28
CARVÃO CARVÃO INDUSTRIAL INDUSTRIAL

8.Carvao Industrial

Embed Size (px)

DESCRIPTION

fggghgfdfgfhjg

Citation preview

  • CARVO CARVO

    INDUSTRIALINDUSTRIAL

  • IntroduIntroduoo O carbono O carbono nico entre os elementos uma vez que forma um nico entre os elementos uma vez que forma um

    vasto nvasto nmero de compostos, mais do que todos os outros mero de compostos, mais do que todos os outros elementos combinados com exceelementos combinados com exceo do hidrognio. Existe em o do hidrognio. Existe em trs formas alotrtrs formas alotrpicas principais: o picas principais: o diamentediamente, a grafite e o , a grafite e o carbono amorfo. Recentemente, foram descobertas molcarbono amorfo. Recentemente, foram descobertas molculas culas de carbono, como de carbono, como CC--6060, designado por vezes, por ", designado por vezes, por "futebolenofuteboleno" " devido devido forma semelhante forma semelhante de uma bola de futebol. O C60 de uma bola de futebol. O C60 um exemplo da classe de novas substncias chamadas um exemplo da classe de novas substncias chamadas fulerenosfulerenos. .

    O diamante e a grafite ocorrem naturalmente como sO diamante e a grafite ocorrem naturalmente como slidos lidos cristalinos e possuem propriedades diversas, enquanto carbono cristalinos e possuem propriedades diversas, enquanto carbono "amorfo" "amorfo" um termo aplicado a uma grande variedade de um termo aplicado a uma grande variedade de substncias carbonsubstncias carbonferas que no so classificadas como feras que no so classificadas como diamante ou grafite.diamante ou grafite.

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • PropriedadesPropriedades-- NNmero mero AtAtmicomico: 6 : 6 -- SSmbolo Qumbolo Qumicomico: C : C -- ConfiguraConfigurao o ElectrnicaElectrnica: [He]2s22p2 : [He]2s22p2 -- AbundnciaAbundncia: :

    TerraTerra: 480 : 480 ppmppm Sistema SolarSistema Solar: 4.17x108 (rel. a [H]=1x1012) : 4.17x108 (rel. a [H]=1x1012)

    Substncias elementaresSubstncias elementares-- Substncia Elementar mais comumSubstncia Elementar mais comum : C : C

    (diamante e grafite) (diamante e grafite) -- Classe de Substncias Elementares Classe de Substncias Elementares : No Metal : No Metal -- Origem Origem : Natural : Natural -- Estado FEstado Fsico sico : S: Slido lido -- Densidade [298K] Densidade [298K] : 3513 kg m: 3513 kg m--3 3 -- Rede Cristalina Rede Cristalina : c: cbica, diamante bica, diamante -- Ponto de Fuso Ponto de Fuso : 3820 K : 3820 K -- Ponto de EbuliPonto de Ebulio o : 5100 K : 5100 K -- Calor de Calor de : :

    FusoFuso: 105 kJ mol: 105 kJ mol--1 1 VaporizaVaporizaoo: 710.9 kJ mol: 710.9 kJ mol--1 1 AtomizaAtomizaoo: 717 kJ mol: 717 kJ mol--1 1

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • DiamanteDiamante

    Os Os diamantesdiamantes so extraso extrados principalmente da exdos principalmente da ex--URSS, URSS, frica frica do Sul e Zaire, que juntos contribuem com mais de 3/5 da do Sul e Zaire, que juntos contribuem com mais de 3/5 da produproduo mundial o mundial

    1955 cientistas da General 1955 cientistas da General ElectricElectric CompanyCompany conseguiram um conseguiram um mmtodo eficaz para a stodo eficaz para a sntese de ntese de diamantesdiamantes artificiais. Este feito artificiais. Este feito foi creditado a Francis foi creditado a Francis BundyBundy, Tracy Hall, Herbert M. , Tracy Hall, Herbert M. StrongStrong e e Robert H. Robert H. WentorfWentorf, depois de investiga, depois de investigaes es efectuadasefectuadas por por PercyPercyW. W. BridgemanBridgeman na Universidade de Harvard. na Universidade de Harvard.

