(57)【要約】【課題】水銀成分を吸着除去させたい流体がどのような形態であっても、また、当該流体に水を含む場合であっても、当該流体に悪影響を及ぼすことなく水銀成分を効率良く吸着することが可能な活性炭、及びその製造方法を提供する。【解決手段】揮発分が４質量分率％以上であることを特徴とする、活性炭。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
揮発分が４質量分率％以上であることを特徴とする、活性炭。
【請求項２】
硫黄含有量が１０００ｍｇ／ｋｇ以下である、請求項１に記載の活性炭。
【請求項３】
揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させることにより得られる、請求項１又は２に記載の活性炭。
【請求項４】
前記酸化させることが、活性炭と酸素分子との反応である、請求項３に記載の活性炭。
【請求項５】
前記活性炭の原料がやし殻である、請求項１〜４のいずれかに記載の活性炭。
【請求項６】
粒状である、請求項１〜５のいずれかに記載の活性炭。
【請求項７】
金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分吸着用である、請求項１〜６のいずれかに記載の活性炭。
【請求項８】
揮発分が４質量分率％以上である活性炭の製造方法であって、
揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させる工程を含むことを特徴とする、活性炭の製造方法。
【請求項９】
前記酸化させる工程が、酸素分子を含む雰囲気下で前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭を加熱することにより前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭と前記酸素分子とが反応する工程であって、
前記加熱の温度Ｔ（℃）が、以下の（１）式：
（１）      Ｉ−１５０≦Ｔ≦Ｉ＋１５０
（式中、Ｉは前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭の発火点（℃）を示す）
を満たす、請求項８に記載の製造方法。
【請求項１０】
金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分を含む流体を、揮発分が４質量分率％以上である活性炭と接触させることを特徴とする、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分の吸着方法。
【請求項１１】
前記流体が水を含む、請求項１０に記載の吸着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規な活性炭（特に液相用の水銀成分吸着用活性炭）、その製造方法及び当該活性炭を用いた水銀成分の吸着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
活性炭は、吸着剤として、不純物の除去、溶解成分の濃度調整などに広く使用されている。
【０００３】
活性炭は有機物だけでなく、有害な金属成分（又はその金属イオン）、とりわけ微量でも有害であるとされている水銀についても吸着能力があることも知られている。
【０００４】
水銀除去用活性炭としては、硫黄又は硫酸鉄などの無機硫黄化合物を添着した活性炭（特許文献１）、および、有機硫黄化合物を添着した活性炭（特許文献２）が知られている。
【０００５】
この他、液状炭化水素（液体炭化水素）中の水銀除去用活性炭としての、アルカリ金属硫化物を添着させた活性炭（特許文献３）；塩酸等の鉱酸を一定量以上保持させた水銀除去用活性炭（特許文献４）；および、液状炭化水素中に含まれる水銀除去用活性炭としての、金属ハロゲン化物を該活性炭吸着材の約0.5〜25重量％含浸させた吸着材（特許文献５及び特許文献６）が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭59-78915号公報
【特許文献２】特開昭62-114632号公報
【特許文献３】特開平9-040971号公報
【特許文献４】特開平9-239265号公報
【特許文献５】特開平3-213144号公報
【特許文献６】特開2005-349364号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の活性炭が液相用として使用される場合、添着成分である硫酸鉄がそのまま溶出したり、添着成分である硫黄に起因する硫化物イオン、硫酸イオン等が溶出したりすることがある。また、特許文献２の活性炭が液相用として使用される場合も、添着成分である有機硫黄化合物が溶出することがある。つまり、特許文献１及び２の活性炭は、液相用として使用される場合には、処理される流体（水銀成分を吸着除去させたい流体）に悪影響を及ぼすので、当該液相用としての使用は困難であるという問題がある。
