Méthode d'essai standard ASTM D3802 pour la dureté sphérique du charbon actif

Méthode d'essai standard ASTM D3802 pour la dureté sphérique du charbon actif

La norme ASTM D3802 de l'American Society for Testing and Materials (ASTM) décrit une méthode d'essai permettant de déterminer l'indice de dureté à la bille des charbons actifs granulaires. Aux fins de cet essai, les charbons actifs granulaires sont ceux dont 90 % des particules sont supérieures à 80 mesh (180 μm), conformément à la norme ASTM D2862.

Méthode d'essai standard ASTM D3802 pour la dureté sphérique du charbon actif

Diverses méthodes ont été utilisées par le passé pour déterminer la résistance des charbons actifs à la dégradation granulométrique en conditions de service, notamment la méthode du bac à billes, la méthode du barreau d'agitation et la méthode d'élutriation des poudres. Aucune de ces méthodes ne s'est révélée totalement satisfaisante pour toutes les applications et toutes ont été remises en question par le Comité des charbons actifs de l'ASTM comme tests de détermination de la résistance à la dégradation. Cependant, la méthode du bac à billes a été largement utilisée par le passé et bénéficie d'une longue tradition dans l'industrie du charbon actif pour mesurer une propriété définie approximativement comme la dureté. Dans ce contexte, cet essai est utile pour déterminer une propriété mesurable d'un charbon. Sachant que cet essai ne mesure pas réellement la résistance à la dégradation en service, il peut être utilisé pour déterminer la comparabilité de lots de charbons de la même classe.

Aux fins de la présente norme, les termes et définitions suivants s'appliquent :

  • Taille nominale des particules : charbons naturels, granulaires et de forme irrégulière : Plage de tailles de particules exprimée en termes de tailles de tamis, l'extrémité la plus petite excluant plus de 5 % de la distribution granulométrique et l'extrémité la plus grande excluant plus de 5 % de la distribution (en poids).
  • Taille nominale des particules : charbons granulés : Plage de tailles de particules exprimée en termes de tailles de tamis, l'extrémité la plus petite excluant plus de 10 pour cent de la distribution granulométrique et l'extrémité la plus grande excluant plus de 5 pour cent de la distribution (en poids).
  • Taille nominale des particules de petite extrémité : désigne la taille des particules qui définit la partie de la distribution granulométrique exclue de l'extrémité de petite taille de particules conformément aux critères ci-dessus.

Un échantillon de carbone tamisé et pesé est placé dans un récipient spécial contenant des billes en acier inoxydable, puis soumis à une rotation et à des chocs combinés pendant 30 minutes. Après cette période, la dégradation granulométrique est déterminée en mesurant, en poids, la quantité de carbone retenue sur un tamis dont l'ouverture est proche de la moitié de celle définissant la granulométrie nominale minimale de l'échantillon initial.

Des conseils sur l’échantillonnage du charbon actif granulaire sont inclus dans la norme ASTM E300.

Les balances doivent être étalonnées selon les méthodes de laboratoire standard. Les tamis doivent être étalonnés à intervalles réguliers, conformément à la procédure décrite dans la norme ASTM E11.

Le processus de test comprend les étapes suivantes :

  • La taille nominale des particules de l'échantillon est déterminée selon la méthode d'essai standard ASTM D2862 et la teneur en humidité est déterminée selon la méthode d'essai standard ASTM D2867.
  • Un échantillon représentatif supplémentaire contenant environ 125 mL de carbone est prélevé conformément à la norme ASTM E300.
  • Cet échantillon est tamisé selon sa granulométrie nominale selon la méthode d'essai standard ASTM D2862. Les fractions supérieures à la granulométrie nominale la plus élevée et inférieures à la granulométrie nominale la plus faible sont éliminées. Au moins 100 mL de matériau sont obtenus dans la plage de granulométrie nominale.
  • Si nécessaire, du matériel supplémentaire obtenu est utilisé.
  • 100 ml de l'échantillon tamisé sont mesurés dans un cylindre gradué taré conformément à la méthode d'essai standard ASTM D2854 et pesés à 0,1 g près.
  • Le récipient de dureté est placé dans le récipient récepteur inférieur standard. L'échantillon tamisé et pesé est versé dans le récipient de dureté et des billes d'acier y sont ajoutées.
  • Cinq tamis de grande taille et leur couvercle sont empilés sur le récipient de dureté pour compléter la pile de tamis. Dans ce cas, les tamis supplémentaires servent simplement à créer une pile qui remplit le secoueur, éliminant ainsi le besoin de modifier le battement et de réajuster le support de la pile de tamis.
  • La pile de tamis est placée sur le tamiseur et secouée pendant 30 à 60,5 minutes pendant que le marteau percuteur fonctionne.
  • À la fin de la période d'agitation, la pile de tamis est retirée du tamiseur et le godet de dureté est retiré de la pile de tamis. Le tamis de test de dureté est placé sur le godet de réception.
  • Retirer les billes d'acier du godet de dureté et transférer l'échantillon sur un tamis de test de dureté, en brossant les particules adhérentes. Placer cinq tamis de taille standard et leur couvercle sur le tamis de test de dureté et le godet de collecte, puis placer le tamis sur l'agitateur. Agiter pendant 10 minutes et 6 secondes, le marteau étant en marche.