    O interesse popular nos O interesse popular nos diamantesdiamantes centracentra--se no seu valor como se no seu valor como gemas, mas os cristais tm ainda uma maior importncia como gemas, mas os cristais tm ainda uma maior importncia como ferramentas industriais. Estes podem ser usados para cortar, ferramentas industriais. Estes podem ser usados para cortar, tornear e furar alumina, quartzo, vidro e artigos cermicos. O ptornear e furar alumina, quartzo, vidro e artigos cermicos. O pde diamante de diamante usado para polir ausado para polir aos e ligas. os e ligas.

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • Duas formas de lapidaDuas formas de lapidao: clivagem e serradao: clivagem e serrada Depois o diamante segue para as mos de outros profissionais, aqDepois o diamante segue para as mos de outros profissionais, aquele uele

    que dque d o formato bo formato bsico da pedra, e os sico da pedra, e os abrilhantadoresabrilhantadores que definem as que definem as facetas da pedra. Em geral esse servifacetas da pedra. Em geral esse servio o especializado, hespecializado, h aqueles que aqueles que fazem as facetas da parte de cima e a mesa; hfazem as facetas da parte de cima e a mesa; h os que fazem a parte de os que fazem a parte de baixo (pavilho) e hbaixo (pavilho) e h os profissionais que fazem a cintura da pedra os profissionais que fazem a cintura da pedra

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • GrafiteGrafite A A grafitegrafite ocorre principalmente na ocorre principalmente na CoreiaCoreia, , AAstriastria, ex, ex--URSS, URSS,

    China, MChina, Mxico, Madagxico, Madagscar, Alemanha, Sri Lanka e Noruega; scar, Alemanha, Sri Lanka e Noruega; em Portugal exploraem Portugal explora--se em Castro se em Castro DaireDaire. No entanto, a maior . No entanto, a maior parte da que hoje se usa parte da que hoje se usa de origem sintde origem sinttica. tica.

    Os cristais de Os cristais de grafitegrafite so constituso constitudos por camadas sobrepostas de dos por camadas sobrepostas de tomos de carbono unidos por ligatomos de carbono unidos por ligaes covalentes, formando es covalentes, formando uma rede infinita de ciclos hexagonais. Os espauma rede infinita de ciclos hexagonais. Os espaos livres entre as os livres entre as vvrias camadas podem ser ocupados por diversos tipos de rias camadas podem ser ocupados por diversos tipos de tomos, moltomos, molculas ou culas ou ons, formando assim compostos ons, formando assim compostos intersticiais ou lamelares.intersticiais ou lamelares.

    Infusibilidade, dureza e poder condutor, esta substncia utilizaInfusibilidade, dureza e poder condutor, esta substncia utiliza--se se principalmente na construprincipalmente na construo de revestimentos o de revestimentos refractrefractriosrios e e cadinhos para a indcadinhos para a indstria de fundistria de fundio e no fabrico de o e no fabrico de minas para minas para lapiseiralapiseira, , elelctrodosctrodos para diversos fins, escovas de motores e para diversos fins, escovas de motores e ainda lubrificantes e tintas antiainda lubrificantes e tintas anti--corroso.corroso.

