Note publique d'information : L'objectif général de cette étude est la production de semi-coke à faible coût et
à large spectre de propriétés adsorbantes. Dans ce cadre deux conditions doivent être
simultanément réunies : un précurseur adapté et un procédé de fabrication en une seule
étape. Pour les études d'adsorption en phase aqueuse, les mesures ont été effectuées
en mode statique en utilisant différents composés (paranitrophénol, hydrocarbures
aromatiques polycycliques, plomb et cadmium). Pour les études en phase gazeuse, nous
avons choisi le SO2 comme molécule cible. Le meilleur adsorbant est obtenu à partir
d'un lignite polonais pyrolyse à 800°C. Ce produit présente une surface spécifique
de 370 M2/g avec une microporosité développée. Il apparaît du point de vue de la préparation
en four tournant que : - la température de pyrolyse est un paramètre clé ; - un taux
de matières volatiles dans le semi-coke de l'ordre de 10% est un critère de choix
des conditions optimales ; - le taux et la composition des cendres dans le lignite
sont importants. La présence de matières minérales basiques (CaO) conduit à l'augmentation
de la réactivité des cokes et influence le développement de la porosité. La modification
douce de la surface des semi-cokes de four tournant permet de moduler les propriétés
adsorbantes. L'oxydation à l'air à 320°C permet l'introduction de groupements oxygènes
de surface et une évolution sensible de la porosité sans consommation de produit.
Ce traitement conduit à une évolution positive des propriétés, surtout en phase aqueuse.
Ceci s'explique par l'exaltation du caractère hydrophile de la surface du solide entraînant
une meilleure pénétration de l'eau. Ces travaux ouvrent la voie à la conception d'adsorbants
bon marché adaptés au traitement des eaux ou des gaz, à partir d'un même précurseur
(lignite) en adaptant les procédés industriels aux objectifs recherches (récupération
des métaux lourds, désulfuration des gaz par exemples).
Note publique d'information : The objective of this work is to produce effectuve cheap active coke with a broad
spectrum of adsorptive properties. Three lignites have been pyrolysed using a rotary
kiln technology under different experimental conditions. Adsorption of different compounds
(paranitrophenol, polycyclic aromatic hydrocarbon, lead and cadmium) was conducted
in aqueous phase in static mode. from flue gases, the removal of SO2 has been chosen.
Our best sample was obtained from a polish lignite at 800°C. The specific surface
reachs 370 m2/g with a developed microporosity. In this work, we have demonstrated
that : - the pyrolysis temperature is a key parameter ; - remaining about 10% of volatile
matter is an indicator for the determination of the optimal conditions ; - the nature
and concentration of ashes are important. The presence of well dispersed calcium affects
the final reactivity of chars and influences positively the development of the porosity.
The modification of the chars surface can improve the adsorptive properties. We have
proposed an oxidation treatment at 598K in air in order to increase the surface oxygenated
groups and modify the porosity without carbon consumption. The accessibility of the
water solution to the pore volume is getting better. This is probably due to the increasing
of teh surface hydrophilly. This work shows the feasibility to obtain effective cheap
adsorbent in aqueous and gaseous phase using an industrial technology and lignite
as precursor. This material can be used for the removal of heavy metals, gas cleaning
for example.
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