O que é carvao ativado?
Carvão Ativado: Informações Essenciais
O carvão ativado, também conhecido como carvão ativado ou carvão activo, é uma forma de carbono que foi processada para torná-lo extremamente poroso e, portanto, com uma enorme área de superfície disponível para adsorção ou reações químicas. Esta alta área de superfície torna o carvão ativado muito eficaz para a remoção de contaminantes, odores e sabores indesejados de líquidos, gases e vapores.
Processo de Produção
O carvão ativado é normalmente produzido a partir de materiais ricos em carbono, como:
O processo envolve duas etapas principais:
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Carbonização: O material de partida é aquecido a altas temperaturas (geralmente entre 600°C e 900°C) em uma atmosfera inerte (sem oxigênio) para evitar a combustão. Isso remove a água e os componentes voláteis, deixando para trás uma estrutura rica em carbono.
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Ativação: A estrutura carbonizada é então ativada para aumentar sua porosidade e área de superfície. Isso pode ser feito por:
- Ativação física: Expondo o material carbonizado a um gás oxidante, como vapor d'água ou dióxido de carbono, em altas temperaturas (800°C a 1100°C).
- Ativação química: Impregnando o material carbonizado com um agente químico (como ácido fosfórico, hidróxido de potássio ou cloreto de zinco) antes ou durante a carbonização e aquecimento.
Tipos de Carvão Ativado
Existem diferentes formas de carvão ativado disponíveis, cada uma com características e aplicações específicas:
- Carvão ativado granular (GAC): Feito de partículas irregulares com tamanhos que variam de 0,2 a 5 mm. É frequentemente usado em filtros de água e ar.
- Carvão ativado em pó (PAC): Partículas finas com tamanho inferior a 0,18 mm. É usado em aplicações que exigem uma alta área de superfície e rápida taxa de adsorção.
- Carvão ativado extrudado: Produzido em forma de cilindros ou pellets. É usado em aplicações de tratamento de ar e recuperação de solventes.
- Carvão ativado impregnado: Carvão ativado que foi impregnado com produtos químicos para melhorar sua capacidade de remover contaminantes específicos.
Aplicações
O carvão ativado tem uma ampla gama de aplicações, incluindo:
- Tratamento de água: Remoção de cloro, sedimentos, compostos orgânicos voláteis (VOCs), pesticidas e herbicidas da água potável.
- Tratamento de ar: Remoção de odores, gases tóxicos, vapores orgânicos e poluentes do ar.
- Aplicações médicas: Tratamento de envenenamento por ingestão, diarreia e flatulência.
- Indústria alimentar e de bebidas: Descoloração e purificação de açúcar, óleos e bebidas.
- Indústria farmacêutica: Purificação de medicamentos e remoção de impurezas.
- Mineração: Recuperação de ouro e outros metais preciosos.
Adsorção
A adsorção é o processo pelo qual as moléculas de um contaminante (o adsorvato) aderem à superfície do carvão ativado (o adsorvente). A eficácia da adsorção depende de vários fatores, incluindo o tipo de carvão ativado, o tamanho e a polaridade das moléculas do contaminante, a temperatura e o pH da solução.
Regeneração
O carvão ativado saturado (ou seja, aquele que adsorveu uma grande quantidade de contaminantes) pode ser regenerado para reutilização. Os métodos de regeneração incluem:
- Regeneração térmica: Aquecimento do carvão ativado a altas temperaturas para vaporizar e remover os contaminantes adsorvidos.
- Regeneração química: Lavagem do carvão ativado com um solvente para remover os contaminantes adsorvidos.
Vantagens e Desvantagens
Vantagens:
- Eficaz na remoção de uma ampla gama de contaminantes.
- Relativamente barato em comparação com outras tecnologias de tratamento.
- Disponível em várias formas e tamanhos para atender a diferentes aplicações.
Desvantagens:
- Não remove todos os tipos de contaminantes.
- Requer regeneração ou substituição quando saturado.
- Pode liberar poeira fina durante o manuseio (principalmente o carvão ativado em pó).