Alternatywne lepiszcza węglowe o niskiej zawartości
wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA)
Celem rozprawy było opracowanie materiału stanowiącego prekursor węglowy, spełniającego wymogi stawiane spoiwom stosowanym w technologiach syntetycznych węgli i grafitów, a także wymogi i normy Unii Europejskiej, w zakresie ochrony środowiska i ochrony zdrowia.
Wybrano trzy rodzaje substancji, smoły drzewne, węgiel koksujący oraz wysokotopliwy pak węglowy, które zostały poddane badaniom eksperymentalnym. Każda z nich analizowana była pod względem zdolności przetwórczych. Dostosowano właściwości materiałów wyjściowych do warunków stosowanych w technologiach przetwarzania surowców węglowych. Następnie określono podstawowe parametry charakteryzujące spoiwa węglowe, takie jak skład pierwiastkowy, zawartość szkodliwych wielopierścieniowych związków aromatycznych (WWA), stabilność w funkcji temperatury, zmiany strukturalne zachodzące w wyniku obróbki termicznej i inne.
Lepiszcza wykorzystane zostały do wytworzenia próbek elektrodowych w skali laboratoryjnej, a także przemysłowej. Materiały scharakteryzowano pod kątem właściwości fizycznych oraz odniesiono do właściwości wyrobów do produkcji, których wykorzystywany jest pak węglowy.
W wyniku badań przeprowadzonych w toku realizacji rozprawy opracowane zostały lepiszcza węglowe spełniające obowiązujące kryteria dotyczące toksyczności, które mogą stanowić substytut paku węglowego w wytwarzaniu wyrobów węglowo grafitowych różnego rodzaju.
Alternative carbon binder systems with low polycyclic aromatic
hydrocarbons content (PAHs)
The main aim of the work was to develop carbonaceous precursor that meets the demands of both, standard properties of binding materials for carbon & graphite production, as well as the requirements and standards of the European Union referring to environmental and health protection.
Three types of substances have been subjected to experimental study i.e. wood-derived tars, coking coal and hard coal-tar pitch (CTP). At the beginning, each of substance was analysed for its processing capabilities. They were adjusted to the conditions applied in synthetic carbon & graphite processing technologies. Next, the basic parameters characterising the carbon binders, such as elemental composition, harmful polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) contents, temperature stability, structural changes under thermal treatment, and other parameters were determined. Selected binders were used to manufacture electrode samples in the laboratory and industrial scale. The heat-treated samples were characterised for their selected physical properties and also were related to the properties of the CTP-based electrode samples. As a result of the investigations conducted in the frame of this thesis work alternative carbon binders which may substitute the CTP, being in accordance with current criteria of toxicity, that may be used in the manufacture of various carbon & graphite products have been developed.
