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骨炭(英語:Bone char,拉丁語:carbo animalis )是一種通過炭化動物骨骼產生的多孔黑色顆粒狀材料。它的成分因製作方式而異;主要由 57-80% 的磷酸三鈣(或羥基磷灰石)、6-10%的碳酸鈣和7-10%的碳組成,用於過濾和脫色。
簡介
骨炭是一種無定形碳 。難溶於水的白色塊狀,粒度大於5mm,富含磷鈣等元素的物質。可作為陶瓷、藥物、塑料等添加劑、也可作磨光劑、冶金脫模劑。我們日常生活中常見的骨瓷 ,就含有較多的骨炭成分。這種無定形碳,含7%~11%的碳、約80%的磷酸鈣和其他無機鹽 。由脫脂骨頭在隔絕空氣的條件下碳化製得。骨炭對有色有機物(色素)有較強的吸附能力,常被用作脫色劑、糖汁脫色凈化劑、止瀉劑和解毒劑 。[1]
生產
骨炭主要由牛骨和豬骨製成;然而,為了防止克雅二氏病( 一種變異的瘋牛病)的傳播,顱骨和脊柱不再使用。骨頭在密封容器中加熱至 700 °C (1,292 °F);在此過程中,氧氣濃度必須保持在較低水平,因為它會影響產品的質量,尤其是其吸附能力。骨頭中的大部分有機物質都被熱量驅走,並且在歷史上被收集為 Dippel 油; 那些沒有被驅走的東西仍然作為最終產品中的活性炭。在富氧氣氛中加熱骨頭會產生骨灰,這在化學上是完全不同的。
用過的骨炭可以通過用熱水洗滌以去除雜質來再生,然後在帶有受控空氣量的窯中加熱至 500 °C (932 °F)。
水處理
骨炭中的磷酸三鈣可用於去除水中的氟化物和金屬離子,使其可用於處理飲用水。骨炭是已知最古老的水除氟劑,從 1940 年代到 1960 年代在美國廣泛使用。由於它可以廉價地在當地生產,因此它仍然在某些發展中國家使用,例如坦尚尼亞。骨炭的表面積通常比活性炭低,但對某些金屬具有很高的吸附能力,尤其是第 12 族金屬(銅、鋅和鎘)。其他劇毒金屬離子,如砷和鉛也可以去除。在坦桑尼亞使用納濾技術展示了在水淨化中使用骨炭的實際例子。
糖精煉
從歷史上看,骨炭經常在糖精煉中用作脫色和去灰劑,特別是在蔗糖中,因為它含有更多的有色雜質。骨炭具有低脫色能力,必須大量使用,然而,它也能夠去除各種無機雜質,最重要的是硫酸鹽和鎂和鈣離子。去除這些是有益的,因為當糖溶液被濃縮時,它會降低精煉過程後期的結垢水平。骨炭的現代替代品包括活性炭和離子交換樹脂。
黑色顏料
骨炭因其顏色深、著色力強,也被用作藝術家油漆、版畫、書法和繪畫墨水以及其他藝術應用的黑色顏料。骨黑和象牙黑是藝術家的顏料,自古以來就一直在使用——既有像倫勃朗和委拉斯開茲這樣的老大師,也有像馬奈和畢加索這樣的現代畫家。馬奈的《杜樂麗宮的音樂》中紳士們的黑色連衣裙和高帽被塗成像牙黑色。
象牙黑以前是通過在油中研磨燒焦的象牙製成的。如今,象牙黑被認為是骨黑的代名詞。實際象牙已不再使用,原因是價格昂貴,而且作為象牙天然來源的動物作為瀕危物種受到國際管制。
利基用途
在凡士林生產中用於提煉原油。在 18 和 19 世紀,戰場上的士兵使用骨炭與牛油或蠟(或兩者)混合來浸漬軍用皮革設備,既可以延長其使用壽命,也可以作為獲取黑色皮革製品顏料的最簡單方法。軍隊和平民將其用作鞋油和防腐劑,包括在「粗糙」面朝外的鞋子上。在周期參考資料中,它被稱為「黑球」。 歐空局-美國NASA太陽軌道器衛星使用一種精緻的骨炭,用於鈦隔熱罩。這可以保護它免受太陽的眩光和熱量的影響。該塗層由愛爾蘭公司 Enbio 開發並使用其「CoBlast」技術,該技術最初開髮用於塗覆鈦醫療植入物。
活性炭原料
骨炭又可作為活性炭的原料,根據製活性炭原料的不同,活性炭可分為:木質炭、煤質炭、骨炭、載銀活性炭,通過物理吸附可去除水中的有機物、膠體等,通過化學反應及催化作用物理及吸附可去除水中的余氯、氯胺等等。 木質炭分為木炭(由木屑為原料製成)、竹炭(由竹為原料製成)、果殼炭(由核桃殼或杏核為原料製成)、椰殼炭(由椰子殼為原料製成),淨水器中常用的是椰殼炭或果殼炭;煤質炭由無煙煤製成;骨炭由動物骨頭製成;載銀活性炭一般以果殼活性炭為原料,以特殊工藝使之載銀,含銀量常為0.1~0.3%,它在水中會緩慢釋放出銀離子(Ag+),而銀離子有殺菌作用,因此載銀活性炭除了普通活性炭的吸附功能外,還具有抑制細菌繁殖的功能。[2]
參考資料
- ↑ 骨炭曉茵萬事通
- ↑ 活性炭的作用介紹 活性炭的分類有哪些每日頭條