【０００８】
また、特許文献３の活性炭が水を含む液相用として使用される場合、添着成分であるアルカリ金属硫化物は水溶性を有するので、当該アルカリ金属硫化物が上記液相中に流出することがある。また、特許文献４の活性炭が水を含む液相用として使用される場合も、鉱酸が上記液相中に流出することがある。また、特許文献５及び６の活性炭が水を含む液相用として使用される場合も、金属ハロゲン化物は水に易溶であるので、当該金属ハロゲン化物が上記液相中に流出することがある。つまり、特許文献３〜６の活性炭は、水を含む液相用として使用される場合には、期待された効果を発揮することができない、処理される流体に悪影響を及ぼす、耐蝕性の設備が必要等の問題があるので、当該液相用としての使用は困難である。
【０００９】
そこで、処理される流体が液相・気相等のいずれであっても、また、流体が水を含むものであっても、当該流体に悪影響を及ぼすことなく水銀成分を効率良く吸着することが可能な活性炭、およびその製造方法の開発が望まれている。
【００１０】
本発明は、水銀成分を吸着除去させたい流体がどのような形態であっても、また、当該流体に水を含む場合であっても、当該流体に悪影響を及ぼすことなく水銀成分を効率良く吸着することが可能な活性炭、及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の物性を有する活性炭によれば、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。また、本発明者等は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の工程を含む処理を行う場合には、上記活性炭が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
すなわち、本発明は、下記に示す活性炭、その製造方法及び当該活性炭を用いた水銀成分の吸着方法に関する。
１．  揮発分が４質量分率％以上であることを特徴とする、活性炭。
２．  硫黄含有量が１０００ｍｇ／ｋｇ以下である、上記項１に記載の活性炭。
３．  揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させることにより得られる、上記項１又は２に記載の活性炭。
４．  前記酸化させることが、活性炭と酸素分子との反応である、上記項３に記載の活性炭。
５．  前記活性炭の原料がやし殻である、上記項１〜４のいずれかに記載の活性炭。
６．  粒状である、上記項１〜５のいずれかに記載の活性炭。
７．  金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分吸着用である、上記項１〜６のいずれかに記載の活性炭。
８．  揮発分が４質量分率％以上である活性炭の製造方法であって、
揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させる工程を含むことを特徴とする、活性炭の製造方法。
９．  前記酸化させる工程が、酸素分子を含む雰囲気下で前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭を加熱することにより前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭と前記酸素分子とが反応する工程であって、
前記加熱の温度Ｔ（℃）が、以下の（１）式：
（１）      Ｉ−１５０≦Ｔ≦Ｉ＋１５０
（式中、Ｉは前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭の発火点（℃）を示す）
を満たす、上記項８に記載の製造方法。
１０．  金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分を含む流体を、揮発分が４質量分率％以上である活性炭と接触させることを特徴とする、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分の吸着方法。
１１．  前記流体が水を含む、上記項１０に記載の吸着方法。
【００１３】
以下、本発明を詳細に説明する。なお、本発明は、（本発明の）活性炭の発明、当該活性炭の製造方法の発明、当該活性炭を用いた水銀成分の吸着方法の発明、水銀成分吸着用である当該活性炭の発明、及び当該活性炭の水銀成分吸着用としての使用の発明のいずれも包含する。
【００１４】
＜用語の説明＞