En résumé, la norme ASTM D3802 inclut une méthode de détermination de la dureté à la bille du charbon actif granulaire. Cette méthode mesure la résistance du matériau à l'abrasion (décomposition en particules plus fines) lorsqu'il est soumis à des contraintes mécaniques. L'essai simule les contraintes physiques auxquelles le charbon actif est soumis lors de sa manipulation, de son chargement ou de son utilisation opérationnelle dans les systèmes de filtration. La dureté est exprimée en pourcentage, les valeurs les plus élevées indiquant une meilleure résistance à la dégradation. Cette norme fait partie de la série de tests ASTM pour le charbon actif et garantit une qualité constante pour les applications nécessitant des matériaux adsorbants puissants.

La norme ASTM D3802 s'applique au charbon actif granulaire, y compris les matériaux dérivés de sources telles que le charbon, les coques de noix de coco ou le bois, et est utilisée pour :

  • Traitement de l’eau : Pour éliminer les contaminants tels que les composés organiques ou les odeurs de l’eau potable ou des eaux usées.
  • Purification de l'air et des gaz : Pour adsorber les polluants ou les composés organiques volatils (COV) dans les applications industrielles ou environnementales.
  • Traitement chimique : Dans les processus de catalyse ou de purification où l’intégrité structurelle du charbon actif est essentielle.
  • Contrôle qualité : vérifier que le charbon actif répond aux exigences de durabilité dans les applications de production et d'utilisation finale.

Cette norme s'applique aux fabricants, fournisseurs et utilisateurs finaux qui souhaitent garantir que le charbon actif peut résister aux contraintes mécaniques sans fragmentation significative des particules qui pourrait réduire son efficacité ou obstruer les systèmes de filtration.

La norme ASTM D3802 est essentielle pour les raisons suivantes :

  • Assurance de durabilité : garantit que le charbon actif peut résister aux contraintes mécaniques pendant le transport, le chargement ou l'utilisation opérationnelle, évitant ainsi une génération excessive de poussière ou une perte de matière.
  • Fiabilité des performances : La dureté est liée à la capacité du carbone à maintenir sa structure et sa capacité d'adsorption dans les systèmes de filtration, garantissant des performances constantes.
  • Contrôle qualité : réduit le risque de défaillance du produit en fournissant une méthode standard aux fabricants et aux fournisseurs pour vérifier que le charbon actif répond aux spécifications du client.
  • Rentabilité : Le charbon actif durable réduit le besoin de remplacement ou d’entretien fréquent des systèmes de filtration, réduisant ainsi les coûts d’exploitation.
  • Conformité réglementaire : prend en charge la conformité aux normes industrielles pour le traitement de l’eau, la purification de l’air et d’autres applications où le charbon actif est réglementé.

Par conséquent, la norme ASTM D3802 est une norme essentielle pour évaluer la dureté à la bille du charbon actif granulaire et garantir sa durabilité et ses performances dans des applications telles que le traitement de l'eau, la purification de l'air et les procédés chimiques. Grâce à une méthode normalisée et reproductible, elle favorise le contrôle qualité, la conformité réglementaire et la rentabilité pour les fabricants et les utilisateurs finaux. Son adoption par tous les secteurs souligne son importance pour la fourniture de charbons actifs fiables et de haute qualité.

Notre organisation, forte de nombreuses années d'expérience et suivant attentivement les avancées scientifiques et technologiques mondiales, réalise des tests, des mesures et des analyses dans un large éventail de domaines pour des entreprises de tous secteurs, grâce à une équipe qualifiée et une infrastructure complète. Dans ce contexte, nous proposons également des services d'essais conformes à la norme ASTM D3802, Méthode d'essai normalisée pour la dureté sphérique du charbon actif.

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