Fig. 7.3: Photographie MEB de l’alumine γ BT25
Fig. 7.4: photographie MEB de l’alumine α GEA6
7.6
Analyse chimique de surface
Des analyses chimiques ont ´et´e r´ealis´ees sur chacune des poudres d’alumines γ et
CHAPITRE 7. LES CARACT ´ERISTIQUES PRINCIPALES DES ALUMINES ´
ETUDI ´EES
en ppm.
cristallographie nature teneur ´el´ement (en ppm) alumine poudre Na K Fe Si Ca Mg alumines γ S30CR 21 48 1 6 3 0 S15CRX 8 13 < 1 10 3 0 alumines α GEA6 14 21 3 12 1 0 GEA6lav´ee 3 3 3 14 1 0 GE6 12 26 3,5 17 2 0 CRA6 11 33 2 17 2 0 GEA1 11 24 3,5 25 1,5 0 GEA10 12 31 4,4 16 1,2 0 CRA6D500 10 33 4,6 10 1,2 500 GE6D225 12 21 3,5 15 1,1 137 GE3D2 12 21 2 18 2 531
Tab. 7.3: Analyse chimique des alumines γ et α (en ppm)
Les teneurs en soufre des alumines γ ont ´et´e mesur´ees, elles sont pr´esent´ees dans le tableau 7.4.
alumine teneur en soufre BT25 0, 17% SN12 0, 1%
SN6 0, 1% S30CR 0, 03% S15CRX 19ppm
Chapitre 8
Les techniques d’analyse
8.1
La CGI-DI
8.1.1
Mise en forme de la poudre d’alumine γ
Pour commencer l’´etude en CGI-DI des alumines fournies par la soci´et´e Ba¨ıkowski, diff´erentes exp´eriences ont ´et´e r´ealis´ees sur des alumines γ et α pour d´eterminer les meilleurs longueur et diam`etre de colonnes n´ecessaires pour obtenir des chromato- grammes bien r´esolus. La limitation est la faible taille des particules (5 `a 10 μm) des alumines γ et la quantit´e ´elev´ee de poudre n´ecessaire pour obtenir des pics bien s´epar´es entraˆınant de grandes pertes de charges. Les alumines α peuvent ˆetre ana- lys´ees telles qu’elles sont dans leur ´etat naturel alors que les alumines γ n´ecessitent une augmentation de la taille de leurs particules. Pour augmenter leur taille, les particules d’alumines γ ont ´et´e compact´ees avec une presse uniaxiale (Instron Press 5567). La poudre d’alumine est plac´ee dans une matrice cylindrique qui poss`ede un diam`etre interne de 30 mm et une hauteur de 53 mm. Aucune m´ethode de remplis- sage sp´eciale n’est adopt´ee. Le piston sup´erieur est abaiss´e et comprime l’alumine jusqu’`a ce que la force de compression pr´ed´etermin´ee soit atteinte. Les comprim´es ont ´et´e r´ealis´es `a diff´erentes forces de compression allant de 5 `a 12 MPa. Pour compl´eter ce travail avec des comprim´es r´ealis´es avec des forces de compaction bien plus ´elev´ees, la soci´et´e Ba¨ıkowski nous a fourni des compacts r´ealis´es `a 15, 35 et 98 MPa. Les pastilles r´ealis´ees `a la presse sont ensuite broy´ees doucement dans un mortier et tamis´ees dans une gamme de granulom´etrie allant de 200 `a 400 μm. Suite `a cette mise en forme de la poudre, une ´etude sur une des alumines γ, l’alumine BT25, sur l’influence de la compaction sur les propri´et´es de surface de cette alumine a ´et´e men´ee. Des mesures ont ´et´e r´ealis´ees en DI sur l’alumine BT25 non compact´ee, dite de r´ef´erence, et sur l’alumine compact´ee aux diff´erentes pressions. Les r´esultats sont pr´esent´es dans le chapitre r´esultats de CGI-DI.
8.1.2
Conditions exp´erimentales en CGI-DI
Les analyses ont ´et´e r´ealis´ees sur un chromatographe HP 6890 Series (Hew- lett Packard) ´equip´e de deux d´etecteurs `a ionisation de flamme (FID). Le gaz
CHAPITRE 8. LES TECHNIQUES D’ANALYSE
vecteur utilis´e est l’h´elium `a un d´ebit avoisinant 30 mL.min−1 selon les colonnes. Les temp´eratures de l’injecteur et du d´etecteur sont fix´ees `a 250°C. Les colonnes sont conditionn´ees pendant une nuit `a 200°C sous courant d’h´elium et analys´ees `a 170°C `a la fois pour les analyses ´etudiant l’influence de la compaction et pour les analyses pr´eliminaires, et `a 60°C pour les analyses suivantes. Les sondes utilis´ees sont des alcanes lin´eaires (hexane, heptane, octane), des alcanes ramifi´es (2,3,4- trim´ethylpentane et 2,5-dim´ethylhexane) et des alcanes cycliques (cyclohexane et cyclooctane) provenant tous de chez Aldrich. Les sondes polaires sont le dichlo- rom´ethane (dichloro) et le dioxanne provenant de la soci´et´e Fisher.
8.1.3
Pr´eparation des colonnes
Les colonnes chromatographiques sont des tubes en acier inoxydable de diam`etres 1/4” ou 1/8” et de longueurs 4, 10 ou 40 cm selon la poudre. La longueur de la colonne permet d’adapter une masse de poudre r´epondant `a un compromis entre une s´eparation des pics chromatographiques et une perte de charge inf´erieure `a 1 bar de mani`ere `a ´eviter les fuites au niveau des raccords. Une extr´emit´e de la colonne est bouch´ee avec de la laine de verre et la colonne vide est pes´ee. L’alumine est introduite par vibration dans la colonne afin d’assurer un remplissage r´egulier. La colonne remplie est pes´ee pour connaˆıtre la quantit´e de poudre introduite et la seconde extr´emit´e de la colonne est bouch´ee avec de la laine de verre. La colonne est ensuite plac´ee dans le chromatographe de mani`ere `a ce qu’elle soit parcourue par le gaz vecteur dans le mˆeme sens que celui du remplissage. Le tableau 8.1 regroupe les caract´eristiques des colonnes et temp´eratures d’analyse selon l’´etude et la nature de l’alumine.
Etude Alumine Colonne Temp´erature influence γ BT25 compact´ee 1/4” 40cm 170°C compaction γ BT25 r´ef´erence 1/4” 4cm 170°C analyses alumines γ 1/4” 40cm 170°C pr´eliminaires alumines α 1/4” 40cm 170°C analyses alumines γ 1/8” 10cm 60°C suivantes alumines α 1/4” 40cm 60°C
Tab. 8.1: Caract´eristiques des colonnes et temp´eratures d’analyse en fonction de l’´etude