本明細書において、水銀成分とは、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種を意味する。即ち、本発明の活性炭は、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物のうち、１種又は２種以上を吸着することができる。
【００１５】
本明細書において、揮発分が４質量分率％以上の活性炭を「本発明の活性炭」又は「活性炭Ｂ」ともいう。これに対して、揮発分が４質量分率％未満の活性炭であって、上記本発明の活性炭（活性炭Ｂ）を製造する際の原料である活性炭を「活性炭Ａ」ともいう。
【００１６】
≪１．本発明の活性炭≫
本発明の活性炭は、揮発分が４質量分率％以上であることを特徴とする。上記特徴を有する活性炭は、流体中の水銀成分に対して優れた吸着能力を有する。また、上記本発明の活性炭は、上記流体に悪影響を及ぼすことがない。特に、流体が液体、気体等のどのような形態であっても、本発明の活性炭は上記流体に悪影響を及ぼすことなく効率良く水銀成分を吸着することができる。また、流体中に水を含む場合でも、本発明の活性炭は上記流体に悪影響を及ぼすことなく効率良く水銀成分を吸着することができる。さらに、本発明の活性炭は、取り扱い性にも優れ、よう素吸着性能のような液相の吸着性能も優れる。
【００１７】
本発明の活性炭は、揮発分が４質量分率％以上であり、好ましくは４．３質量分率％以上である。揮発分は、JIS M8812で測定される(JIS:日本工業規格)。具体的には、試料をふた付きのるつぼに入れ、空気との接触を避けるようにして900℃で7分間加熱したとき、その加熱減量の試料に対する質量分率（％）を求め、これから同時に定量した水分を差し引いて揮発分とする（縦形管状電気炉法）。本発明の活性炭における揮発分の上限値は特に限定されないが、１５質量分率％以下であることが好ましい。
【００１８】
ここで、JIS M8812で規定されている、揮発分を測定するための具体的な操作(i)〜(ix)について順に説明する。
(i)電気炉を昇温し、るつぼ挿入部の温度を900℃に調節する。
(ii)試料を質量既知の磁性るつぼ又は白金るつぼにはかりとる。
(iii)るつぼにふたをして、るつぼの底を清浄な堅い平面上で軽く3〜4回たたき、試料層の厚さを均一にする。
(iv)電気炉の加熱室内均熱帯にるつぼを挿入し、3分間以内に900±20℃に温度が回復したことを確かめ、その後この温度を保持する。
(v)るつぼを挿入した後、正確に7分間加熱する。
(vi)加熱後、直ちにるつぼを取り出し、最初は冷たい金属板上で1分間放置し、次にデシケータ中で20分間放冷する。
(vii)るつぼ及びふたをよく観察して、試料の飛散による損失の有無を確かめる。
(viii)放冷後直ちに質量を0.1mgまではかる。
(ix)揮発分の測定値は、次の式（２）によって求めた数値を、JIS Z 8401 によって小数点以下2けたに丸める。
【００１９】
【数１】
2015193530.tif 000002
【００２０】
ここで、ＶＭadは揮発分（質量分率（％））、ｍ１は加熱前の容器と試料の質量（ｇ）、ｍ２は加熱後の容器と試料の質量（ｇ）、ｍ０は試料のはかりとり量（ｇ）、Ｍｓは試料中の水分（質量分率（％））を示す。なお、
[1]熱電温度計は、JIS M8812の4.2.3によるものであり、
[2]縦形管状電気炉は、るつぼ挿入部を900℃に昇温したとき、均熱帯が少なくとも40mmであり、且つ、試料挿入後3分間以内に元の温度に回復できるものであり、
[3]白金るつぼを使用する場合、当該白金るつぼは、JIS H6201に規定する容器約10mlで、るつぼに適合する落としふた付きのものである。
【００２１】
本発明の活性炭における揮発分は、活性炭に結合する酸素原子の量と相関関係があると考えられている。つまり、本発明の活性炭は、揮発分が４質量分率％以上であることにより、活性炭表面に多くの上記酸素原子が存在し、当該酸素原子の存在によって効率良く水銀成分を吸着するものと推定される。但し、本発明の活性炭が、仮に上記原理とは異なる原理で水銀成分を吸着していたとしても、当該活性炭は本発明の範囲内である。
【００２２】
本発明の活性炭の揮発分は、酸化処理の時間、酸化処理の温度、酸化剤を使用する場合にその酸化剤の種類、酸素分子との反応である場合にその酸素分子の濃度、酸化剤を使用する場合にその酸化剤の濃度、等によって適宜調整することができる。
【００２３】
揮発分が４質量分率％以上である本発明の活性炭は、揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させることにより、好適に得られる。特に、揮発分が４質量分率％未満の活性炭の酸化は、酸素分子との反応による酸化であることがより好ましい。なお、酸化させる際の各条件については、後述する本発明の活性炭の製造方法の項で詳細に説明する。
