(57)【要約】【課題】無灰炭の膨張性を安価に抑制することができるようにする。【解決手段】乾燥機１１において、酸素を含むガス中で無灰炭を加熱処理して、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
石炭と溶剤とを混合してスラリーを得るスラリー調製工程と、
前記スラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出工程と、
前記抽出工程で得られたスラリーを、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分が濃縮した固形分濃縮液とに分離する分離工程と、
前記分離工程で分離された溶液から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、
前記無灰炭取得工程で得られた無灰炭を加熱処理する無灰炭加熱工程と、
を備え、
前記無灰炭加熱工程において、酸素を含むガス中で無灰炭を加熱処理して、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させることを特徴とする無灰炭の製造方法。
【請求項２】
前記無灰炭加熱工程において、無灰炭を１５０〜３５０℃で３０分〜６時間加熱処理することを特徴とする請求項１に記載の無灰炭の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の無灰炭の製造方法で製造された無灰炭を炭素化処理して炭素材料とすることを特徴とする炭素材料の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、石炭から灰分を除去した無灰炭を得るための無灰炭の製造方法、および、無灰炭から炭素材料を得るための炭素材料の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
非鉄金属還元用コークスの主原料としては、一般に石油精製プロセスの残渣から製造される石油コークスが使用される。しかし、石油コークスには、ガソリン等の輸送用燃料と併産されるために、原料供給量に制約があることや、原油に含まれる硫黄等の不純物がアルミニウム純度に悪影響を及ぼすことがある等の問題点がある。
【０００３】
一方、高炉法製鉄に使われる石炭コークスは、炭素としては石油コークスに近い性質を有しており、非鉄金属還元用コークスの主原料としては十分すぎるほどの量が市場に出回っている。しかし、石炭由来の灰分を１０質量％程度含むことから、品質面で問題があるため、この用途には使用されていない。
【０００４】
そこで、低灰分の炭素材料の原料として、実質的に灰分を含まない無灰炭（ハイパーコール）を挙げることができる。
【０００５】
特許文献１には、無灰炭の製造方法が開示されている。この製造方法では、一般炭に粘結炭を混合した石炭原料と溶剤とを混合してスラリーを調製し、得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出し、石炭成分を抽出したスラリーから、重力沈降法により、溶剤に可溶な石炭成分を含む溶液と、溶剤に不溶な石炭成分を含む固形分濃縮液とを分離し、分離された溶液から溶剤を分離して無灰炭を得ている。
【０００６】
無灰炭には、灰分を含まない、軟化溶融性がある、という特長がある。よって、無灰炭は、製鉄用コークスを製造するときの粘結性補填材として好適である。また、灰分を含まないことは、非鉄金属還元用コークスの主原料として好ましい性質である。しかし、無灰炭には、炭素化時に発泡する、という性質があり、非鉄金属還元用コークスを製造する上で問題となる。すなわち、製造したままの無灰炭を炭素化すると、炭素化時に生成する低分子化合物ガス（水蒸気、ＣＯ、ＣＯ２、炭化水素など）による気孔がそのまま残るため、緻密なコークスは生成しない。また、無灰炭は炭素化時に膨張するため、大容量の炉が必要となる。
【０００７】
