La dureté est une mesure de la résistance mécanique du charbon actif. L'indice de dureté y est un paramètre important lors de la sélection du charbon actif pour une application spécifique, car il peut affecter les performances du charbon, la durée de vie du système d'adsorption et la génération de fines ou de poussières, qui peuvent causer des problèmes opérationnels ou réduire l'efficacité du processus d'adsorption. La dureté est généralement exprimée en pourcentage ou en indice, qui indique la fraction de charbon actif qui reste intacte après un test d'usure standardisé.
Les tests les plus courants pour mesurer la dureté du charbon actif sont le test de dureté du disque à billes (également connu sous le nom de test d'abrasion à billes) et le test de dureté ASTM D3802.
Dans le test de dureté à la bille, un échantillon de charbon actif est soumis à un nombre spécifique de rotations dans un broyeur à billes contenant un certain nombre de billes d'acier. À la fin du test, la quantité de charbon restant sur le tamis spécifié est utilisée pour calculer le pourcentage de dureté.
Dans le test de dureté ASTM D3802, le charbon actif est soumis à un nombre déterminé de rotations dans un tambour rotatif avec un nombre déterminé de tiges d'acier. À la fin du test, les particules de charbon restant sur le tamis spécifié sont pesées et l'indice de dureté est calculé en pourcentage de la masse initiale restante.
La dureté du charbon actif peut être influencée par divers facteurs tels que la matière première, le processus d'activation et la taille des particules. En général, le charbon actif provenant de matériaux plus durs a une valeur de dureté plus élevée (par exemple, la coquille de noix de coco). Les processus d'activation et les étapes de post-traitement peuvent également affecter la dureté, les processus conduisant à des structures plus cristallines ou à l'imprégnation de produits chimiques aboutissant généralement à un charbon plus dur.
Dans les applications où le charbon actif est soumis à des contraintes mécaniques, comme dans les systèmes de traitement de l'eau avec lavage à contre-courant, les filtres à air avec flux d'air pulsé ou les lits de garnissage avec des débits élevés, une dureté plus élevée est souhaitée pour minimiser la production de fines et pour maintenir la performance du charbon dans le temps. Dans la récupération de l'or dans les mines d'or, où l'on utilise du charbon actif à base de coquille de noix de coco, les exigences en matière de dureté du charbon actif sont également élevées.