【００２４】
本発明の活性炭は、形状が粒状、又は粉末のいずれであってもよいが、粒状活性炭であることが好ましい。なお、粒状活性炭とは、JIS K1474に規定される粒径が0.150mm以上のものをいう。ここで、JIS K1474に規定される粒径が0.150mm以上とは、JIS K1474の規定によって測定される粒度が0.150mm以上であることと同義であり、具体的には粒度範囲0.150mm以上である試料が95質量分率％以上である。一方、粉末活性炭とは、JIS K1474に規定される粒径が0.150mm未満のものをいう。
【００２５】
本発明の活性炭は、当該JIS K1474に規定された測定による粒度が、0.150〜8.00mmであることが好ましく、0.300〜4.70mm程度のものがより好ましく、0.500〜2.36mm程度のものが特に好ましい。
【００２６】
本発明の活性炭のJIS K2541-3燃焼管式空気法により測定された硫黄含有量は、1000mg/kg以下であることが好ましく、500mg/kg以下であることがより好ましく、300mg/kg以下であることがさらに好ましく、200mg/kg以下であることが特段好ましい。当該硫黄含有量が上記範囲内であることにより、処理される流体（特に、炭化水素など）の性状に影響を与えることをより防止することができる。
【００２７】
本発明の活性炭のJIS K1474に基づく強熱残分は、特に限定されないが、0〜2質量分率％であることが好ましい。
【００２８】
本発明の活性炭のJIS K1474に基づく硬さは、特に限定されないが、95〜100質量分率％であることが好ましい。
【００２９】
本発明の活性炭の細孔容積は、特に限定されないが、0.3〜1.0mL/gであることが好ましい。細孔容積は、液体窒素沸点温度における相対圧0.931の時の窒素吸着量から算出する。
【００３０】
本発明の活性炭の比表面積は、特に限定されないが、700〜2000m2/gであることが好ましく、800〜1500 m2/gがより好ましい。
【００３１】
本発明の活性炭は、水を含む流体に対して安定しているため、水を含む流体中の水銀成分吸着に特に適している。
【００３２】
≪２．本発明の活性炭の製造方法≫
本発明の活性炭の製造方法は、下記の工程：
揮発分が４質量分率％未満の活性炭を酸化させる工程、
を含むことを特徴とする。即ち、本発明の活性炭の製造方法は、活性炭Ａを酸化させて活性炭Ｂを得る。当該製造方法によれば、前述の揮発分が４質量分率％以上である活性炭（活性炭Ｂ）を好適に製造することができる。
【００３３】
揮発分が４質量分率％未満の活性炭（活性炭Ａ）は、例えば、活性炭の原料を炭化及び賦活化を行うことにより得られる。
【００３４】
活性炭の原料（活性炭原料）としては、通常活性炭原料として用いられる炭素源であれば特に限定されるものではなく、たとえば、木材、木粉、ヤシ殻、パルプ製造時の副産物、バカス、廃糖蜜、泥炭、亜炭、褐炭、瀝青炭、無煙炭、石油蒸留残渣成分、石油ピッチ、コークス、コールタールなどの植物系原料や化石系原料、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、レゾルシノール樹脂、セルロイド、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ポリアミド樹脂などの各種合成樹脂、ポリブチレン、ポリブタジエン、ポリクロロプレンなどの合成ゴム、その他合成木材、合成パルプなどがあげられる。これらの中でも、不純物の含有量が少ないやし殻が好ましい。
【００３５】
活性炭原料の炭化又は賦活化方法としては、たとえば固定床方式、移動床方式、流動床方式、ロータリーキルン方式などのこれまで知られている活性炭の製造方式が挙げられる。炭化方法としては窒素ガス、二酸化炭素、ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン、一酸化炭素、燃焼排ガスなどの不活性ガスおよびこれらの不活性ガスを主成分とした他のガスとの混合ガスを使用して焼成する方法が挙げられる。炭化の温度条件としては、通常５００〜９００℃、好ましくは５００〜８００℃である。 炭化時間は、用いる活性炭原料、炭化設備等によって適宜設定し得るが、一般的には１〜１０時間程度であり、２〜８時間程度が好ましい。
【００３６】
賦活化方法としては、水蒸気、二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、塩化水素、アンモニア、燃焼ガスなどを用いるガス賦活法や、塩化カルシウム、硫化カルシウム、リン酸、硫酸、塩化亜鉛などの存在下に、活性炭原料を賦活する薬品賦活法が挙げられる。硬さの高い粒状活性炭を得るために、好ましくは水蒸気賦活である。賦活の温度条件としては、通常７５０〜１２００℃、好ましくは８００〜１１００℃である。賦活化方法として水蒸気賦活を行う場合、その水蒸気分圧は、一般的には１０〜１００％程度であり、３０〜１００％程度が好ましい。