そこで、特許文献２には、無灰炭を用いた炭素材料の製造方法が開示されている。この製造方法では、無灰炭を製造し、この無灰炭を加熱処理し、次に、無灰炭を炭素化処理して炭素材料を得ている。そして、加熱処理後の無灰炭の水素と炭素の原子数比（Ｈ／Ｃ）を０．６〜０．６７とすることで、炭素化処理の際に無灰炭が発泡するのを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−２２７７１８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献２の炭素材料の製造方法においては、無灰炭の膨張性を抑制するために、無灰炭を溶剤と混合してスラリー状にして、不活性ガス中で４００℃以上の高温で加熱処理している。そのため、加熱処理に溶剤と高圧容器とを必要とし、且つ、多大な加熱エネルギーを消費するために、コストが増大するという問題がある。
【００１０】
本発明の目的は、無灰炭の膨張性を安価に抑制することが可能な無灰炭の製造方法および炭素材料の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明における無灰炭の製造方法は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを得るスラリー調製工程と、前記スラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出する抽出工程と、前記抽出工程で得られたスラリーを、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分が濃縮した固形分濃縮液とに分離する分離工程と、前記分離工程で分離された溶液から溶剤を蒸発分離して無灰炭を得る無灰炭取得工程と、前記無灰炭取得工程で得られた無灰炭を加熱処理する無灰炭加熱工程と、を備え、前記無灰炭加熱工程において、酸素を含むガス中で無灰炭を加熱処理して、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明における炭素材料の製造方法は、上記の無灰炭の製造方法で製造された無灰炭を炭素化処理して炭素材料とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の無灰炭の製造方法および炭素材料の製造方法によると、無灰炭の膨張性を安価に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】無灰炭製造設備の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
（無灰炭の製造方法）
本実施形態による無灰炭の製造方法に用いられる無灰炭製造設備１００は、図１に示すように、無灰炭（ＨＰＣ）製造工程の上流側から順に、石炭ホッパ１・溶剤タンク２、スラリー調製槽３、移送ポンプ４、予熱器５、抽出槽６、重力沈降槽７、フィルターユニット８、溶剤分離器９・１０、および、乾燥機１１を備えている。
【００１７】
無灰炭の製造方法は、スラリー調製工程、抽出工程、分離工程、無灰炭取得工程、副生炭取得工程、および、無灰炭加熱工程を有する。以下、各工程について説明する。なお、本製造方法において原料とする石炭に、特に制限はなく、抽出率の高い瀝青炭を用いてもよいし、より安価な劣質炭（亜瀝青炭、褐炭）を用いてもよい。また、無灰炭とは、灰分が５重量％以下、好ましくは３重量％以下のもののことをいう。
【００１８】
（スラリー調製工程）
スラリー調製工程は、石炭と溶剤とを混合してスラリーを調製する工程である。このスラリー調製工程は、図１中、スラリー調製槽３で実施される。原料である石炭が石炭ホッパ１からスラリー調製槽３に投入されるとともに、溶剤タンク２からスラリー調製槽３に溶剤が投入される。スラリー調製槽３に投入された石炭および溶剤は、攪拌機３ａで混合されて石炭と溶剤とからなるスラリーとなる。
【００１９】
溶剤に対する石炭の混合比率は、例えば、乾燥炭基準で１０〜５０重量％であり、より好ましくは、２０〜３５重量％である。
【００２０】
（抽出工程）
抽出工程は、スラリー調製工程で得られたスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出する（溶剤に溶解させる）工程である。この抽出工程は、図１中、予熱器５および抽出槽６で実施される。スラリー調製槽３にて調製されたスラリーは、移送ポンプ４によって、予熱器５に供給されて所定温度まで加熱された後、抽出槽６に供給され、攪拌機６ａで攪拌されながら所定温度で保持されて抽出が行われる。
