UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO CARREGADO COM...

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UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO CARREGADO COM MERCÚRIO ATIVADO CARREGADO COM MERCÚRIO PROVENIENTE DE PLANTAS DE GÁS PROVENIENTE DE PLANTAS DE GÁS NATURAL E DE CLORO-SODA NATURAL E DE CLORO-SODA Luis Alberto Dantas Barbosa Luis Alberto Dantas Barbosa PROJETO PRODOC 1 – FAPESB ENGENHARIA / METALURGIA EXTRATIVA UFBA / EP / DEA / DCTM

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UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA ELETROQUÍMICOS NA

DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO CARREGADO COM ATIVADO CARREGADO COM MERCÚRIO PROVENIENTE DE MERCÚRIO PROVENIENTE DE

PLANTAS DE GÁS NATURAL E DE PLANTAS DE GÁS NATURAL E DE CLORO-SODACLORO-SODA

Luis Alberto Dantas Barbosa Luis Alberto Dantas Barbosa

PROJETO PRODOC 1 – FAPESBENGENHARIA / METALURGIA EXTRATIVA

UFBA / EP / DEA / DCTM

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O carvão ativado é utilizado como “filtro” para reter

o mercúrio em alguns processos produtivos, tais como:

Produção de gás natural de poços profundos;

Industrias de cloro e soda (durante a produção do

subproduto hidrogênio);

Na produção de nafta.

Em todos esses casos a recuperação do mercúrio é

feita com a queima do carvão ativado.

DESCRIÇÃO DO PROBLEMA

trabalhos realizados

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

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Construção da base técnica para realização da

pesquisa: 

Aquisição e caracterização de amostras de carvão;

Implementação do Lab. de Metalurgia Extrativa

Aquisição de equipamentos e outros materiais;

Confecção de reatores eletroquímicos.

Pesquisa propriamente dita;

Participações em Congressos;

Outras atividades paralelas: docência e outros projetos.

TRABALHOS REALIZADOS

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resultados

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UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

Um sistema reacional que também será utilizado no

desenvolvimento de outros processos relacionados

com a remoção de metais de efluentes e resíduos

industriais.

Desenvolvimento de um processo poderoso, bem

caracterizado, definido e otimizado, aplicável em

diversos tipos de materiais – deste minerais até

escórias com metais pesados.

Implementação do Laboratório de Metalurgia

Extrativa da UFBA

RESULTADOSRESULTADOS

sistema reacional

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SISTEMA REACIONALSISTEMA REACIONAL

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foto do reator

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LAMEA – LABORATÓRIO DE METALURGIA EXTRATIVA APLICADA LAMEA – LABORATÓRIO DE METALURGIA EXTRATIVA APLICADA MONTAGEM MONTAGEM DO SISTEMA REACIONALDO SISTEMA REACIONAL

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tabela com resultados

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RESULTADOS DO PROCESSO REATOR TRADICIONAL CARVÃO MINERAL

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** Hg remanescente

reator otimizado

TesteAnodo (kg)

(Carvão + Hg)pH

(sol.)Corrente

(A)Catodo Hg **

(ppm)

ExtraçãoHg(%)

1 1,4 4 8 titânio 3,0 70

2 1,4 4 8 aço inox 1,3 68

3 1,4 4 9 titânio 3,8 88

4 1,4 4 10 titânio 4,0 98

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SISTEMA REACIONAL OTIMIZADOSISTEMA REACIONAL OTIMIZADO

reações

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O PROCESSO DESENVOLVIDOO PROCESSO DESENVOLVIDOO processo consiste na remoção do mercúrio do carvão

ativado e sua recuperação através de um único sistema eletroquímico.

Pri

ncip

ais

reaç

ões

No anodo: 2Cl- Cl2 + 2e

No seio de solução: Cl2 + H2O HClO + H+ + Cl-

HClO ClO- + H+

Hg + 2ClO- + 4Cl- +2H2O Cl2 + HgCl42- + 4OH-

No catodo: H2O + 2e H2 + 2OH-

HgCl42- + 2e Hgo + 4Cl-

2.)(4

2.)(4.)()( 4 aqaqaqs SOHgClClOHgS

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fluxograma - animações

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fotos - ensaios

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fotos - ensaios

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fotos - ensaios

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TesteAnodo

(Carvão + Hg)(g)

pHTensão

na Célula

(V)

[NaCl]inicial

(M)

Dens. de Corrente(A.dm2)

HgInicial(ppm)

ExtraçãoHg(%)

1 400 11 5,1 1 0,51 10815 90,3

2 400 11 6,1 1 0,77 10815 95,8

3 400 12 6,6 1 1,03 10815 99,3

4 400 12 7,9 1 1,28 10815 99,7

RESULTADOS DO PROCESSO REATOR OTIMIZADO CARVÃO VEGETAL

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produção bibliográfica

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RESULTADOSRESULTADOS - - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICAPRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA

1. BARBOSA. L.A.D. A inserção da variável ambiental em uma empresa

metalúrgica extrativa produtora de cobre. In: Anais da 57ª Reunião Anual

da SBPC, v. Único. Fortaleza. Julho de 2005.

2. BARBOSA, L.A.D. et al “H2S Biogeneration by Desulfovibrio

Desulfuricans Bacteria and Its Use For Treating Heavy Metals Bearing

Acid Liquors”. In: Proceedings of the XIII International Conference on

Heavy Metals in the Environment – ICHMET. Rio de Janeiro. 2005.