【００３７】
賦活後は必要に応じて、炭素中の無機質（灰分）を希塩酸やアルカリ水溶液などで洗浄脱灰し、さらに水洗を繰り返して精製後、乾燥、篩い分けする。
【００３８】
また、活性炭Ａは、市販品を使用することもできる。市販品としては、日本エンバイロケミカルズ株式会社製の粒状白鷺WH2c8/32、粒状白鷺LH2c20/48、粒状白鷺LGK-100、球状白鷺LGK-800等が挙げられる。
【００３９】
活性炭Ａの酸化方法としては、特に限定されず、例えば、(a)酸素分子を含む雰囲気下で活性炭Ａを加熱する方法、(b)活性炭Ａと酸化剤とを反応させる方法、などが挙げられる。ここで、各酸化方法について詳細に説明する。
【００４０】
(a)酸素分子を含む雰囲気下で活性炭Ａを加熱する方法
本発明の活性炭の製造方法では、酸素分子を含む雰囲気下で前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭（活性炭Ａ）を加熱することによって、前記活性炭Ａと前記酸素分子とを反応させることができる。本発明の活性炭の製造方法において、前記活性炭Ａを加熱する際の温度Ｔ（℃）は、以下の（１）式：
（１）      Ｉ−１５０≦Ｔ≦Ｉ＋１５０
（式中、Ｉは前記揮発分が４質量分率％未満の活性炭（活性炭Ａ）の発火点（℃）を示す）である。上記温度Ｔが上記範囲内であることにより、活性炭Ａが燃えることなく、効率良く活性炭Ａと酸素分子とが反応し、当該活性炭Ａを酸化させることができる。これにより、好適に本発明の活性炭（活性炭Ｂ）が得られる。具体的には、活性炭Ａの発火点Ｉが４９０℃である場合、加熱温度Ｔが３４０〜６４０℃となるように活性炭Ａを加熱する。なお、前記活性炭Ａを加熱する際の温度Ｔ（℃）は、以下の（３）式：
（３）      Ｉ−１３０≦Ｔ≦Ｉ＋１３０
（式中、Ｉは前記に同じ）が好ましく、以下の（４）式：
（４）      Ｉ−１１０≦Ｔ≦Ｉ＋１１０
（式中、Ｉは前記に同じ）がより好ましい。
【００４１】
活性炭Ａの発火点は、JIS K1474で測定される。具体的には、試料を空気中で一定の昇温速度で加熱し、試料の発火時の急激な温度上昇から発火点を求める。
【００４２】
ここで、JIS K1474で規定されている、発火点を測定するための具体的な操作(i)〜(vi)について順に説明する。
(i)試料を115±5℃の恒温乾燥器中で3時間乾燥し、デシケーター中で室温まで放冷した後約10mLはかりとる。
(ii)この試料を発火点試験装置の試料充填容器に充てんする。この場合、熱電対の先端を試料容器のすのこに近いところに差し込み、その周囲に試料を入れる。
(iii)乾燥空気を500mL/minの割合で通じ、ガスバーナーを用いて試験器本体を徐々に加熱する。
(iv)毎分約10℃の割合で温度が上昇するようにガスバーナーを調節し、温度上昇速度を記録する。
(v)発火点に達すると温度は急激に上昇する。時間を横軸に、温度を縦軸にとり時間と温度との関係線を描く。
(vi)急上昇前の温度線の延長と急上昇後の温度線の延長との交点を発火点とし、発火点の表示は10℃刻みで表す。なお、
[1]恒温乾燥器は、115±5℃の温度範囲に調節できるものであり、
[2]発火点試験装置は、材質がJIS H5120に規定する青銅鋳物２種(CAC402)又は黄銅鋳物２種(CAC202)を使用し、JIS K1474における図に示されるものである。
【００４３】
活性炭Ａを加熱する際に使用する装置としては、特に限定されず、回転式電気炉、静置式電気炉、ロータリーキルン、火炎炉、プラズマ炉、赤外線集中炉、熱風式乾燥炉等が挙げられる。
【００４４】
活性炭Ａを加熱する際の反応時間は、特に限定されず、10分〜10時間が好ましい。発火点以上で加熱を行う場合は、活性炭が燃える危険性を低下させる観点から、短時間（例えば１０分〜１時間）であることがより好ましい。また、発火点以上で加熱を行う場合、活性炭層を十分動かしながら加熱することで蓄熱の発生を防ぐことが好ましい。
【００４５】
酸素分子を含む雰囲気としては、大気雰囲気、酸素雰囲気等が挙げられる。中でも、大気雰囲気下（空気中）で活性炭Ａを加熱することが好ましい。
【００４６】
活性炭Ａを加熱する際の圧力は、特に限定されず、大気圧、正圧、負圧のいずれであってもよい。活性炭Ａを加熱する際の酸素分圧は、特に限定されず、10〜100％程度が好ましい。
【００４７】
上記活性炭Ａの加熱による酸化後は、得られた活性炭Ｂを冷却せずにそのまま使用してもよく、また、上記活性炭Ｂを冷却してもよい。発火点以上の温度で加熱を行う場合は、発火点以下にまで活性炭Ｂを冷却することが好ましい。冷却方法としては、特に限定されず、空冷、水冷等が挙げられる。
