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UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO ATIVADO CARREGADO COM MERCÚRIO PROVENIENTE DE PLANTAS DE GÁS NATURAL E DE CLORO-SODA.

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

2 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

3 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 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO resultados

4 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 RESULTADOS RESULTADOS sistema reacional

5 SISTEMA REACIONAL SISTEMA REACIONAL UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO foto do reator

6 LAMEA – LABORATÓRIO DE METALURGIA EXTRATIVA APLICADA MONTAGEM DO SISTEMA REACIONAL UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO tabela com resultados

7 RESULTADOS DO PROCESSO REATOR TRADICIONAL CARVÃO MINERAL UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO ** Hg remanescente reator otimizado Teste Anodo (kg) (Carvão + Hg) pH (sol.) Corrente (A) Catodo Hg ** (ppm) Extração Hg (%) 11,448titânio3,070 21,448aço inox1,368 31,449titânio3,888 41,4410titânio4,098

8 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO SISTEMA REACIONAL OTIMIZADO SISTEMA REACIONAL OTIMIZADO reações

9 O PROCESSO DESENVOLVIDO O processo consiste na remoção do mercúrio do carvão ativado e sua recuperação através de um único sistema eletroquímico. Principais reações No anodo: 2Cl -  Cl 2 + 2e No seio de solução: Cl 2 + H 2 O  HClO + H + + Cl - HClO  ClO - + H + Hg + 2ClO - + 4Cl - +2H 2 O  Cl 2 + HgCl OH - No catodo: H 2 O + 2e  H 2 + 2OH - HgCl e  Hg o + 4Cl - UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO fluxograma - animações

10 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO fotos - ensaios FLUXOGRAMA COMPLETO DO PROCESSO

11 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO fotos - ensaios

12 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO fotos - ensaios

13 UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO fotos - ensaios

14 Teste Anodo (Carvão + Hg) (g) pH Tensão na Célula (V) [NaCl] inicial (M) Dens. de Corrente (A.dm 2 ) Hg Inicial (ppm) Extração Hg (%) ,110, , ,110, , ,611, , ,911, ,7 RESULTADOS DO PROCESSO REATOR OTIMIZADO CARVÃO VEGETAL UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO produção bibliográfica

15 RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA RESULTADOS - PRODUÇÃO 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 BARBOSA, L.A.D. et al “H 2 S 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 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 , Madrid, UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO produção bibliográfica

16 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 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) 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 RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO produção bibliográfica

17 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, 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, 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, RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO produção bibliográfica

18 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 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, 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 , RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) RESULTADOS - PRODUÇÃO BIBLIOGRÁFICA (cont.) UTILIZAÇÃO DE PROCESSOS ELETROQUÍMICOS NA DESCONTAMINAÇÃO DE CARVÃO CARREGADO COM MERCÚRIO conclusões

19 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 CONCLUSÕES CONCLUSÕES agradecimentos

20 AGRADECIMENTOS FAPESB UFBA / ESCOLA POLITÉCNICA (DEA e DCTM) CETEM / NORIT / TRIKEM BOLSISTAS Fernando Machado Filho Jaqueline Santos Poliana Guimarães FIM

21 Eastern Europe = mg/m3 Netherlands = 180 mg/m3 Indonesia = 200 mg/m3 United States = 350 mg/m3 South America = 119 mg/m3

22 1-CÉLULAS DE MERCÚRIO Processo mais antigo, de maior utilização no mundo e mais econômico Alto consumo de energia elétrica A soda cáustica não necessita de operação de concentração suplementar Produtos de excelente qualidade e as matérias-primas não precisam ser de alta pureza O mercúrio é poluente, mas pode ser eficientemente controlado 2-CÉLULAS DE DIAFRAGMA Emprega diafragma poroso à base de asbesto e é o segundo processo em utilização no mundo Menor consumo de energia elétrica que nas células de mercúrio Consumo total de energia é maior, pois o processo exige concentração posterior de soda cáustica formada nas células As matérias-primas precisam ser de alta pureza e os produtos das células são impuros Custo de manutenção do diafragma é expressivo O asbesto é um material agressivo à saúde e deve ser corretamente manipulado 3-CÉLULAS DE MEMBRANA Emprega membrana semipermeável Processo moderno, de tecnologia recente, com poucas unidades instaladas no mundo Consumo de energia elétrica comparável ao das células de diafragma Qualidade dos produtos similar aos obtidos por células de mercúrio Concentração de soda cáustica menor que no processo de mercúrio As matérias-primas precisam ser de alta pureza Custo de reposição das membranas é muito alto Pelas informações até hoje disponível, o processo não é poluente


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