【００２１】
石炭と溶剤とを混合して得られるスラリーを加熱して溶剤に可溶な石炭成分を抽出するにあたっては、石炭に対して大きな溶解力を持つ溶媒、多くの場合、芳香族溶剤（水素供与性あるいは非水素供与性の溶剤）と石炭とを混合して、それを加熱し、石炭中の有機成分を抽出することになる。
【００２２】
非水素供与性溶剤は、主に石炭の乾留生成物から精製した、２環芳香族を主とする溶剤である石炭誘導体である。この非水素供与性溶剤は、加熱状態でも安定であり、石炭との親和性に優れているため、溶剤に抽出される可溶成分（ここでは石炭成分）の割合（以下、抽出率ともいう）が高く、また、蒸留等の方法で容易に回収可能な溶剤である。非水素供与性溶剤の主な成分としては、２環芳香族であるナフタレン、メチルナフタレン、ジメチルナフタレン、トリメチルナフタレン等が挙げられ、その他の非水素供与性溶剤の成分として、脂肪族側鎖を有するナフタレン類、アントラセン類、フルオレン類、また、これらにビフェニルや長鎖脂肪族側鎖を有するアルキルベンゼンが含まれる。
【００２３】
なお、上記の説明では非水素供与性化合物を溶剤として用いる場合について述べたが、テトラリンを代表とする水素供与性の化合物（石炭液化油を含む）を溶剤として用いてもよいことは勿論である。水素供与性溶剤を用いた場合、無灰炭の収率が向上する。
【００２４】
また、溶剤の沸点は特に制限されるものではない。抽出工程および分離工程での圧力低減、抽出工程での抽出率、無灰炭取得工程などでの溶剤回収率などの観点から、例えば、１８０〜３００℃、特に２４０〜２８０℃の沸点の溶剤が好ましく使用される。
【００２５】
抽出工程でのスラリーの加熱温度は、溶剤可溶成分が溶解され得る限り特に制限されず、溶剤可溶成分の十分な溶解と抽出率の向上の観点から、例えば、３００〜４２０℃であり、より好ましくは、３６０〜４００℃である。
【００２６】
また、加熱時間（抽出時間）もまた特に制限されるものではないが、十分な溶解と抽出率の向上の観点から、例えば、１０〜６０分間である。加熱時間は、図１中、予熱器５および抽出槽６での加熱時間を合計したものである。
【００２７】
なお、抽出工程は、窒素などの不活性ガスの存在下で行う。抽出槽６内の圧力は、抽出の際の温度や用いる溶剤の蒸気圧にもよるが、１．０〜２．０ＭＰａが好ましい。抽出槽６内の圧力が溶剤の蒸気圧より低い場合には、溶剤が揮発して液相に閉じ込められず、抽出できない。溶剤を液相に閉じ込めるには、溶剤の蒸気圧より高い圧力が必要となる。一方、圧力が高すぎると、機器のコスト、運転コストが高くなり、経済的ではない。
【００２８】
（分離工程）
分離工程は、抽出工程で得られたスラリーを、重力沈降法により、溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液と、溶剤に不溶な石炭成分（溶剤不溶成分、例えば灰分）が濃縮した固形分濃縮液（溶剤不溶成分濃縮液）とに分離する工程である。この分離工程は、図１中、重力沈降槽７で実施される。抽出工程で得られたスラリーは、重力沈降槽７内で、重力にて、溶液としての上澄み液と、固形分濃縮液とに分離される。重力沈降槽７の上部の上澄み液は、必要に応じてフィルターユニット８を経て、溶剤分離器９へ排出されるとともに、重力沈降槽７の下部に沈降した固形分濃縮液は溶剤分離器１０へ排出される。
【００２９】
重力沈降法は、スラリーを槽内に保持することにより、重力を利用して溶剤不溶成分を沈降・分離させる方法である。溶剤に可溶な石炭成分が溶解した溶液よりも比重が大きい、溶剤不溶成分（例えば灰分）は重力沈降槽７の下部に重力により沈降する。スラリーを槽内に連続的に供給しながら、上澄み液を上部から、固形分濃縮液を下部から連続的に排出することにより、連続的な分離処理が可能である。
【００３０】
重力沈降槽７内は、石炭から溶出した溶剤可溶成分の再析出を防止するため、保温（または加熱）したり、加圧したりしておくことが好ましい。保温（加熱）温度は、例えば、３００〜３８０℃であり、槽内圧力は、例えば、１．０〜３．０ＭＰａとされる。
【００３１】
