ASTM D3802 活性炭球形盘硬度的标准测试方法

美国材料与试验协会 (ASTM) 标准《ASTM D3802 活性炭球盘硬度标准测试方法》描述了一种测定颗粒活性炭球盘硬度值的测试方法。本测试中，颗粒活性炭是指 90% 颗粒尺寸大于 80 目（180 微米）的活性炭，定义见《ASTM D2862 颗粒活性炭粒度分布标准测试方法》。

过去曾使用各种方法来测定活性炭在使用条件下对粒度降解的抵抗力，包括球盘法、搅拌棒法和粉末淘析法。这些方法并非在所有应用中都完全令人满意，并且所有方法都受到了 ASTM 活性炭委员会的质疑，认为它们不能作为测定抗降解性的测试方法。然而，球盘法在过去被广泛使用，并且在活性炭行业有着悠久的历史，用于测量一种粗略定义为硬度的性质。在这种情况下，该测试对于确定碳的可测量性质非常有用。鉴于该测试实际上并未测量对使用中降解的抵抗力，因此可以将其用于确定同一类别碳批次之间的可比性。

就本标准而言，适用以下术语和定义：

• 标称粒度：天然、颗粒状和不规则形状的颗粒碳：以筛孔尺寸表示的粒度范围，较小端排除粒度分布的 5% 以上，较大端排除粒度分布的 5% 以上（按重量计）。
• 标称粒度：颗粒状炭：以筛孔尺寸表示的粒度范围，较小端排除粒度分布的 10% 以上，较大端排除粒度分布的 5% 以上（按重量计）。
• 小端标称粒度：指按照上述标准定义粒度分布中排除小粒度端的部分的粒度。

将筛分并称重的碳样品放入一个装有一组不锈钢球的特殊硬度容器中，然后进行旋转和冲击试验，持续30分钟。之后，通过测量最接近一半筛孔（定义原始样品的最小公称粒径）的筛子上残留的碳量（以重量计），确定粒径的降低程度。

ASTM E300 标准中包含了对颗粒活性炭进行采样的指导。

天平应采用标准实验室方法校准。筛子应按照 ASTM E11 中规定的程序，以合理的间隔进行校准。

测试过程包括以下步骤：

• 按照ASTM D2862标准测试方法测定样品的公称粒度，按照ASTM D2867标准测试方法测定水分含量。
• 根据 ASTM E300 标准，采集含有约 125 mL 碳的额外代表性样品。
• 使用 ASTM D2862 标准测试方法，将样品筛分至其标称粒度分布。大于较大标称粒度和小于较小标称粒度的级分将被丢弃。至少获得 100 mL 标称孔径范围内的样品。
• 如果有必要，可以使用额外获得的材料。
• 按照 ASTM D2854 标准测试方法，将 100 mL 筛分样品放入已去皮重的量筒中，称重至最接近的 0,1 g。
• 将硬度计容器置于标准下接收容器内，将筛分称重后的试样倒入硬度计容器内，并加入钢球。
• 五个标准尺寸的筛子和筛盖堆叠在硬度计顶部，构成完整的筛堆。在这种情况下，额外的筛子仅用于填充振动筛，无需改变搅拌动作和重新调整筛堆支架。
• 将筛堆放在筛子振动器上，并在撞击锤操作的同时振动 30-60,5 分钟。
• 摇动结束后，将筛组从摇筛机上取下，并将硬度杯从筛组上取下。将硬度测试筛放在接收杯上。
• 从硬度杯中取出钢球，将样品转移到硬度测试筛中，刷掉任何粘附的颗粒。将五个全尺寸筛子和筛盖放在硬度测试筛和收集杯上，然后将筛子放在振动器上。在锤子运转的同时，摇动10分6秒。

简而言之，ASTM D3802 标准包含一种测定颗粒活性炭球盘硬度的方法。该方法测量材料在受到机械应力时抵抗磨损（分解成更小颗粒）的能力。该测试模拟了活性炭在过滤系统中搬运、装载或运行使用过程中所承受的物理应力。硬度以百分比表示，数值越高，抗降解能力越强。该标准是 ASTM 活性炭测试套件的一部分，可确保在需要强吸附材料的应用中获得始终如一的质量。

ASTM D3802 标准适用于颗粒活性炭，包括来自煤、椰子壳或木材等来源的材料，用于：

• 水处理：去除饮用水或废水中的有机化合物或气味等污染物。
• 空气和气体净化：在工业或环境应用中吸附污染物或挥发性有机化合物（VOC）。
• 化学加工：在催化或净化过程中，活性炭的结构完整性至关重要。
• 质量控制：验证活性炭是否满足生产和最终用途应用中的耐久性要求。

该标准适用于希望确保活性炭能够承受机械应力而不会出现可能降低其有效性或堵塞过滤系统的严重颗粒碎裂的制造商、供应商和最终用户。

ASTM D3802 标准至关重要，原因如下：

• 耐久性保证：确保活性炭能够承受运输、装载或操作使用过程中的机械应力，防止过多的粉尘产生或材料损失。
• 性能可靠性：硬度与碳在过滤系统中保持其结构和吸附能力的能力有关，以确保一致的性能。
• 质量控制：通过为制造商和供应商提供标准方法来验证活性炭是否符合客户规格，从而降低产品故障的风险。
• 成本效益：耐用的活性炭减少了过滤系统频繁更换或维护的需要，降低了运营成本。
• 法规遵从性：支持遵守水处理、空气净化和其他活性炭受监管应用的行业标准。

因此，ASTM D3802 是评估颗粒活性炭球剥离硬度，并确保其在水处理、空气净化和化学处理等应用中的耐久性和性能的重要标准。它提供标准化且可重复的方法，支持制造商和最终用户的质量控制、法规遵从性和成本效益。它在各行各业的广泛应用凸显了其在提供可靠、高质量活性炭产品方面的重要性。

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