【００４８】
上記活性炭Ａの加熱による酸化後は、得られた活性炭Ｂを洗浄せずにそのまま使用してもよく、また、上記活性炭Ｂを洗浄してもよい。洗浄方法としては、活性炭Ｂと、水；塩酸、硝酸等の鉱酸；などを接触させる方法が挙げられる。洗浄時間および洗浄温度は、それぞれ特に限定されず、例えば0.5〜20時間程度で5〜80℃とすることが好ましい。
【００４９】
洗浄後は、得られた活性炭を乾燥してもよい。乾燥手段は特に限定されず、公知の乾燥手段を用いることができる。例えば、定温乾燥機、流動乾燥機、振動流動乾燥機、ロータリーキルンなどの装置を用いて、50〜200℃程度、好ましくは80〜150℃程度で活性炭を加熱する。乾燥後の活性炭の乾燥減量は、5質量分率%以下とすることが好ましく、より好ましくは、3質量分率%以下である。
【００５０】
上記活性炭Ａの加熱による酸化後は、得られた活性炭Ｂを破砕（粉砕）せずにそのまま使用してもよく、また、上記活性炭Ｂを破砕して使用することもできる。破砕後の粒度は特に限定されない。例えば、0.500〜2.36mm、0.500〜1.70mm、0.300〜0.850mm、0.250〜0.500mm、0.180〜0.355mm、0.200〜0.500mmなど、通常の粒状活性炭として用いられる粒度で使用できる。好ましくは0.150〜8.00mm程度、より好ましくは0.300〜4.70 mm程度、特に好ましくは0.500〜2.36mm程度である。
【００５１】
(b)活性炭Ａと酸化剤とを反応させる方法
本発明の活性炭の製造方法は、活性炭Ａと酸化剤とを反応させる方法も包含する。活性炭Ａと酸化剤とを反応させることにより、活性炭Ａが燃えることなく、効率良く当該活性炭Ａを酸化させることができる。これにより、好適に本発明の活性炭（活性炭Ｂ）が得られる。
【００５２】
活性炭Ａと酸化剤との反応は、例えば、酸化剤を含む溶媒中で行うことができる。酸化剤を含む溶媒中で反応させる一例として、酸化剤含有溶液に活性炭Ａを加えることによって活性炭Ａと酸化剤とを反応させることが挙げられる。
【００５３】
溶媒としては、水、後述する各種有機溶媒（アルコール類、ケトン類、エーテル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類、アルカノールエステル類、非プロトン性極性溶媒等）、後述する各種炭化水素系液体（液体炭化水素、芳香族炭化水素系液体等）及びこれらの組み合わせなどが挙げられる。
【００５４】
酸化剤としては、過酸化水素、硝酸、過硫酸塩、次亜塩素酸塩等の公知のものを使用することができる。酸化剤の使用量は、特に限定されず、活性炭Ａ、溶媒等に応じて適宜設定することができる。
【００５５】
反応の際の温度、時間、圧力及び雰囲気は、いずれも特に限定されない。例えば、反応温度は液相温度として10〜100℃とすることが好ましく、反応時間は10分〜100時間とすることが好ましく、反応の際の圧力は常圧とすることが好ましく、反応の際の雰囲気は大気雰囲気が好ましい。
【００５６】
反応の際の装置は、特に限定されず、例えば溶媒を撹拌することが可能な装置を使用することが好ましい。
【００５７】
活性炭Ａを酸化させて得られる活性炭Ｂは、液切りをして乾燥してもよい。また、上記(a)の方法の場合と同様、得られた活性炭Ｂを洗浄、乾燥、粉砕等を適宜行ってもよい。洗浄、乾燥及び粉砕方法は、いずれも、上記(a)の方法の場合と同様の方法を採用することができる。
【００５８】
≪３．本発明の活性炭の工業製品への適用≫
本発明の活性炭は、工業製品に含んで（配合して）使用することができる。当該工業製品は、本発明を包含する（本発明の工業製品）。
【００５９】
前記工業製品とは、従来より広く知られている工業製品及び工業原料を指す。具体的には、塗料、接着剤、インキ、シーリング剤、紙製品、バインダー、樹脂エマルション、パルプ、木質材料、木質製品、プラスチック製品、フィルム、壁紙、建材（石膏ボード、内装材、天井材、床材等）、繊維製品、フィルター等が挙げられる。
【００６０】
本発明の工業製品中、本発明の活性炭の含有量は、特に限定されず、工業製品及びその使用用途によって適宜設定すればよい。
【００６１】
≪４．本発明の水銀成分の吸着方法≫
本発明の水銀成分の吸着方法は、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分を含む流体を、揮発分が４質量分率％以上である活性炭と接触させることを特徴とする。当該特徴を有する本発明の水銀成分の吸着方法によれば、水銀成分（金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種）を吸着除去させたい流体がどのような形態であっても、また、当該流体に水を含む場合であっても、当該流体に悪影響を及ぼすことなく水銀成分を効率良く吸着除去することができる。また、本発明の吸着方法では、本発明の活性炭を含む上述の本発明の工業製品を、水銀成分を含む流体と接触させることによって、活性炭と上記水銀成分が接触し、その結果、上記水銀成分を効率良く吸着除去することもできる。これらの場合、本発明における活性炭又は工業製品は、水銀成分に対する「吸着剤」と称することもできる。
