骨炭
骨炭（こつたん）とは、動物の骨を800℃以上の温度で蒸し焼きにして、完全に有機物を炭化させて作った多孔質の黒い粒状の炭である[1]。成分は、原料などによって異なるが、主にリン酸三カルシウム（またはヒドロキシアパタイト）57 - 80%、炭酸カルシウム6 - 10%、活性炭7 - 10%からなる[2]。用途としては、主にろ過や脱色に利用されている。
| 骨炭 | |
|---|---|
.jpg) 骨炭の錠剤
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別称
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| 識別情報 | |
| CAS登録番号 | 8021-99-6 |
| ChemSpider | none |
| EC番号 | 232-421-2 |
| 特性 | |
| 外観 | 黒い粉末 |
| 密度 | 0.7 - 0.8 g/cm3 |
| 水への溶解度 | 不溶 |
| 酸解離定数 pKa | 8.5 - 10.0 |
| 特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。 | |
用途 編集
水道浄水 編集
骨炭に含まれるリン酸三カルシウムは、水道水中のフッ素や金属イオンを取り除くのに利用される[3]。骨炭は知られる限り最古の水道フッ素除去剤であり、1940年代から1960年代を通して広く米国で使用された[4]。安く手軽に製造できることから、タンザニアの様な発展途上国でも利用されている[5]。
通常、骨炭は活性炭より表面積が少ないが、特に第12族元素（カドミウム、亜鉛）や銅などの特定金属などに対して、高い吸着力を持っている[6][7]。その他のヒ素や鉛のような高い毒性を持つ金属イオンにも有効である[8][9]。
砂糖の脱色 編集
白色の砂糖を精製する時に、脱色脱灰剤として利用される。それ自体の脱色能力は低いため大量に使用する必要がある[1][10]。また、硫酸塩やマグネシウムイオンやカルシウムイオンなどの様々な無機不純物も除去する。これらの除去は、製糖後の糖の純度が上がるので有益である[11]。
動物性骨炭の利用を避ける菜食主義者もいる為、活性炭やイオン交換膜の利用もされている。
黒色顔料 編集
さまざまな芸術用の顔料に利用されている。約3万年BPのものとされるフランス南部にあるショーヴェ洞窟の洞窟壁画を描くのにも使われた[12]。ボーンブラック、アイボリーブラックとも呼ばれ、芸術家のレンブラントやディエゴ・ベラスケスだけではなく、近代のマネやパブロ・ピカソも使用した[13][14][15]。
肥料 編集
砂糖の脱色に使用した後の骨炭はリン酸肥料として利用される[16]。肥料取締法において、農林水産大臣の指定する「特殊肥料」であり、骨炭肥料の生産者や輸入業者は法律に定める手続きと表示規則等の順守が求められる[17]。「肥料取締法に基づく特殊肥料」として、骨炭粉末は「牛由来の原料を原料とする場合にあつては管理措置が行われたものに限り、かつ、牛の部位を原料とするものについては脊柱等が混合しないものとして農林水産大臣の確認を受けた工程において製造されたものに限る。」とされている[18]。
その他、ニッチな利用 編集
- 石油からワセリンを製造するときに使用される。
- 18世紀 - 19世紀頃の兵士が、黒い皮革製品の寿命を延ばすため、ワックスなどに混ぜて利用した。民間でも革靴の手入れに応用された。
- 2020年打ち上げられた太陽観測探査機「ソーラー・オービター」の遮熱板に使用された[12]
出典 編集
- ^ a b 砂糖の白さは天然の色（独立行政法人 農畜産業振興機構）
- ^ Fawell, John (2006). Fluoride in drinking-water (1st published. ed.). Geneva: WHO. p. 47. ISBN 9241563192
- ^ Medellin-Castillo, Nahum A.; Leyva-Ramos, Roberto; Ocampo-Perez, Raul; Garcia de la Cruz, Ramon F.; Aragon-Piña, Antonio; Martinez-Rosales, Jose M.; Guerrero-Coronado, Rosa M.; Fuentes-Rubio, Laura (December 2007). "Adsorption of Fluoride from Water Solution on Bone Char". Industrial & Engineering Chemistry Research. 46 (26): 9205–9212. doi:10.1021/ie070023n.
- ^ Horowitz, HS; Maier, FJ; Law, FE (Nov 1967). “Partial defluoridation of a community water supply and dental fluorosis.”. Public Health Reports 82 (11): 965–72. doi:10.2307/4593174. PMC 1920070. PMID 4964678.
- ^ Mjengera, H.; Mkongo, G. (January 2003). “Appropriate deflouridation technology for use in flourotic areas in Tanzania”. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C 28 (20-27): 1097–1104. doi:10.1016/j.pce.2003.08.030.
- ^ 北川睦夫, 「炭素系吸着剤による重金属含有廃水の処理」『環境技術』 3巻 5号 1974年 p.308-315, doi:10.5956/jriet.3.308, 環境技術学会
- ^ Ko, Danny C.K.; Porter, John F.; McKay, Gordon (December 2000). “Optimised correlations for the fixed-bed adsorption of metal ions on bone char”. Chemical Engineering Science 55 (23): 5819–5829. doi:10.1016/S0009-2509(00)00416-4.
- ^ Deydier, Eric; Guilet, Richard; Sharrock, Patrick (July 2003). “Beneficial use of meat and bone meal combustion residue: "an efficient low cost material to remove lead from aqueous effluent"”. Journal of Hazardous Materials 101 (1): 55–64. doi:10.1016/S0304-3894(03)00137-7.
- ^ Chen, Yun-Nen; Chai, Li-Yuan; Shu, Yu-De (December 2008). “Study of arsenic(V) adsorption on bone char from aqueous solution”. Journal of Hazardous Materials 160 (1): 168–172. doi:10.1016/j.jhazmat.2008.02.120.
- ^ Asadi, Mosen (2006). Beet-Sugar Handbook.. Hoboken: John Wiley & Sons. pp. 333. ISBN 9780471790983
- ^ Chou, ed. by Chung Chi (2000). Handbook of sugar refining : a manual for the design and operation of sugar refining facilities. New York, NY [u.a.]: Wiley. pp. 368–369. ISBN 9780471183570
- ^ a b 石器時代の顔料「骨炭」、宇宙時代の探査機で活躍ESA（AFP通信）
- ^ Picasso in the Metropolitan Museum of Art p.22
- ^ Édouard Manet, 'Music in the Tuileries Gardens', ColourLex
- ^ Rembrandt 著者: David Bomford p.44
- ^ ブリタニカ国際大百科事典 小項目事典（骨炭）（コトバンク）、2019年12月25日閲覧。
- ^ “肥料取締法（昭和二十五年法律第百二十七号）”. e-Gov法令検索. 総務省行政管理局. 2019年12月25日閲覧。 “平成二十八年四月一日施行分”
- ^ 肥料取締法に基づく特殊肥料等（昭和二十五年六月二十日 農林省告示第百七十七号）。最終改正：2012年8月8日、農林水産省告示第一九八六号。2019年12月25日閲覧。
関連項目 編集
- アンセルム・ペイアン - 砂糖の脱色法を発明した。
- カーボンブラック
- 骨脂（こっし） - 製造時の副産物として得られる油。