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骨炭(英语:Bone char,拉丁语:carbo animalis )是一种通过炭化动物骨骼产生的多孔黑色颗粒状材料。它的成分因制作方式而异;主要由 57-80% 的磷酸三钙(或羟基磷灰石)、6-10%的碳酸钙和7-10%的碳组成,用于过滤和脱色。
简介
骨炭是一种无定形碳 。难溶于水的白色块状,粒度大于5mm,富含磷钙等元素的物质。可作为陶瓷、药物、塑料等添加剂、也可作磨光剂、冶金脱模剂。我们日常生活中常见的骨瓷 ,就含有较多的骨炭成分。这种无定形碳,含7%~11%的碳、约80%的磷酸钙和其他无机盐 。由脱脂骨头在隔绝空气的条件下碳化制得。骨炭对有色有机物(色素)有较强的吸附能力,常被用作脱色剂、糖汁脱色净化剂、止泻剂和解毒剂 。[1]
生产
骨炭主要由牛骨和猪骨制成;然而,为了防止克雅二氏病( 一种变异的疯牛病)的传播,颅骨和脊柱不再使用。骨头在密封容器中加热至 700 °C (1,292 °F);在此过程中,氧气浓度必须保持在较低水平,因为它会影响产品的质量,尤其是其吸附能力。骨头中的大部分有机物质都被热量驱走,并且在历史上被收集为 Dippel 油; 那些没有被驱走的东西仍然作为最终产品中的活性炭。在富氧气氛中加热骨头会产生骨灰,这在化学上是完全不同的。
用过的骨炭可以通过用热水洗涤以去除杂质来再生,然后在带有受控空气量的窑中加热至 500 °C (932 °F)。
水处理
骨炭中的磷酸三钙可用于去除水中的氟化物和金属离子,使其可用于处理饮用水。骨炭是已知最古老的水除氟剂,从 1940 年代到 1960 年代在美国广泛使用。由于它可以廉价地在当地生产,因此它仍然在某些发展中国家使用,例如坦尚尼亚。骨炭的表面积通常比活性炭低,但对某些金属具有很高的吸附能力,尤其是第 12 族金属(铜、锌和镉)。其他剧毒金属离子,如砷和铅也可以去除。在坦桑尼亚使用纳滤技术展示了在水净化中使用骨炭的实际例子。
糖精炼
从历史上看,骨炭经常在糖精炼中用作脱色和去灰剂,特别是在蔗糖中,因为它含有更多的有色杂质。骨炭具有低脱色能力,必须大量使用,然而,它也能够去除各种无机杂质,最重要的是硫酸盐和镁和钙离子。去除这些是有益的,因为当糖溶液被浓缩时,它会降低精炼过程后期的结垢水平。骨炭的现代替代品包括活性炭和离子交换树脂。
黑色颜料
骨炭因其颜色深、著色力强,也被用作艺术家油漆、版画、书法和绘画墨水以及其他艺术应用的黑色颜料。骨黑和象牙黑是艺术家的颜料,自古以来就一直在使用——既有像伦勃朗和委拉斯开兹这样的老大师,也有像马奈和毕加索这样的现代画家。马奈的《杜乐丽宫的音乐》中绅士们的黑色连衣裙和高帽被涂成像牙黑色。
象牙黑以前是通过在油中研磨烧焦的象牙制成的。如今,象牙黑被认为是骨黑的代名词。实际象牙已不再使用,原因是价格昂贵,而且作为象牙天然来源的动物作为濒危物种受到国际管制。
利基用途
在凡士林生产中用于提炼原油。在 18 和 19 世纪,战场上的士兵使用骨炭与牛油或蜡(或两者)混合来浸渍军用皮革设备,既可以延长其使用寿命,也可以作为获取黑色皮革制品颜料的最简单方法。军队和平民将其用作鞋油和防腐剂,包括在“粗糙”面朝外的鞋子上。在周期参考资料中,它被称为“黑球”。 欧空局-美国NASA太阳轨道器卫星使用一种精致的骨炭,用于钛隔热罩。这可以保护它免受太阳的眩光和热量的影响。该涂层由爱尔兰公司 Enbio 开发并使用其“CoBlast”技术,该技术最初开发用于涂覆钛医疗植入物。
活性炭原料
骨炭又可作为活性炭的原料,根据制活性炭原料的不同,活性炭可分为:木质炭、煤质炭、骨炭、载银活性炭,通过物理吸附可去除水中的有机物、胶体等,通过化学反应及催化作用物理及吸附可去除水中的余氯、氯胺等等。 木质炭分为木炭(由木屑为原料制成)、竹炭(由竹为原料制成)、果壳炭(由核桃壳或杏核为原料制成)、椰壳炭(由椰子壳为原料制成),净水器中常用的是椰壳炭或果壳炭;煤质炭由无烟煤制成;骨炭由动物骨头制成;载银活性炭一般以果壳活性炭为原料,以特殊工艺使之载银,含银量常为0.1~0.3%,它在水中会缓慢释放出银离子(Ag+),而银离子有杀菌作用,因此载银活性炭除了普通活性炭的吸附功能外,还具有抑制细菌繁殖的功能。[2]
参考资料
- ↑ 骨炭晓茵万事通
- ↑ 活性炭的作用介绍 活性炭的分类有哪些每日头条