なお、抽出工程で得られたスラリーから、溶剤に溶解している石炭成分を含む溶液を分離する方法として、重力沈降法以外に、濾過法、遠心分離法などがある。
【００３２】
（無灰炭取得工程）
無灰炭取得工程は、分離工程で分離された溶液（上澄み液）から溶剤を蒸発分離して無灰炭（ＨＰＣ）を得る工程である。この無灰炭取得工程は、図１中、溶剤分離器９で実施される。重力沈降槽７で分離された溶液は、フィルターユニット８で濾過された後、溶剤分離器９に供給され、溶剤分離器９内で上澄み液から溶剤が蒸発分離される。ここで、溶液からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態においては、溶剤分離器９内に導入した窒素ガス中で溶液から溶剤を蒸発分離している。
【００３３】
溶液（上澄み液）から溶剤を分離する方法は、一般的な蒸留法、蒸発法などを用いることができる。溶剤分離器９にて分離された溶剤は、溶剤タンク２に戻されて、循環して繰り返し使用される。なお、溶剤を循環使用することは好ましいが必須ではない（後述する副生炭取得工程においても同様）。上澄み液から溶剤を分離することで、実質的に灰分を含まない無灰炭（ＨＰＣ）を得ることができる。
【００３４】
無灰炭は、灰分をほとんど含まず、水分は皆無であり、原料石炭よりも高い発熱量を示す。さらに、製鉄用コークスの原料として特に重要な品質である軟化溶融性（流動性）が大幅に改善され、原料石炭が軟化溶融性を有しなくとも、得られた無灰炭（ＨＰＣ）は良好な軟化溶融性を有する。したがって、無灰炭は、例えばコークス原料の配合炭として使用することができる。また、灰分をほとんど含まない無灰炭は、燃焼効率が高く且つ石炭灰の発生を低減できるので、ガスタービン燃焼による高効率複合発電システムのガスタービン直噴燃料としての用途も注目されている。
【００３５】
（副生炭取得工程）
副生炭取得工程は、分離工程で分離された固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離して副生炭を得る工程である。この副生炭取得工程は、図１中、溶剤分離器１０で実施される。なお、副生炭取得工程は、必須の工程ではない。重力沈降槽７で分離された固形分濃縮液は溶剤分離器１０に供給され、溶剤分離器１０内で固形分濃縮液から溶剤が蒸発分離される。ここで、固形分濃縮液からの溶剤の蒸発分離は、窒素などの不活性ガスの存在下で行うことが好ましい。本実施形態においては、溶剤分離器１０内に導入した窒素ガス中で固形分濃縮液から溶剤を蒸発分離している。
【００３６】
固形分濃縮液から溶剤を分離する方法は、前記した無灰炭取得工程と同様に、一般的な蒸留法、蒸発法を用いることができる。溶剤分離器１０にて分離された溶剤は、溶剤タンク２に戻されて、循環して繰り返し使用される。溶剤の分離により、固形分濃縮液からは灰分などを含む溶剤不溶成分が濃縮された副生炭（ＲＣ、残渣炭ともいう）を得ることができる。
【００３７】
副生炭は、灰分が含まれるものの水分が皆無であり、発熱量も十分に有している。副生炭は軟化溶融性を示さないが、含酸素官能基が脱離されているため、配合炭として用いた場合に、この配合炭に含まれる他の石炭の軟化溶融性を阻害するようなものではない。したがって、この副生炭は、通常の非微粘結炭と同様に、コークス原料の配合炭の一部として使用することができ、また、コークス原料炭とせずに、各種の燃料用として使用することも可能である。
【００３８】
（無灰炭加熱工程）
無灰炭加熱工程は、無灰炭取得工程で得られた無灰炭を加熱処理する工程である。この無灰炭加熱工程は、図１中、乾燥機１１で実施される。一般に、無灰炭は、製造されたままの状態では膨張性が激しいので、炭素化時に発泡しないように、膨張性を抑制する必要がある。
【００３９】
無灰炭の加熱処理は、酸素を含むガス中、好ましくは空気中や希薄空気（酸素が薄い空気）中で行う。即ち、本実施形態の加熱処理は、無灰炭を酸化させる酸化処理である。酸素雰囲気下における加熱方法は、特に限定されるものではなく、バッチ式加熱、流動層反応機など公知の方法を用いて行うことができる。
【００４０】
