Produção, caracterização e aplicação de carvão ativado pulverizado obtido a partir de lignina kraft

Abstract

A extração da lignina kraft (LK) do licor preto (LP) gerado no processo de polpação é uma opção atraente devido aos diversos produtos de alto valor agregado que podem ser obtidos deste material. A possível conversão de fábricas de polpa celulósicas em biorrefinarias diversificaria sua linha de produtos e aumentaria a capacidade de produção de polpa, ao diminuir a carga orgânica (lignina) enviada para a queima nas caldeiras de recuperação. A produção de carvão ativado (CA) a partir de LK é uma opção viável devido às boas características físico-químicas, ao alto volume e disponibilidade da matéria prima. O uso do CA no processo de produção de polpa celulósica kraft é amplo, sobretudo para o tratamento de águas e de efluentes. Na presente pesquisa o CA foi utilizado visando o tratamento setorial dos filtrados do branqueamento (remoção de Mn) e no tratamento terciário de efluentes para a remoção de fósforo e matéria orgânica (DQO). O CA produzido foi quimicamente ativado com NaOH e apresentou características físico-químicas e morfológicas adequadas, as quais foram determinadas através de análise elementar e imediata, análise de metais, capacidade de troca catiônica, ponto de carga zero, número de iodo, análise de microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia na região infravermelho e difração de raio-X Adicionalmente foram feitos testes de cinética para conhecer o mecanismo de adsorção avaliando modelos de pseudo primeira e segunda ordem, difusão intrapartícula e Elovich. O equilíbrio de adsorção também foi avaliado, aplicando-se modelagem com as equações de isotermas de Langmuir e Freundlich. O adsorvente apresentou uma alta capacidade de remoção de fósforo e de matéria orgânica 88,1% e 52,8% respectivamente. Na remoção de Mn não foi evidenciada nenhuma remoção do elemento, pelo contrário foi liberado Mn na solução. Esta liberação do elemento está associada à alta concentração de metais (Mn) no CA e na LK. No entanto, o uso de CA para a remoção de Mn não deveria ser descartado. O CA a partir de LK foi eficiente no tratamento terciário para a remoção de fósforo e de matéria orgânica recalcitrante, permitindo uma melhora da qualidade do efluente final. Palavras-chave: Biorrefinaria. Tratamento de Efluentes. Lignina Kraft. Carvão Ativado. Poluição hídrica.