8/17/2019 producao de carvao activado
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1. Introdução
Historicamente o uso de carvão é muito antigo, sendo impossível definir exatamente sua origem.
O carvão vegetal ou parte desvolatilizada de material carbonáceos, já era empregado como
material adsorvente antes mesmo de utilizar o que camamos oje de carvão activado !"oat e
#etroff, $%&'(.
O carvão ativado é um material carbonáceo, caracterizado por possuir uma área superficial e
porosidade altamente desenvolvidas, o que le confere a capacidade de adsorver moléculas tanto
em fase líquida como gasosa !#andolfo, $%&&(.
) um adsorvente de interesse industrial e suas aplica*+es incluem o tratamento dágua, refino doa*-car, recupera*ão de metais preciosos, desodoriza*ão do ar, etc !#andolfo, $%&&(. #ode ser
produzido a partir de ossos, madeira, casca do coco, nozes, carvão mineral e de polímeros
sintéticos.
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2. Objectivos
2.1. Geral
ealizar o estudo sobre a produ*ão do carvão activado
2.2. Especifico
/nalisar as diversas fontes de produ*ão do carvão activado0
"escrever as várias técnicas ind-strias de produ*ão0
"escrever as etapas de produ*ão0
1ndicar as suas principais aplica*+es e a gestão de subprodutos0
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3. Processo de produção
3.1. Matériapri!a
esíduos de petr2leo, carvão natural e madeiras foram por um longo período de tempo os
principais precursores do carvão ativado !3reitas, 4555(. Os resíduos e subprodutos da
agricultura t6m sido utilizados como adsorventes para a remo*ão de poluentes oriundos da
atividade industrial devido ao seu baixo custo e disponibilidade em abund7ncia
8om rela*ão 9s características, um bom material precursor é aquele que possui um elevado teor
de carbono em sua composi*ão, como cascas de arroz, de nozes, carv+es minerais, madeiras,
ossos de animais, caro*os de frutas, grãos de café, entre outros.
O processo de produ*ão do carvão activado envolve duas etapas principais: a carboniza*ão damatéria;prima, acima de '55 o8 e a ativa*ão:
1 "arboni#ação
/ carboniza*ão consiste em uma decomposi*ão térmica do material carbonáceo, eliminando
espécies não carb55o8, dá;se a rea*ão química de carboniza*ão, que é exotérmica e se
caracteriza por forte desprendimento de gases, na maior parte de ácido acético, álcool metílico e
fra*+es leves de alcatrão, bem como gases combustíveis.
; =o intervalo de >55 e ?55o8, 9 medida que a temperatura for subindo, diminuirão os grandes
volumes de gases e na sua maior parte de fra*+es médias e pesadas de alcatrão.
; /cima de ?55o8 inicia;se a camada fase do idrog6nio com a forma*ão de pouca quantidade
de gases !altamente idrogenados(. ) a fase em que o carvão come*a a se dissociar.
@abela$: Avolu*ão da carboniza*ão
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3onte: !Bartninez, $%CC(
#rodutos formados distinguem;se em > tr6s principais:
; 8arvão vegetal !#roduto desejado(
; #rodutos condenáveis
; #rodutos gasosos
3.2. $ctivação
/p2s a carboniza*ão o carvão produzido não possui uma alta capacidade de adsor*ão, devido a
estrutura de poros menos desenvolvido e segue;se a etapa de activa*ão para desenvolver a
estructura porosa do carvão e pode ser activado de duas maneiras !3reitas, 4555(.
$ctivação %&sica consiste na gaseifica*ão, é o processo pelo qual o precursor desenvolve uma
estrutura porosa, aumentando sua área superficial, pela a*ão de um tratamento térmico
a uma temperatura que pode variar na faixa de !&55 D$555( E8 sob o fluxo de um apropriado gás
oxidante, vapor de água, 8O4 ou ar atmosférico, usados individualmente ou
combinados. / ativa*ão física está então relacionada com a remo*ão de átomos de carbono no
interior do espa*o carbonáceo, e por consequ6ncia, decréscimo da massa do precursor. Asta perdade massa aumenta com a temperatura e tempo de ativa*ão.
