Than hoạt tính-Nguyên liệu sản xuất, chỉ số Iot và ứng dụng của nó.

1. Nguyên liệu sản xuất than hoạt tính

Than hoạt tính có thể được sản xuất từ nhiều loại nguyên liệu chứa cacbon hữu cơ. Các nhóm chính:

1. Nguyên liệu từ gỗ (wood based AC):

   • Gỗ cứng, gỗ mềm, mùn cưa.

   • Đặc tính: cấu trúc mao quản trung bình – lớn (mesopore, macropore), thích hợp xử lý màu và mùi trong dung dịch, nước sinh hoạt.

2. Nguyên liệu từ than đá – than bitum, anthracite:

   • Cho sản phẩm có độ cứng cao, bền cơ học.

   • Cấu trúc micropore phát triển, dùng nhiều trong lọc khí, xử lý dung môi hữu cơ, tách kim loại quý.

3. Nguyên liệu từ gáo dừa (coconut shell):

   • Hàm lượng cacbon cố định cao, độ tro thấp.

   • Tạo than hoạt tính có diện tích bề mặt lớn (1000–1600 m²/g), lỗ micropore chiếm ưu thế.

   • Thích hợp cho hấp phụ vàng (Au) trong công nghiệp cyanidation.

4. Nguyên liệu từ xương động vật (bone char):

   • Chứa Ca₃(PO₄)₂ và cacbon.

   • Dùng chuyên cho khử màu đường, xử lý ion kim loại nặng.

5. Nguyên liệu nông nghiệp khác: vỏ trấu, lõi ngô, bã mía, tre.

   • Thường dùng cho xử lý nước thải và hấp phụ màu hữu cơ.

2. Chỉ số Iốt (Iodine Number – IN)

• Định nghĩa: Là lượng iốt (mg) bị hấp phụ trên 1 g than hoạt tính khô, thường đo trong dung dịch iốt chuẩn 0,02N.

• Khoảng giá trị điển hình:

  • Thấp: 400–600 mg/g (mao quản kém phát triển, ứng dụng hạn chế).

  • Trung bình: 600–900 mg/g (ứng dụng xử lý nước thải, nước sinh hoạt).

  • Cao: 900–1200 mg/g (cấu trúc micropore rất phát triển, ứng dụng hấp phụ kim loại quý như Au).

• Than gáo dừa chất lượng cao: Iot số ~1000–1200 mg/g.

3. Ý nghĩa của chỉ số Iot đối với ứng dụng

1. Hấp phụ vàng (Au) trong dung dịch xyanua

   • Yêu cầu: Iot ≥ 1000 mg/g.

   • Vì vàng tồn tại ở dạng ion phức nhỏ [Au(CN)₂]⁻ → cần micropore nhiều.

2. Xử lý màu (thuốc nhuộm, chất hữu cơ màu)

   • Yêu cầu: Iot 700–900 mg/g, kèm theo chỉ số molasses (Molasses Number) cao → thể hiện khả năng hấp phụ phân tử hữu cơ có kích thước lớn.

3. Khử mùi, xử lý nước sinh hoạt

   • Yêu cầu: Iot 600–800 mg/g.

   • Than gỗ hoặc than gáo dừa thường dùng → hấp phụ các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi (VOC) và clo dư.

4. Xử lý khí, hơi dung môi hữu cơ

   • Yêu cầu: Iot 800–1000 mg/g, ưu tiên micropore và mesopore đồng thời phát triển.

Kết luận:

• Nguyên liệu quyết định cấu trúc mao quản → quyết định chỉ số Iot.

• Than gáo dừa cho chỉ số Iot cao nhất (1000–1200), dùng để hấp phụ Au.

• Than gỗ, nông sản có Iot trung bình (600–900), thích hợp cho xử lý màu, mùi trong nước thải, nước sinh hoạt.

• Chỉ số Iot càng cao → khả năng hấp phụ ion, phân tử nhỏ càng tốt → quyết định ứng dụng trong công nghiệp vàng, dược phẩm, hóa chất tinh khiết.