Elaboration de charbons actifs magnétisables

• Auteur / Autrice : Christophe Porquet
• Direction : Gérard Antonini
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Ferromagnétisme

Propriétés magnétiques

Absorbants et adsorbants

Charbon actif

Résumé

Les charbons actifs interviennent dans de nombreux procédés industriels de traitement des eaux résiduaires. Trois grands types de conditionnement sont répertoriés : les charbons actifs en poudres, les charbons actifs en grains et le tissu de charbon activé. La mise au point de charbon actif à propriétés ferromagnétiques permet d'envisager la récupération des adsorbants après utilisation par l'action de champ électromagnétique externe imposé. L'élaboration de tels charbons actifs résulte d'une activation thermochimique appropriée obtenue par pyrolyse ménagée de matière végétale, avec intercalation d'oxydes métalliques qui rendent les charbons actifs aimantables. L'étude des paramètres thermiques et l'utilisation de plans d'expériences factoriels ont permis de déterminer les conditions optimales de température, de vitesse de chauffe ainsi que les temps de séjour de traitement thermique. Des études complémentaires ont mis en évidence l'influence sur la surface BET des charbons actifs élaborés en lit fixe de la longueur de passage des gaz de pyrolyse à travers le lit de matière première en cours de traitement. Des mesures de capacités d'adsorption sur différents types de molécules (diéthylèneglycol-monohéxyléther, hexanol, acide butyrique. . . ) donnent des résultats probants et montrent des affinités entre les charbons actifs testés et les molécules hydrophobes. Ceci en conformité avec la littérature. L'observation d'échantillons au MES, ainsi que des analyses aux rayons ont permis d'établir la présence au sein de la structure carbonée d'oxydes de fer qui se sont révélés être de la magnétite et de l'hématite. La présence de ces cristaux permet de rendre ces charbons actifs ferromagnétiques, comme on a pu le vérifier par hystérésimétrie. Les capacités à l'aimantation des produits obtenus ont été vérifiées à l'aide d'une balance magnétique mise au point au laboratoire. Les propriétés magnétiques des charbons actifs ainsi élaborés sous forme de poudre se sont révélées être indépendantes de la granulométrie dans une gamme variant de 80 m à 2 mm. Enfin, des essais de récupération magnétique en phase liquide ont permis d'établir des taux de récupération de 98 % pour des charbons actifs de granulométrie de 150 m.