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • GrafiteGrafite

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • AplicaAplicaes do carbonoes do carbono A maior aplicaA maior aplicao do carbono o do carbono na na

    forma de coque nas indforma de coque nas indstrias do strias do ferroferro e do ae do ao, onde se utiliza para o, onde se utiliza para reduzir o minreduzir o minrio de rio de ferroferro nos altos nos altos fornos. fornos.

    indindstria de borracha, os stria de borracha, os compostos negros de carbono tm compostos negros de carbono tm larga aplicalarga aplicao como tintas de o como tintas de impresso bem como nas indimpresso bem como nas indstrias strias de papel, plde papel, plsticas e pintura. Em sticas e pintura. Em menores quantidades menores quantidades usado na usado na manufacturamanufactura de escovas de carbono de escovas de carbono para motores e como isolador para motores e como isolador

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • AAo biolo biolgicagica muitos dos compostos de carbono mais comuns exibem fortes muitos dos compostos de carbono mais comuns exibem fortes

    efeitos toxicolefeitos toxicolgicos. Os principais destes so o mongicos. Os principais destes so o monxido de xido de carbono, o dicarbono, o dixido de carbono, o cianeto de xido de carbono, o cianeto de hidroghidrognionio e os e os cianetos alcalinos, cianetos alcalinos, tetracloretotetracloreto de carbono e de carbono e dissulfetodissulfeto de de carbono. carbono.

    monmonxido de carbono xido de carbono um gum gs inodoro, extremamente ts inodoro, extremamente txico e xico e asfixiante.asfixiante.

    didixido de carbono xido de carbono menos tmenos txico, comportandoxico, comportando--se, se, principalmente, como um asfixiante e narcprincipalmente, como um asfixiante e narctico.tico.

    cianeto de cianeto de hidroghidrognionio e os cianetos alcalinos so extremamente e os cianetos alcalinos so extremamente ttxicos, xicos, actuandoactuando como venenos protoplasmcomo venenos protoplasmticos que restringem ticos que restringem a oxidaa oxidao nos tecidos. o nos tecidos.

    exposiexposio aguda de vapores de o aguda de vapores de tetracloretotetracloreto de carbono pode de carbono pode danificar os rins ou o fdanificar os rins ou o fgado.gado.

    http://nautilus.fis.uc.pt/st2.5/scenes-p/elem/e00600.html

  • O carbono industrial manufaturado O carbono industrial manufaturado representado pelo negro de representado pelo negro de fumo, negro de carvo, carvo ativo, grafita e pelos diamantes fumo, negro de carvo, carvo ativo, grafita e pelos diamantes industriaisindustriais

    Trs primeiros: carbono amorfoTrs primeiros: carbono amorfo Negro de fumo: fuligem formada na queima incompleta de Negro de fumo: fuligem formada na queima incompleta de

    sslidos ou de llidos ou de lquidos quidos carboncarbonceosceos

  • Negro de fumoNegro de fumo A A fuligemfuligem, tamb, tambm conhecida como m conhecida como negro de fumonegro de fumo , , uma das uma das

    variedades mais puras de carvo apresentandovariedades mais puras de carvo apresentando--se na forma amorfa, se na forma amorfa, constituindo uma disperso coloidal de partconstituindo uma disperso coloidal de partculas muito finas. culas muito finas.

    Produto antigo, feito pela combusto inibida de resinas, Produto antigo, feito pela combusto inibida de resinas, leos e outros leos e outros hidrocarbonetoshidrocarbonetos

    Nos EUA queimamNos EUA queimam--se se leos de alcatro, leos de alcatro, leos de petrleos de petrleo, com leo, com carncia de ar, para formar a fuligem ou o negro de fumocarncia de ar, para formar a fuligem ou o negro de fumo

    Alcatro: uma substncia betuminosa, espessa, escura e de forte Alcatro: uma substncia betuminosa, espessa, escura e de forte odor, odor, que se obtque se obtm da destilam da destilao de certas mato de certas matrias orgnicas, rias orgnicas, principalmente de carvo, ossos e de algumas madeiras resinosas.principalmente de carvo, ossos e de algumas madeiras resinosas. O O alcatroalcatro um resum resduo negro e viscoso composto por centenas de duo negro e viscoso composto por centenas de substncias qusubstncias qumicas, algumas das quais so consideradas micas, algumas das quais so consideradas carcinogcarcinognicasnicas ou classificadas como resou classificadas como resduos tduos txicos.xicos.