【００６２】
また、本発明では、固定床、移動床あるいは流動床などの吸着装置に充填し、これに水銀成分を含有する流体を通気処理することによっても、上記水銀成分を効率良く吸着除去することができる。
【００６３】
上記水銀成分を含む流体としては、気体及び液体のいずれも包含する。気体としては、空気（大気）；空気以外の各種ガス；及び空気と当該各種ガスとの組み合わせ等が挙げられる。当該各種ガスとしては、例えば、水蒸気、窒素ガス、水素ガス、酸素ガス、一酸化炭素ガス、二酸化炭素ガス、硫化水素ガス、亜硫酸ガス、アンモニアガス、希ガス（ヘリウム、アルゴン、キセノン、ネオン等）、炭化水素系ガス（炭化水素ガス、石油ガス、天然ガス等）、燃焼排ガスなどが挙げられる。液体としては、水；炭化水素系液体（上記炭化水素系ガスを液化した液体、液体炭化水素、芳香族炭化水素系液体等）；各種有機溶媒（アルコール類、ケトン類、エーテル類、グリコールエーテル類、グリコールエーテルエステル類、アルカノールエステル類、非プロトン性極性溶媒等）；などが挙げられる。中でも、本発明の吸着方法は、水を含む流体（特に、水からなる流体）中の水銀吸着に特に適している。なお、気体及び液体のいずれも、１種又は２種以上の成分を組み合わせることができる。また、気体と液体との組み合わせであってもよい。
【００６４】
水銀成分
本発明の活性炭は、金属水銀、水銀イオン及び水銀化合物からなる群から選ばれた少なくとも１種の水銀成分を効率良く吸着することができる。なお、本発明の活性炭は、１種又は２種以上を組み合わせた上記水銀成分に対して有効である。
【００６５】
金属水銀とは、常温で液体である単体としての水銀金属を意味する。水銀イオンとしては、Ｈｇ＋、Ｈｇ２＋等が挙げられる。前述の流体が水を含む場合、当該水銀イオンは、例えば後述する水銀塩化合物等を水に溶解することにより得られる。
【００６６】
水銀化合物としては、特に限定されない。例えば、有機水銀化合物、水銀塩化合物、金属水銀とその他の金属との合金（アマルガム）等が挙げられる。
【００６７】
有機水銀化合物としては、アルキル基又はアリール基の炭素原子と水銀の結合をもつ化合物が挙げられる。例えば、酢酸水銀(II)、酢酸フェニル水銀、メチル水銀、ジメチル水銀、ジエチル水銀、フェニル水銀、ジフェニル水銀、チメロサール、ビス（トリメチルシリル）水銀(II)、メルブロミン等が挙げられる。
【００６８】
水銀塩化合物としては、塩化水銀（I，II）、酸化水銀（I，II）、シアン化水銀(II)、臭化水銀(I，II)、硝酸水銀（I，II）、硫化水銀（II）、チオシアン酸水銀(II)、テトラヨージド水銀(II)酸カリウム、テルル化水銀、フッ化水銀（I）、ヨウ化水銀（I，II）、ヨウ素酸水銀（I，II）、雷酸水銀(II)、硫酸水銀（I，II）、酢酸水銀（I，II）、水酸化水銀（II）等が挙げられる。
【００６９】
アマルガムとしては、水銀−金、水銀−銀、水銀−銅、水銀−亜鉛、水銀−カドミウム、水銀−鉛、水銀−ナトリウム、水銀−カリウム等が挙げられる。
【発明の効果】
【００７０】
本発明の活性炭は、水銀成分を吸着除去させたい流体がどのような形態であっても、また、当該流体に水を含む場合であっても、当該流体に悪影響を及ぼすことなく水銀成分を効率良く吸着することができる。また、本発明の活性炭の製造方法は、上記活性炭を好適に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】実施例１〜３及び比較例１及び２の活性炭の水銀吸着性能を表すグラフである。
【図２】実施例４で用いたカラムを示す図である。
【図３】実施例４の水銀濃度の測定結果を表すグラフである。
【図４】比較例３の水銀濃度の測定結果を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００７２】
以下に実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明する。但し、本発明は実施例の態様に限定されない。
【００７３】
実施例１
市販のやし殻活性炭（商品名：粒状白鷺WH2c8/32、日本エンバイロケミカルズ株式会社、粒度：2.36〜0.500mm、比表面積：1154 m2/g、発火点：490℃、揮発分：3.3質量分率％）を、大気雰囲気下、空気が十分接触する状態で400℃に調整した回転式電気炉（アドバンテック株式会社製）に入れて、30分間加熱した。次いで、加熱されたやし殻活性炭を取り出し、室温まで冷却することにより、実施例１の活性炭を得た。
