1. Origem do carvão:
A madeira é constituída principalmente por carbono, oxigênio e hidrogênio. Quando soterrada, a madeira elimina CO2 , CH4 e H2O no processo de fossilização.
O carvão mineral ou carvão natural é um produto da fossilização da madeira depois de decorridos milhões de anos.
| Matérias orgânicas presentes no carvão: | Materiais minerais (inorgânicos) presentes no carvão: |
| – C (carbono) – H (hidrogênio) – O (oxigênio) – N (nitrogênio) – S (enxofre presente na matéria carbonosa). |
– argilas (ver calcários) – piritas (o rejeito piritoso é utilizado como matéria prima para fabricação de ácido sulfúrico e o ácido fosfórico, empregado na indústria de fertilizantes). – calcários ( o rejeito calcário e argiloso é empregado para a conservação das estradas). – óxidos: silício, alumínio, … |
2. Tipos de carvão mineral:
O carvão mineral, dependendo do tempo decorrido do processo de fossilização, pode ser:
– do tipo turfa ……………………… com aprox. 60% de carbono.
– do tipo linhito ……………………. com aprox. 70% de carbono.
– do tipo hulha ……………………. com aprox. 80 a 85% de carbono.
– do tipo antracito ……………….. com aprox. 90% de carbono.
– Turfa:
– carbono ………. 60,0%
– hidrogênio ……. 5,5 %
– oxigênio ……… 32,0 %
– Linhito:
– carbono ……… 65,0 a 75,0 %
– hidrogênio ….. 5,0 %
– oxigênio …….. 16,0 a 25,0 %
– Hulha:
– carbono ……… 80,0 a 85,0 %
– hidrogênio …..4,5 a 5,5 %
– oxigênio …….12,0 a 21,0 % (no carvão sub-betuminoso)e 5,0 a 20,0 % (no carvão betuminoso).
– Antracito:
– carbono ………. 90,0 %
– hidrogênio ……3,0 a 4,0 %
– oxigênio ……… 4,0 a 5,0 %
Ocorrência em Santa Catarina
O Brasil possui carvão nos seguintes Estados: São Paulo, Paraná, Santa Catarina e Rio Grande do Sul.
A bacia carbonífera catarinense compreende uma faixa de aproximadamente cem quilômetros de extensão por vinte e cinco quilômetros de largura no sul do Estado. Em Santa Catarina temos o carvão hulha do tipo sub-betuminoso.
Beneficiamento:
O beneficiamento consiste em processos que visam à redução da matéria inorgânica existente no carvão, melhorando desta forma a qualidade.
O Carvão ROM (Run of Mine):
É o minério bruto, obtido diretamente da mina, sem sofrer nenhum tipo de beneficiamento e é retirado através de correia transportadora ou vagonetes.
Carvão pré-lavado:
É o minério que após sua extração sofre o primeiro beneficiamento, nas “bocas da mina” ficando com menor quantidade de impurezas.
Lavagem do carvão pré-lavado:
O carvão sofre, então, nova lavagem.
Obtém-se as seguintes frações:
> 28% de carvão metalúrgico (16% de cinzas) – utilizado nas indústrias siderúrgicas como agente redutor na obtenção do ferro.
> 35% de carvão energético (42% de cinzas) – utilizado nas indústrias cimenteiras e nas locomotivas.
>2% de perdas residuais (carvão com elevado teor de cinzas).
> outros 2,5 a 4,5%.
(Tópicos extraídos da publicação “Aspectos Sobre CARVÃO MINERAL” das Centrais Elétricas de Santa Catarina, de autoria dos engenheiros: José Corrêa Hulse e Ronê de Oliveira – dezembro/93).
Coloboração do Professor Rodi Hickel da UFSC.
3. Lavra:
É o processo de extração do carvão. Pode ser lavra a céu aberto ou lavra subterrânea.
A lavra a céu aberto é possível quando a camada de carvão está aflorando à superfície. A lavra consiste na remoção da camada estéril (superior), deixando a camada de carvão ao tempo, onde então, extrai-se o carvão mineral.
A lavra subterrânea (mais profunda) é feita através de galerias. Esta extração pode ser manual, semi-mecanizada ou mecanizada,
4. Pirólise da hulha:
A pirólise (destilação) da hulha é feita sob aquecimento de, aproximadamente, 1000º C e na presença de corrente de ar. Obtém-se quatro frações, sendo uma gasosa, duas líquidas e uma sólida.
– fração gasosa: gás de rua ou gás de iluminação (já serviu para iluminar as ruas e hoje é utilizada na indústria e como combustível doméstico).
Composição química: H2 (gás hidrogênio) 50%
CH4 (gás metano) 30%
outros gases: CO (monóxido de carbono), N2 (nitrogênio), etc …
– fração líquida clara ou águas amoniacais:predomina NH3 (amônia ou gás amoníaco). É empregada na preparação de fertilizantes (adubos), ácido nítrico, etc..
– fração líquida escura ou alcatrão da hulha: mais densa que a fração líquida clara – águas amoniacais.
Composição química do alcatrão da hulha, depois de sofrer um novo processo de destilação:
– óleo leve ………… benzeno, tolueno, etc,,,
– óleo médio ……… fenol, naftaleno, xilenos, etc…
– óleo pesado ……. naftaleno, fenóis, etc…
– óleo verde ou de antraceno…… antraceno, fenantreno, etc …
A finalidade da destilção do alcatrão da hulha é de ser obter hidrocarbonetos aromáticos (benzeno, tolueno, naftaleno, antraceno, fenantreno, etc …).
– fração sólida: coque (tipo de carvão poroso) que atua como agente redutor na produção do ferro na indústria siderurgica e na produção de gasolina sintética.
Obs.: nas paredes da retorta fica um depósito de carvão utilizado na fabricação de eletrodos, denominado de “carvão de retorta”.