また、本実施形態においては、加熱処理後の無灰炭の酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）が加熱処理前の値から所定値以上増加するように加熱処理する。例えば、加熱処理前のＯ／Ｃ原子数比が０．０６であれば、Ｏ／Ｃ原子数比が加熱処理前の値から０．０１９以上増加するように加熱処理する。酸素を含むガス中で無灰炭を加熱処理することで、無灰炭の酸化反応が進行し、無灰炭の表面に酸素原子が付着していく。これにより、無灰炭のＯ／Ｃ原子数比は徐々に増加していく。加熱条件は、無灰炭の原料石炭種や製造条件に依存するが、加熱温度を１５０℃以上３５０℃以下、加熱時間を３０分〜６時間の範囲に適宜調整することで、Ｏ／Ｃ原子数比を加熱処理前の値から所定値以上増加させることができる。
【００４１】
ここで、石炭が、分子量が数百〜数千あるいはそれ以上のマクロ分子から構成されているのに対して、無灰炭は、縮合芳香環が２ないし３個の比較的低分子量の成分から、５、６環程度の高分子量成分まで広い分子量分布を有している。このような無灰炭を酸化させると、無灰炭の表面に付着した酸素原子が分子同士をつなぐ役割を果たし、無灰炭の膨張性が低下する。
【００４２】
酸化処理しない、製造されたままの状態の無灰炭のＯ／Ｃ原子数比は、原料炭種や、無灰炭の製造条件によって異なるが、概ね０．０２〜０．０８の範囲であり、膨張率（倍）は１２倍以上である。しかし、この無灰炭を加熱処理により酸化させて、Ｏ／Ｃ原子数比を加熱処理前の値から所定値以上増加させると、膨張率（倍）は２倍程度まで低下する。ここで、膨張率（倍）は、炭素化処理前の無灰炭の体積に対する炭素化処理後の炭素材料の体積の割合である。
【００４３】
そこで、無灰炭を酸化させて、無灰炭の表面に酸素原子を付着させることで、無灰炭に元々含まれている酸素原子とは別に、分子同士をつなぐ酸素原子を増やす。そして、無灰炭に含まれる酸素原子の量を増加させて、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させると、無灰炭を炭素材料としたときの膨張率が２倍程度になる。これにより、無灰炭の膨張性を抑制することができる。しかも、無灰炭を酸化させる加熱処理に溶剤や高圧容器は不要であり、特許文献２に開示されているような溶剤を用いた加熱処理よりも低温・短時間で膨張性を抑制することができるので、消費エネルギーを抑えることができる。
【００４４】
加熱処理した無灰炭は、そのまま乾留してコークスにしたり、固めて炭素材にしたり、鉄鉱石などと混ぜて別の製品にしたりすることができる。
【００４５】
（炭素材料の製造方法）
本実施形態による炭素材料の製造方法は、上記の無灰炭の製造方法で製造された無灰炭を炭素化処理して炭素材料とするものである。
【００４６】
炭素化処理の方法や条件は、特に限定されるものではなく、公知の技術を用いて行うことができる。典型的には、窒素やアルゴン等の不活性雰囲気中で、１０００℃程度で蒸し焼きにして加熱処理し、炭素に変える。また、昇温速度は、０．１〜５℃／分程度とすればよい。この炭素化処理は熱間静水圧プレス装置等を用いて、加圧下で行ってもよい。また、必要により、アスファルトピッチやタール等のバインダー成分を添加してもよい。さらに、加熱処理した無灰炭を適当に成形してから、炭素化処理に供してもよい。炭素化に用いる熱処理炉の形式にも特に制約はなく、公知のものを用いることができる。例えば、ポット炉、リードハンマー炉、キルン、ロータリーキルン、シャフト炉、あるいは室炉等を挙げることができる。しかし、これらに限定されるものではなく、この他のものを用いてもよい。
【００４７】
ここで、先の無灰炭加熱工程により無灰炭の膨張性が抑制されているので、炭素化処理の際に無灰炭が発泡するのが抑制される。これにより、高純度（無灰）の炭素材料を好適に製造することができる。
【００４８】
得られた炭素材料は、非鉄金属還元用コークスの主原料として、好適に使用することができる。また、非鉄金属還元剤、構造用炭素材、または、電気材料用炭素材として用いることもでき、あるいは、非鉄金属還元剤、構造用炭素材、または、電気材料用炭素材の原料として用いることもできる。ここで、非鉄金属還元剤とは、シリコンやチタン等の非鉄金属の還元に用いる還元剤をいい、構造用炭素材とは、例えば、炭素製断熱材や、るつぼ等の炭素製の構造材の原料として用いる炭材をいい、電気材料用炭素材とは、アルミニウム電解製造用アノードや、炭素製電極等の炭素製の電気材料の原料として用いる炭材をいう。なお、これらの原料として用いるとしたのは、例えば、炭素材料に、熱処理等の二次的な処理を施すことが必要な場合があるためである。
