Levantamento De Literatura Sobre Carvão Ativado

Hoje, o carvão ativado é o adsorvente mais comum utilizado pelas indústrias químicas e por outros setores. Carvão ativado é um material que possui forma microcristalina originado de materiais carbonosos porosos que sofreram um processamento para aumentar sua porosidade interna (NUNES, 2009). A figura a seguir, ilustra o formato microcristalino um carvão ativado.

Figura 1: Esquema da estrutura microcristalina de um carvão ativado.

FONTE: NUNES (2009).

Atualmente, uma das alternativas que as indústrias vêm estudando para o tratamento de seus efluentes é a adsorção em carvão ativado. Entretanto, apesar de ser um material de elevada capacidade de adsorção em um amplo espectro de adsorbatos, o carvão ativado, produzido no país, possui um custo muito elevado, dificultando a sua utilização pelas empresas (MOLETTA, 2011). Com isso, existe um grande interesse na busca de materiais alternativos de baixo custo para ser utilizados na obtenção de carvão ativado (NIEDERSBERG, 2012).

A capacidade de adsorção do carvão ativado depende de algumas características como: forma, tamanho de partícula, volume de poro, área superficial, estrutura do microporo, distribuição de tamanho de poro e características físicas e químicas da superfície (MOLETTA, 2011). Sem mencionar outras variáveis que necessitam ser analisadas para que ocorra um processo de adsorção eficiente, como a afinidade entre o adsorvente e o adsorbato, o pH da solução, o tempo de contato, a quantidade de material utilizado e entre outros fatores (NIEDERSBERG, 2012).

Os materiais com alto teor de carbono são tidos como bons precursores e usados como matéria-prima na produção de carvão ativado, tais como: carvão de origem mineral ou animal; madeiras ou cascas de frutos de diversos vegetais; turfas, resíduos de petróleo, ossos de animais, caroços de pêssego, de damasco, de amêndoa, de azeitona, grão de café e entre outros materiais carbonáceos (NUNES, 2009). A matéria-prima para a fabricação deste adsorvente chama-se material precursor. Em escala comercial, os principais precursores do carvão ativado são as madeiras do pinus e do eucalipto e o endocarpo do côco-da-baía. (NIEDERSBERG, 2012).

NIEDERSBERG et. al (2012) descreve duas etapas básicas podem ser utilizadas na obtenção dos carvões ativados: a carbonização do material precursor e a ativação propriamente dita. A carbonização consiste no tratamento térmico, através da pirólise, do material precursor em atmosfera inerte e em temperatura superior a 200 °C. É uma etapa onde o material é preparado, produzindo uma massa de carbono fixo e uma estrutura porosa primária. Desta forma, ocorre um aumento do tamanho do volume dos microporos, essenciais para o processo de ativação.

Após a carbonização, a ativação pode ser realizada por meio de processos físicos ou químicos. Na ativação física ocorre um processo pelo qual o precursor aumenta sua área superficial, desenvolvendo estruturas porosas sob o fluxo de um gás oxidante, vapor de água, CO2 ou ar atmosférico juntamente com um tratamento térmico a temperaturas variáveis entre 700 ºC a 1000ºC. Já na ativação química, o precursor é impregnado com um agente ativador, como o ácido fosfórico, cloreto de zinco, ácido sulfúrico, hidróxido