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$ctivação 'u&!ica consiste na impregna*ão de agentes químicos desidratantes, tais como:
Fn8l4, H4GO, H>#O, idr2xidos de metais alcalinos e a remo*ão dos reagentes químicos ocorre
por extra*ão com ácidos em caso de cloreto de zinco e neutraliza*ão em caso de ácidos !Ialili
et al, 4555(.
(. Propriedade %&sico'u&!ico do carvão activado
8aracterísticas químicas superficiais
"estacam;se grupos oxigenados !carboxila, idroxila, éter, corbinila, lactona, quinona, pirano,
cetona e fenol(
/ superfície pode ser ácida ou básica. =a presen*a de grupos como carboxilas, lactonas e fen2is
le confere um caracter ácido e piranos, éter, idroxilas e corbonilas são responsáveis pelocaracter básico !amon et al, $%%%(.
pH
/ natureza acida ou básica depende da sua prepara*ão e de grupos ligados a superfície, bem
como o tipo de tratamento que foi submetido !Jaguaribe et al, 455'(.
8inzas
O conte-do de cinzas é um par7metro importante, principalmente na adsor*ão de solu*+es, pois
dependendo do solvente pode ser extraído alterando o pH da solu*ão. Os principais minerais
encontrados nas cinzas são: 8álcio, magnésio, fosforo e silício !IiKuci, 455?(.
/dsor*ão
/ superfície pode apresentar adsor*ão física ou química.
3ísica ocorre por forcas de vender Laals entre o adsorbato e adsorvente e Muímica ocorre uma
liga*ão química geralmente covalente, entre o adsorbato e adsorvente é fen2meno irreversível.
3actores como área superficial, estructura dos poros e as características químicas superficiais
influenciam a adsor*ão !Goares, 455$(.
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"ensidade
) um par7metro que pode variar em fun*ão do material carbonáceo, tipo de activa*ão e tempo de
aquecimento.
). $plicação do carvão activado
O tratamento da água0 efino do a*-car0 ecupera*ão de metais preciosos0 "esodoriza*ão do ar0 @ratamento de águas resíduas0 #rocessos catalíticos na produ*ão de acetato de vinila0
*. +eaproveita!ento dos subprodutos
3onte: /daptado !#andolfo, $%&&(
,. "onclusão
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8om base na pesquisa feita pode se concluir que:
O 8arvão activado pode ser produ*ão a partir de diversas fontes minerais assim como vegetais
desde que tena um enriquecimento do carbono por aquecimento.
/ matéria;prima mais usada é a madeira, devidos aos custos os resíduos agrícola e industriais
ricas em matéria org7nica são bastante empregues devido ao custo elevado da matéria;prima.
O processo de produ*ão pode ser considerada limpa visto que estão previstas as possibilidades de
reaproveitamento do subproduto.
O carvão activado apresenta uma grande import7ncia nos processos de purifica*ão, clarifica*ão,
desodoriza*ão e catalíticos.
eferencias Nibliográficas
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"oat, J. e #etroff, . !$%&'(. Pa carbonization des bois tropicaux. Bois et forêts des
tropiques. Qol: 1)- '';&4.
3reitas, J. 8. 8. !4555( Estudo de materiais carbonosos obtidos por decomposição
térmica de precursores orgânicos através de ressonância magnética nuclear
de alta resolução em conjunção com outras técnicas experimentais. 8entro Nrasileiro
de #esquisas 3ísica, io de Janeiro.
B/@1=AF, J. B. B. !$%CC(. Adsorción fsica de gases ! vapores por carbones"
Rnivesidade de /licante, Aspana.
#andolfo, 8. !$%&&(. 3loresta amaz
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