【００７４】
実施例２
回転式電気炉内の温度を、400℃に代えて500℃とする以外は実施例１と同様にして、実施例２の活性炭を得た。
【００７５】
実施例３
回転式電気炉内の温度を、400℃に代えて600℃とする以外は実施例１と同様にして、実施例３の活性炭を得た。
【００７６】
比較例１
市販のやし殻活性炭（商品名：粒状白鷺WH2c8/32、日本エンバイロケミカルズ株式会社、粒度：2.36〜0.500mm、比表面積：1154 m2/g、揮発分：3.3質量分率％）を用意した。
【００７７】
比較例２
回転式電気炉内の温度を、400℃に代えて300℃とする以外は実施例１と同様にして、比較例２の活性炭を得た。
【００７８】
評価試験１：活性炭の性能測定
上記実施例１〜３及び比較例１〜２の各活性炭の硫黄含有量、よう素吸着性能及び揮発分を測定した。なお、硫黄含有量についてはJIS K2541-3燃焼管式空気法に準じて測定し、よう素吸着性能についてはJIS K1474に準じて測定し、揮発分についてはJIS M8812に準じて測定した。各活性炭の性能測定結果を以下の表１に示す。表１の通り、実施例１〜３は比較例１と同様、よう素吸着性能に優れる。
【００７９】
【表１】
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【００８０】
評価試験２：活性炭の水銀吸着性能測定
上記実施例１〜３及び比較例１〜２の各活性炭を用意し、各活性炭を粉砕した。なお、上記各活性炭の粉砕は、試料の適量をJIS Z 8801-1に規定する網ふるい45μm（ふるいの枠の寸法：ふるい面から上の内径75mm）を90%以上通過するまで粉砕した。次に、塩化水銀(HgCl2)を水に溶解し、水銀イオン(Hg2+)濃度を1mg/Lとした溶液25mLを共栓付三角フラスコ25mLに入れた。次いで、粉砕した上記実施例１〜３及び比較例１〜２の各活性炭を上記溶液にそれぞれ加え、25℃で２時間振とうした後、ろ過することにより各ろ液を得た。次に、当該各ろ液の水銀濃度を還元気化原子吸光光度法により測定し、残留濃度と吸着量の関係を整理した。結果を図１に示す。図１の通り、揮発分が４質量分率％以上である上記実施例１〜３の活性炭は、上記比較例１〜２の活性炭よりも水銀吸着量が高いので、水銀吸着性能に優れる。
【００８１】
評価試験３：活性炭の安定性評価
上記実施例１〜３並びに比較例１及び２の各活性炭３．０ｇ（乾燥質量換算とする）をはかり採り、これを正確にはかった水３００ｍLで共栓付三角フラスコ５００ｍＬに洗い移した。これを振とう機を用いて３０分間振とうしたのち、あらかじめ温水で洗浄したガラス繊維ろ紙（粒子径０．５μｍが保持できるもの）でろ過し、はじめのろ液約３０ｍＬを捨て、残りのろ液を試験溶液とした。試験溶液の電気伝導率を電気伝導率計によって測定した。結果を表２に示す。その結果、各試験溶液の電気伝導率は、市販水処理用活性炭である比較例１を使用した時と相違がない。そのため、上記実施例１〜３の各活性炭は、水を含む流体に対して悪影響を及ぼすことなく安定性に優れる（言い換えれば、活性炭中の成分が水を含む流体中に溶出することが抑制されている）。
【００８２】
【表２】
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【００８３】
実施例４
実施例１で得られた活性炭をロールミル及びふるい機により処理し、活性炭の粒度を２１２〜５００μｍに調整した。粒度を調整した活性炭を直径１７ｍｍ、長さ１ｍのガラスカラムに充填し、９０ｐｐｂのＨｇ（０）の水溶液を流速１Ｌ／ｈの条件下、流通させ、その破過の試験を実施した。除去性能の分析については、１０ｃｍ間隔で９個のサンプリング口を設け、所定の時間毎に、各サンプリング口よりサンプリングを行い、その水銀濃度を測定した。用いたカラムの図を図２に示し、水銀濃度の測定結果を図３に示す。
【００８４】
図３より、３５０分後においても、２つ目以降のサンプリング口では、水銀がほぼ０の状態であり、水銀が活性炭により効果的に除去されていることが確認できた。
【００８５】
比較例３
粒度を調整した実施例１の活性炭に代えて、従来の硫黄添着炭を吸着剤として用いる以外は、実施例４と同様にして水銀濃度を測定した。その結果を図４に示す。
【００８６】
図４を見ても明らかなように、従来の硫黄添着炭による水銀の吸着性能は、実施例４と比較して低いことが分かった。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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