Z uwagi na liczne pytania dotyczące badania gęstości nasypowej węgli aktywnych przedstawiamy podstawowe informacje na ten temat. W zależności od tego, czy mamy do czynienia z węglami pylistymi, ziarnowymi czy formowanymi (granulowanymi), należy wybrać stosowną metodykę oznaczania ich gęstości nasypowej, dedykowaną konkretnemu rodzajowi adsorbentu.
Gęstość nasypowa węgla aktywnego jest przede wszystkim pochodną właściwości surowca wykorzystanego do jego produkcji, ale także parametrów procesowych karbonizacji i aktywacji. Ma ona znaczenie przy doborze węgla do zastosowań w konkretnych procesach: adsorpcji gazów i par związków organicznych (zwykle jako węgiel rekuperacyjny), do oczyszczania i dezodoryzacji wód pitnych, do selektywnej adsorpcji związków organicznych, do oczyszczania powietrza przy małych stężeniach substancji trujących, jako katalizator i nośnik katalizatorów w niektórych procesach syntezy organicznej, etc.
Do analizy gęstości nasypowej wykorzystujemy trzy różne metodyki badań, uwarunkowane wielkością ziarna badanej próbki:
PN-90 C-97554 Węgiel aktywny formowany.
Norma dotyczy węgli aktywnych formowanych otrzymanych z mieszaniny pyłu węglowego lub innych surowców pochodzenia organicznego i odpowiedniego lepiszcza. Otrzymany wynik (stosunek masy do objętości) uzyskuje się dla badanej próbki po odsianiu ziarna o średnicy poniżej 1 mm i wyraża go w g/dm3.
PN-EN 12902:2005 Produkty do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia. Nieorganiczne materiały nośne i filtracyjne. Metody badań.
Tej metody pomiarowej nie stosujemy do badań materiałów o wymiarach ziaren większych niż 4 mm. Wynik gęstości nasypowej uzyskuje się dzieląc masę wysuszonego ISFM (nieorganicznego materiału nośnego i filtracyjnego) przez zajmowaną przez niego objętość i wyraża w kg/m3. Wyniki mogą się różnić od siebie w zależności od tego, czy materiał został luźno nasypany do cylindra pomiarowego, czy też był w nim upakowany.
PN-EN 12915-1 Produkty do uzdatniania wody przeznaczonej do spożycia – Granulowany węgiel aktywny. Pierwotny granulowany węgiel aktywny.
Norma ta ma zastosowanie do produktu, którego 90% pozostaje na sicie o wielkości oczek 0,18 mm. Gęstość nasypowa upakowanego węgla aktywnego oznaczana jest przez zważenie próbki upakowanej do objętości 100 ml w cylindrze miarowym, do którego została ona wprowadzona swobodnym dozowaniem z podajnika wibracyjnego i określana jest w kg/m3. Wymiary podajnika wibracyjnego, jak i czas napełniania cylindra miarowego muszą spełniać zalecenia powyższej normy.
W przypadku, gdy gęstość nasypowa jest badaniem akredytowanym, wyposażenie pomiarowe wykorzystywane do analizy (sekundomierz, cylinder miarowy oraz stosowane sita) powinno podlegać kontroli metrologicznej.
W Laboratorium Chemii Analitycznej posiadającym certyfikat akredytacji PCA Nr AB 081 od kilkudziesięciu lat wykonywane są oznaczenia gęstości nasypowej oraz innych parametrów jakościowych węgla aktywnego, m.in. zawartości wody, popiołu, liczby metylenowej i jodowej, analiza ziarnowa oraz wytrzymałość mechaniczna.
Zapraszamy do współpracy.
Przygotowały: Joanna Hrabak, Nina Bątorek-Giesa, Agnieszka Danaj
Laboratorium Chemii Analitycznej