3. BARBOSA, L.A.D., et al. “Decontamination of acid effluent generated

during the gas washing operation from blister copper production” In:

REWAS'04-Global Simposium on Recycling, Waste Treatment and Clean

Technology, v.3. p.2047 - 2054, Madrid, 2004.

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

produção bibliográfica

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4. BARBOSA, L.A.D. “Processo para redução do impacto ambiental causado

por um resíduo industrial contendo arsênio e outros metais pesados” In:

Anais da 56a Reunião Anual da SBPC, v.Único. Cuiabá. 2004.

5. BARBOSA, L.A.D., CORTES, O.E.J., GUIMARÃES, P. M. “Processo

ambientalmente limpo para descontaminação de sólidos carregados com

mercúrio” Anais da 55ª Reunião Anual da SBPC - UFPE - Recife/PE (CD

ROM). 2003.

6. BARBOSA, L.A.D. et al. “Descontaminação de efluente ácido gerado em

um processo lavagem de gases – Parte I: abordagem inicial”.  Anais do 58º

Congresso Anual da ABM. p.1153 – 1160, Rio de Janeiro. 2003.

RESULTADOSRESULTADOS - - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) (cont.)

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

produção bibliográfica

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8. BARBOSA, L.A.D. et al “Avaliação de um sistema contínuo no processo

de eletrooxidação de sulfetos”. Anais do XIX Encontro Nacional de

Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa. v.2. p.45 – 52, Recife,

2002.

9. BARBOSA, L. A. D. et al. “Caracterização tecnológica de rejeitos da

indústria carbonífera, visando seu aproveitamento sustentado”. Anais do

XIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia

Extrativa. v.1. p.43 – 49. Recife, 2002.

10.BARBOSA, L.A.D. et al. “Descontaminação de carvão mineral ativado

contaminado com mercúrio proveniente de plantas de tratamento de gás

natural”. Anais do XIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e

Metalurgia Extrativa. v.2. p.406 – 411. Recife, 2002.

RESULTADOSRESULTADOS - - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) (cont.)

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

produção bibliográfica

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11.BARBOSA, L.A.D. et al. “Tratamento eletrolítico de carvão ativado

contaminado com metais pesados de processos de acabamento superficial

de metais”. Anais do XIX Encontro Nacional de Tratamento de Minérios

e Metalurgia Extrativa. v.2. p.69 – 75. Recife. 2002.

12.BARBOSA, L.A.D. et al. “Obtenção de ouro a partir de minérios

refratários por eletrooxidação”. Anais do 57º Congresso Anual da ABM

(CD-ROM). São Paulo, 2002.

13.BARBOSA, L.A.D. et al “Desenvolvimento de um processo

biotecnológico para remoção de metais de um efluente industrial ácido

proveniente da indústria do cobre”. TECBAHIA. Salvador-BA: , v.18,

n.1, p.89 - 99, 2004.

RESULTADOSRESULTADOS - - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) (cont.)

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

conclusões

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1. A concentração de Hg no carvão pôde ser reduzido em 97,3% nas

melhores condições operacionais do processo de eletro-oxidação;

2. O reator novo (otimizado) além de ser eficaz no processo de

remoção do carvão, facilita as operações de substituição do carvão

isento de mercúrio por outro carregado;

3. O Laboratório de Metalurgia Extrativa esta se tornando uma

Referência em Metalurgia Extrativa na Bahia e, além disso, tem

sido utilizado para realização de aulas práticas de algumas

disciplinas de graduação em Engenharia de Minas e por alunos do

curso de mestrado em Engenharia Química para realização da

parte prática de suas teses.

UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO

CONCLUSÕESCONCLUSÕES

agradecimentos

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AGRADECIMENTOSAGRADECIMENTOS

•FAPESB

•UFBA / ESCOLA POLITÉCNICA (DEA e DCTM)

•CETEM / NORIT / TRIKEM

•BOLSISTASFernando Machado FilhoJaqueline SantosPoliana Guimarães

FIM

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Eastern Europe = 1000 - 2500 mg/m3

Netherlands = 180 mg/m3

Indonesia = 200 mg/m3

United States = 350 mg/m3

South America = 119 mg/m3

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1-CÉLULAS DE MERCÚRIOProcesso mais antigo, de maior utilização no mundo e mais econômicoAlto consumo de energia elétrica A soda cáustica não necessita de operação de concentração suplementarProdutos de excelente qualidade e as matérias-primas não precisam ser de alta purezaO mercúrio é poluente, mas pode ser eficientemente controlado

2-CÉLULAS DE DIAFRAGMAEmprega diafragma poroso à base de asbesto e é o segundo processo em utilização no mundoMenor consumo de energia elétrica que nas células de mercúrioConsumo total de energia é maior, pois o processo exige concentração posterior de soda cáustica formada nas célulasAs matérias-primas precisam ser de alta pureza e os produtos das células são impurosCusto de manutenção do diafragma é expressivoO asbesto é um material agressivo à saúde e deve ser corretamente manipulado

3-CÉLULAS DE MEMBRANAEmprega membrana semipermeávelProcesso moderno, de tecnologia recente, com poucas unidades instaladas no mundoConsumo de energia elétrica comparável ao das células de diafragmaQualidade dos produtos similar aos obtidos por células de mercúrioConcentração de soda cáustica menor que no processo de mercúrioAs matérias-primas precisam ser de alta purezaCusto de reposição das membranas é muito altoPelas informações até hoje disponível, o processo não é poluente