Carbón Activado

Víctor Andrés Alvarado OsorioUniversidad de Cartagena

Departamento de ingeniería químicaPrograma de ingeniería química

Electiva – Tecnología del carbón

Contenido Que es?CaracterísticasProcesos de producciónReactivación química Usos Investigación

Que es?

Carbón altamente poroso capaz de atrapar compuestos, en su mayoría orgánicos, de flujos de gas o liquido.

Es tan efectivo y seguro que es usado como medicina de purificación en seres humanos.

Se caracteriza por poseer una cantidad muy grande de microporos. A causa de su alta microporosidad, un solo gramo de carbón activado puede poseer una superficie de 500 m² o más.

Características

Radios porales

La determinación de la distribución de los tamaños de los poros es una forma extremadamente útil de conocer el comportamiento del material. La IUPAC define la distribución de radios porales de la siguiente forma:

Microporos r < 1 nmMesoporos r ≈ 1-25 nmMacroporos r > 25 nm

Bajo un microscopio electrónico, la estructura del carbón activado se muestra con una gran cantidad de recovecos y de grietas.

La evaluación de la adsorción se hace generalmente mediante nitrógeno gaseoso a 77 K en condiciones de alto vacío.

Procesos de producción

Activación química Activación física o de agua.

Activación química

Precursor

Impregnación

Tratamiento térmico

Lavado

Recuperación del agente activante

Secado

Acond.Los reactivos son agentes deshidratantes (como ácido fosfórico, cloruro de potasio o acidos) que rompen las uniones que ligan entre sí a las cadenas de celulosa. Después de esta etapa, el material se carboniza a una temperatura relativamente baja (de unos 550 ºC) y luego se lava para eliminar los restos de reactivo y de otros subproductos.

Activación física o de agua

Precursor

Tratamiento térmico

Enfriamiento controlado

Acond.

Los procesos térmicos consisten en provocar una oxidación parcial del carbón, para lograr que se formen los poros, pero evitando que se gasifique y se pierda más carbón del necesario. Esto ocurre a temperaturas que están entre los 600 y los 1100oC, y en una atmósfera controlada (que se logra mediante la inyección de una cantidad adecuada de vapor de agua o de nitrógeno).

Reactivación química

Proceso de reactivación

Usos…

Usos Potabilización de agua (el carbón retiene plaguicidas, grasas, aceites, detergentes, subproductos de la desinfección, toxinas, compuestos que producen color, compuestos originados por la descomposición de algas y vegetales o por el metabolismo de animales)

Deodorización y purificación de aire (por ejemplo, en respiradores de cartucho, sistemas de recirculación de aire en espacios públicos, venteos de drenajes y plantas de tratamiento de agua, casetas de aplicación de pinturas, espacios que almacenan o aplican solventes orgánicos)

Tratamiento de personas con intoxicación aguda (el carbón activado se considera el “antídoto mas universal”, y se aplica en salas de urgencias y hospitales)

Usos Refinación de azúcar (el carbón retiene las proteínas que dan color al jugo de caña; el objetivo fundamental de este proceso es evitar que el azúcar fermente y se eche a perder).

Decoloración de aceites vegetales (como el de coco), glucosa de maíz y otros líquidos destinados a la alimentación.

Decoloración y deodorización de bebidas alcohólicas (como vinos de uva y destilados de cualquier origen).Recuperación de oro (el oro que no se puede separar de los minerales por los procesos de flotación, se disuelve en cianuro de sodio y se adsorbe en carbón activado).

Investigación

Productores en colombia

Gracias…