Thèse soutenue

Etude de l'interaction charge-liant dans les anodes de carbone : influence des propriétés superficielles du coke sur le développement de la porosité des anodes au cours du traitement thermique
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Auteur / Autrice : Pascal Deparis
Direction : Pierre Ehrburger
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - Physique
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Les anodes pour l'électrolyse de l'alumine sont constituées de particules de coke de pétrole liées par une phase carbonée issue de la pyrolyse de brai de houille. L'objectif de l'étude a été d'apporter une compréhension plus fine des phénomènes physico-chimiques survenant à l'interface coke-brai afin de parvenir à une détermination plus précise des facteurs influençant le couplage coke-brai lors de la cuisson des anodes. La surface des cokes a été caractérisée par leur teneur en sites réactionnels qui reflète leur organisation superficielle et par la détermination des espèces adsorbées en surface. Des différences importantes ont été mises en évidence suivant la provenance des cokes. L'évolution physico-chimique du brai au cours du traitement thermique a été suivie par la détermination de sa température de transition vitreuse (Tg). D'une manière générale, la valeur de Tg d'un brai augmente lors d'un traitement thermique, suite au départ de matières volatiles et à des réactions de polymérisation. Il a été constaté que le Tg est plus élevé en présence qu'en absence de particules de coke et cet écart est d'autant plus important que l'organisation cristalline du coke est plus marquée. Une interaction plus forte des composés lourds avec les plans de base du carbone augmenterait leur probabilité de réactions de polymérisation. Cependant, la présence d'impuretés à la surface des cokes en diminue les effets probablement par un phénomène d'écrantage. La porosité interparticulaire d'anodes a été étudiée par analyse d'images sur des sections polies. L'examen d'échantillons prélevés à différents stades de la cuisson montre que la porosité se développe lors de la première étape de cuisson et qu'elle est étroitement liée à la nature du coke. Les caractéristiques poreuses des anodes sont corrélées avec l'évolution physico-chimique du brai. Ainsi, le développement de la texture poreuse dans une anode est conditionné par la viscosité du brai durant la première étape de cuisson.