Jednym z bardzo ważnych parametrów charakteryzujących węgle aktywne jest wytrzymałość mechaniczna. Laboratorium Chemii Analitycznej (certyfikat akredytacji PCA Nr AB 081) wykonuje analizy wytrzymałości mechanicznej wykorzystując dwie metody:
- PN-90/C-97554 dotyczącą węgla aktywnego formowanego (otrzymywanego z mieszaniny pyłu węglowego lub innego surowca pochodzenia organicznego z dodatkiem odpowiedniego lepiszcza)
- PN-EN/12915-1:2009 uwzględniającą produkty do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia (pierwotny granulowany węgiel aktywny). Jest to tzw. metoda kulka-szalka.
Z uwagi na liczne pytania dotyczące analiz i różnić między nimi postaramy się rzucić nieco więcej światła na to zagadnienie.
Zgodnie z normą PN-90/C-97554 po wysuszeniu próbki węgla aktywnego w temperaturze 105oC, odsiewa się ręcznie pył o uziarnieniu poniżej 3,5 mm (dla węgli typu N) lub 1,0 mm (dla węgli typu A), a następnie oznacza jego gęstość nasypową. Wyznaczoną doświadczalnie ilość próbki umieszcza się w laboratoryjnym młynku kulkowym i mieli się przez 15 minut z szybkością 50 obr/min. Po degradacji ziarna i ręcznym jednominutowym odsianiu frakcji (poniżej 3,5 mm dla węgla typu N lub frakcji poniżej 1 mm dla węgli typu A) ważymy pozostałość na sicie uzyskaną po mieleniu granul i obliczamy procentową zawartość frakcji węgla powyżej 1,0 mm lub 3,5 mm.
Norma PN-EN/12915-1:2009 zaleca wysuszenie próbki pierwotnego granulowanego węgla aktywnego w temperaturze 150oC, a następnie oznaczenie zakresu wielkości ziarna (analiza ziarnowa) w celu wyznaczenia wielkości większego oczka sita zatrzymującego nie więcej niż 5% cząsteczek (m/m) oraz wielkości mniejszego oczka sita umożliwiającego przesianie nie więcej niż 5% (m/m) cząsteczek. Po odsianiu i odrzuceniu doświadczalnie wyznaczonych frakcji, w celu określenia ilości próbki potrzebnej do badań należy oznaczyć gęstość nasypową materiału upakowanego. Odmierzoną ilość próbki umieszczamy na szalce do badań twardości wraz ze stalowymi kulkami (15 sztuk o średnicy 12,7 mm i 15 sztuk o średnicy 9,5 mm). Badany obiekt przez 30 minut poddawany jest mechanicznemu wytrząsaniu przy działaniu drgań i rotacji. Po usunięciu metalowych kulek próbkę węgla aktywnego umieszczamy na określonym sicie do badania wytrzymałości mechanicznej. Wielkość oczka sita jest określana eksperymentalnie i równa jest połowie wielkości oczka sita określającego minimalną wielkość ziaren próbki pierwotnej. Próbkę wytrząsa się przez 10 minut, a degradacja wielkości ziaren oznaczana jest przez pomiar masy węgla aktywnego pozostałego na wyznaczonym sicie.
W LCA od kilkunastu lat w trybie akredytowanym wykonywane są oznaczenia parametrów jakościowych węgla aktywnego.
Zapraszamy do współpracy !
Przygotowały: Joanna Hrabak, Nina Bątorek–Giesa, Agnieszka Danaj
Laboratorium Chemii Analitycznej