  • AplicaAplicaes: es: -- graxa para sapatos. Dai o seu outro nome: graxa para sapatos. Dai o seu outro nome: pp--dede--sapatosapato; ; -- pneus Para dar a colorapneus Para dar a colorao preta; o preta; -- tintas pretas em geral, como o nanquim por exemplo; tintas pretas em geral, como o nanquim por exemplo; -- tonertoner para impressoras e fotocopiadoras. para impressoras e fotocopiadoras.

  • Negro de carvoNegro de carvo Inicialmente.....Inicialmente..... obtidoobtido pelo resfriamento de uma chama pelo resfriamento de uma chama

    de gde gs em uma pedra de esteatita, s em uma pedra de esteatita, raspandoraspando--se depois do carvo se depois do carvo conseguidoconseguido

  • Negro de CarvoNegro de Carvo Tipo de material carbonTipo de material carbonceo, finamente ceo, finamente

    dividido, de tipo no poroso em essncia, dividido, de tipo no poroso em essncia, produzido nas condiproduzido nas condies de um processo es de um processo petroqupetroqumico pirolmico piroltico precisamente tico precisamente controladocontrolado

  • AplicaAplicao do negro de carvoo do negro de carvo O uso mais comum (70%) do negro de carvo O uso mais comum (70%) do negro de carvo como como

    pigmento e base de reforpigmento e base de reforo em pneus para automo em pneus para automveis.veis. O negro de carvo tambO negro de carvo tambm ajuda a dissipar o calor do cinto m ajuda a dissipar o calor do cinto

    do pneu, reduzindo o dano tdo pneu, reduzindo o dano trmico e incrementando a vida rmico e incrementando a vida da borracha.da borracha.

    As partAs partculas de negro de carvo tambculas de negro de carvo tambm se empregam em m se empregam em alguns materiais absorbentes de radar e nos toners de alguns materiais absorbentes de radar e nos toners de impresoras. impresoras.

  • FabricaFabricao do negro de carvoo do negro de carvo Quatro formas de fabricaQuatro formas de fabricao do negro de carvoo do negro de carvo-- Combusto parcial (processo de calha, da fornalha a Combusto parcial (processo de calha, da fornalha a leo ou a leo ou a

    ggs)s)-- CraqueamentoCraqueamento Processo das calhasProcesso das calhas-- Se formam com a incidncia de uma chama de gSe formam com a incidncia de uma chama de gs natural, s natural,

    queimando com falta de ar, sobre calhas de ferro, que tem um queimando com falta de ar, sobre calhas de ferro, que tem um lento movimento alternativo sobre raspadores, para remover os lento movimento alternativo sobre raspadores, para remover os depdepsitos de fuligemsitos de fuligem

    -- O tipo de negro de carvo produzido O tipo de negro de carvo produzido controlado pelo modelo do controlado pelo modelo do queimador, pela distncia do queimador queimador, pela distncia do queimador s calhas e pelo s calhas e pelo suprimento de ar.suprimento de ar.

  • FabricaFabricao do negro de carvoo do negro de carvo Processo tProcesso trmicormico: g: gs natural s natural craqueado a negro de craqueado a negro de

    carvo e hidrognio, entre 1100carvo e hidrognio, entre 1100C e 1650C e 1650C em uma C em uma fornalha revestida com refratfornalha revestida com refratrios.rios.

