ion eu cr iter ionwang ling, li shu- rong, zhang wen- hui(engineering dep