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materiale contenente carbonio amorfo Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
Il carbone attivo è un materiale contenente principalmente carbonio amorfo e avente una struttura altamente porosa ed elevata area specifica (cioè elevata area superficiale per unità di volume).
| Carbone attivo | |
|---|---|
| |
| Caratteristiche generali | |
| Composizione | composto principalmente da carbonio amorfo |
| Aspetto | solido nero |
| Indicazioni di sicurezza | |
| Temperatura di autoignizione (K) | 723.15 °C |
Grazie all'elevata area specifica il carbone attivo è in grado di trattenere al suo interno molte molecole di altre sostanze, potendo accomodare queste molecole sulla sua estesa area superficiale interna;[1] in altre parole, il carbone attivo è un materiale che presenta elevate capacità adsorbenti grazie alla sua gerarchia interna.
Il carbone attivo è utilizzato nell'ambito della filtrazione sui carboni attivi, purificazione, deodorizzazione e decolorazione di fluidi.
Le proprietà depuranti del carbone erano conosciute già dall'antichità. Per esempio in India il carbone di legna veniva usato per potabilizzare l'acqua mentre in Egitto come assorbente medico e agente depurante.
In tempi recenti negli Stati Uniti il carbone attivo da cenere nera fu utilizzato in campo industriale come decolorante di liquidi (es. industrie tessili).
In campo potabile le prime applicazioni risalgono al 1800 in Inghilterra dove veniva utilizzato per rimuovere gli odori dall'acqua trattata.
Nel corso dei primi anni del 1900, si è dato inizio sia alla produzione industriale che alla relativa applicazione in ambito di depurazione industriale degli effluenti liquidi e gassosi.[2]
La produzione parte da materie prime ad elevato tenore di carbonio quali ad esempio legno, carbone, torba, gli involucri della noce di cocco.
Esistono due metodi di produzione del carbone attivo:
La resa dipende dal grado di attivazione: un alto grado di attivazione è associato ad una bassa resa, che può essere compresa tra il 20 e il 60%. La produzione di carbone attivo può essere fatta in forni rotativi, fornaci multiple, fornaci ad albero verticale o del tipo a letto fluido. I più usati sono i forni rotativi, adatti alla produzione di particelle di dimensioni che vanno dalla polvere al materiale granulare ai pellet cilindrici.
Il carbone attivo si trova in più forme:
La proprietà principale del carbone attivo è l'elevata superficie specifica (da 500 a 2500 m2/g), dovuta alla sua elevata porosità.
Un grammo di carbone attivo presenta una superficie equivalente a quella di un campo di calcio.
I pori si suddividono in:
Il potere di adsorbimento del carbone attivo viene valutato in base ad alcuni indici specifici come l'indice di benzene, l'indice di melassa (indicativo della capacità del carbone di adsorbire sostanze ad elevato peso molecolare), indice di iodio (indicativa della proprietà del carbone di adsorbire composti inorganici ad alto peso molecolare), indice di blu di metilene (indicativo dell'attività del carbone con particolare riferimento alla sua microporosità).
I principali utilizzi del carbone attivo sono:
L'accumulo di inquinanti sulla superficie del carbone attivo determina la perdita graduale del potere di adsorbimento fino ad annullarlo.
A questo punto il carbone attivo esausto deve essere sostituito oppure rigenerato attraverso un processo di rigenerazione (tipicamente in situ) o riattivazione che fa riacquistare al carbone le proprietà adsorbenti.
La rigenerazione e la riattivazione possono avvenire mediante:
Il metodo più efficace è l'ultimo summenzionato, cioè la riattivazione termica ad alte temperature (850-2500 °C), tuttavia comporta la perdita di una parte del carbonio trattato.
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