    Rendimento de 40 a 50%Rendimento de 40 a 50%

    ( ) ( )gHamorfoCCH 24 2+

  • FabricaFabricao do negro de carvoo do negro de carvo Processo da fornalha a Processo da fornalha a leoleo-- usausa--se se leo aromleo aromtico (restico (resduo do craqueamento catalduo do craqueamento cataltico tico

    da refinar ou alcatro) que da refinar ou alcatro) que convertido ao grau desejado de convertido ao grau desejado de negro de carvo medainte combusto parcial, ou pirnegro de carvo medainte combusto parcial, ou pirlise, lise, entre 1400 a 1650entre 1400 a 1650, em um reator de a, em um reator de ao com revestimento o com revestimento refratrefratriorio

    -- Figura pag 111, sFigura pag 111, s o reatoro reator-- O O leo pesado aromleo pesado aromtico tico atomizado e nebulizado, atravatomizado e nebulizado, atravs s

    de um bocal especialmente projetado, em uma corrente de um bocal especialmente projetado, em uma corrente turbulenta de gases de combusto, formada pela prturbulenta de gases de combusto, formada pela pr--combusto de gcombusto de gs natural ou de s natural ou de leo com cerca de 50 % de leo com cerca de 50 % de excesso de ar.excesso de ar.

  • Carvo ativoCarvo ativo

    http://www.brasilescola.com/quimica/carvao-ativado.htm

  • AdsorAdsoroo AdsorAdsoro o um processo de separaum processo de separao no qual certos o no qual certos

    componentes de uma fase fluida so transferidos para uma componentes de uma fase fluida so transferidos para uma superfsuperfcie cie de um sde um slido adsorvente. A adsorlido adsorvente. A adsoro, portanto o, portanto um um fenmeno superficial e estfenmeno superficial e est diretamente relacionado com diretamente relacionado com sslidos que possuem elevada lidos que possuem elevada rea e so muito porosos. A rea e so muito porosos. A adsoradsoro no deve ser confundida com processos de absoro no deve ser confundida com processos de absoro. o. A A adsoradsoro o superficial superficial enquanto que a absorenquanto que a absoro envolve o o envolve o contato mais contato mais ntimo entre as duas fases.ntimo entre as duas fases.

    Em adsorEm adsoro existem dois termos bastante utilizados:o existem dois termos bastante utilizados:-- Adsorvato Adsorvato soluto que soluto que adsorvidoadsorvido-- Adsorvente Adsorvente sslido que mantlido que mantm o soluto na sua superfm o soluto na sua superfcie pela cie pela

    aao de foro de foras fas fsicas ou qusicas ou qumicas.micas.

  • AdsorAdsoroo AA) Adsor) Adsoro fo fsica:sica: As molAs molculas do fluido aderem culas do fluido aderem superfsuperfcie cie

    do sdo slido adsorvente e fica estabelecido um equillido adsorvente e fica estabelecido um equilbrio entre o brio entre o fluido adsorvido e a fase fluida da restante. Neste tipo de adsofluido adsorvido e a fase fluida da restante. Neste tipo de adsorro o existe a possibilidade de formaexiste a possibilidade de formao de camadas sobrepostas, o de camadas sobrepostas,

    Esse tipo de processo Esse tipo de processo influenciado principalmente por: influenciado principalmente por: Temperatura, natureza do sorvente, Temperatura, natureza do sorvente, rea superficial do adsorvente, rea superficial do adsorvente, presenpresena de sais inorgnicos e pH da solua de sais inorgnicos e pH da soluo. o.

  • AdsorAdsoroo B) AdsorB) Adsoro Quo Qumica:mica: envolve a interaenvolve a interao quo qumica entre o mica entre o

    fluido adsorvido e o sfluido adsorvido e o slido adsorvente, conduzindo a formalido adsorvente, conduzindo a formao o de um composto qude um composto qumico de superfmico de superfcie ou complexo de cie ou complexo de adsoradsoro. O adsorvato fica retido por uma reao. O adsorvato fica retido por uma reao quo qumica de mica de equilequilbrio com um sbrio com um slido trocador de lido trocador de ons (zeons (zelitas, resinas, litas, resinas, etc.) e forma uma etc.) e forma uma nica camada sobre a superfnica camada sobre a superfcie adsorvente. cie adsorvente.