【００４９】
（膨張率評価）
次に、無灰炭を加熱処理により酸化させて膨張率を評価した。具体的には、瀝青炭を原料炭として無灰炭を製造し、この無灰炭を粒子径分布が０．２５〜１ｍｍとなるように粒度調整した後に、乾燥機内で空気雰囲気下で加熱処理して酸化させた。その際、加熱温度および加熱時間を異ならせた。評価結果を表１に示す。ここで、膨張率（倍）は、炭素化処理前の無灰炭の体積に対する炭素化処理後の炭素材料の体積の割合である。また、ＶＭ（％）は揮発分（質量％）である。
【００５０】
【表１】
2014214267.tif 000003
【００５１】
表１の６つのサンプルのうち、サンプルＮｏ．１（以下、Ｎｏ．１）は加熱処理していないものであり、Ｏ／Ｃ原子数比は０．０６である。２００℃で１時間加熱したサンプルＮｏ．２は、Ｏ／Ｃ原子数比がＮｏ．１に対して０．０１５増加したが、膨張率は低下しなかった。一方、２００℃で３時間加熱したサンプルＮｏ．３は、Ｏ／Ｃ原子数比がＮｏ．１に対して０．０１９増加し、膨張率は２倍程度に低下した。また、サンプルＮｏ．４〜６は、Ｏ／Ｃ原子数比がＮｏ．１に対して０．０１９以上増加し、膨張率は２倍程度に低下した。また、サンプルＮｏ．３〜６では、炭化収率の上昇も認められた。
【００５２】
このことから、加熱処理前のＯ／Ｃ原子数比の値が０．０６のときに、２００℃前後の比較的低温で加熱処理して、Ｏ／Ｃ原子数比を加熱処理前の値から０．０１９以上増加させると、無灰炭の膨張性を抑制することができることがわかる。
【００５３】
（効果）
以上に述べたように、本実施形態に係る無灰炭の製造方法によると、酸素を含むガス中で無灰炭を加熱処理することで、無灰炭を酸化させて、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させる。石炭が、分子量が数百〜数千あるいはそれ以上のマクロ分子から構成されているのに対して、無灰炭は、縮合芳香環が２ないし３個の比較的低分子量の成分から、５、６環程度の高分子量成分まで広い分子量分布を有している。このような無灰炭を酸化させると、無灰炭の表面に付着した酸素原子が分子同士をつなぐ役割を果たし、無灰炭の膨張性が低下する。そこで、無灰炭を酸化させて、無灰炭の表面に酸素原子を付着させることで、無灰炭に元々含まれている酸素原子とは別に、分子同士をつなぐ酸素原子を増やす。そして、無灰炭に含まれる酸素原子の量を増加させて、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させると、無灰炭を炭素材料としたときの膨張率が２倍程度になる。これにより、無灰炭の膨張性を抑制することができる。しかも、無灰炭を酸化させる加熱処理に溶剤や高圧容器は不要であり、溶剤を用いた加熱処理よりも低温・短時間で膨張性を抑制することができるので、消費エネルギーを抑えることができる。これにより、無灰炭の膨張性を安価に抑制することができる。
【００５４】
また、無灰炭を１５０℃以上３５０℃以下で３０分〜６時間加熱処理することで、酸素と炭素の原子数比（Ｏ／Ｃ）を加熱処理前の値から所定値以上増加させることができる。これにより、無灰炭の膨張性を好適に抑制することができる。
【００５５】
また、本実施形態に係る炭素材料の製造方法によると、加熱処理された無灰炭を炭素化処理して炭素材料とする際に、無灰炭の膨張性が抑制されているので、無灰炭の発泡が抑制される。これにより、高純度（無灰）の炭素材料を好適に製造することができる。
【００５６】
（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００５７】
１  石炭ホッパ
２  溶剤タンク
３  スラリー調製槽
３ａ  攪拌機
４  移送ポンプ
５  予熱器
６  抽出槽
６ａ  攪拌機
７  重力沈降槽
８  フィルターユニット
９，１０  溶剤分離器
１１  乾燥機
１００  無灰炭製造設備
【図１】
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