  • Processo de adsorProcesso de adsoro e adsorventeo e adsorvente

    A separaA separao do soluto da fase fluida pode ocorrer devido a:o do soluto da fase fluida pode ocorrer devido a:-- diferendiferenas no peso molecularas no peso molecular-- forma das molforma das molculasculas-- polaridadepolaridade-- tamanho dos poros tamanho dos poros

  • Materiais adsorventeMateriais adsorvente -- Carvo ativado Carvo ativado -- Material microcristalino obtido pela Material microcristalino obtido pela

    decomposidecomposio to trmica da madeira, cascas vegetais, etc. Possui rmica da madeira, cascas vegetais, etc. Possui rea rea superficial de 300superficial de 300--1200 m2/g, com dimetro de poros na faixa de 1200 m2/g, com dimetro de poros na faixa de 1010--60 60 ..

    -- SSlica gel lica gel Obtida pelo tratamento Obtida pelo tratamento cido de uma solucido de uma soluo de o de silicato de ssilicato de sdio e depois secada. Tem uma dio e depois secada. Tem uma rea superficial de 600rea superficial de 600--800 m2/g e dimetro m800 m2/g e dimetro mdio de poros na faixa de 20dio de poros na faixa de 20--50 50 ..

    -- Alumina ativada Alumina ativada Este material Este material preparado pelo tratamento preparado pelo tratamento ttrmico do rmico do xido de alumxido de alumnio hidratado. A nio hidratado. A rea superficial esta na rea superficial esta na faixa de 200faixa de 200--500 m2/g e dimetro de poros de 20 a 140 500 m2/g e dimetro de poros de 20 a 140 ..

    -- Peneiras moleculares zePeneiras moleculares zelitas litas As zeAs zelitas so aluminolitas so alumino--silicatos silicatos cristalinos e microsccristalinos e microscpicos que possuem poros com dimenses picos que possuem poros com dimenses uniformes. Diferentes zeuniformes. Diferentes zelitas podem apresentar poros de 3 a 10 litas podem apresentar poros de 3 a 10 ..

    -- PolPolmeros sintmeros sintticos e resinas ticos e resinas obtidos pela polimerizaobtidos pela polimerizao de dois o de dois tipos de monmeros e so geralmente, macroporosos. Estes tipos de monmeros e so geralmente, macroporosos. Estes materiais so preferidos para a separamateriais so preferidos para a separao mecnica em soluo mecnica em solues es aquosas.aquosas.

  • tesetese

  • GrafitaGrafita A grafita natural largamente distribuda na natureza, em rochas

    gneas, sedimentares, metamrficas e em meteoritos de ferro-nquel. H ocorrncia de grafita natural em quase todos os estados brasileiros, mas as reservas brasileiras economicamente explorveis esto localizadas principalmente nos Estados de Minas Gerais, Cear e Bahia, so de 104,8 milhes de toneladas.

    Em 2003, a produo brasileira de grafita natural beneficiada foi de 71 mil toneladas, 14,0% superior de 2002.

    Resistncia quResistncia qumica, choque tmica, choque trmico e possui condutividade rmico e possui condutividade ttrmica elevadarmica elevada

  • AplicaAplicaes es

    Recomendada para uso com praticamente todos os Recomendada para uso com praticamente todos os cidos cidos

    minerais, soluminerais, solues salinas, es salinas, lcalis e compostos orgnicos, em lcalis e compostos orgnicos, em

    temperaturas attemperaturas at o ponto de ebulio ponto de ebulioo

    Entre os materiais de carvo ou de grafita, o mais importante paEntre os materiais de carvo ou de grafita, o mais importante para ra

    a inda indstria qustria qumica mica a grafita usina grafita usinvel. (trocadores de calor, vel. (trocadores de calor, bombas, vbombas, vlvulas, tubos e acesslvulas, tubos e acessrios, torres e absorvedores)rios, torres e absorvedores)