A busca pela redução das emissões de gases causadores do efeito estufa, em especial, o CO2 é um assunto que vem ganhando cada vez mais importância no setor industrial e nas linhas de pesquisa. A oxicombustão tem se mostrado uma das melhores alternativas para captura de CO2. O objetivo desse trabalho é determinar os parâmetros cinéticos da reação de oxicombustão de char de um carvão mineral betuminoso sul brasileiro com alto teor de cinza. O char, com partícula de diâmetro 715 μm, foi preparado em atmosfera 100 % N2 a 1173 K. Os ensaios de oxicombustão foram realizados em termobalança com diferentes temperaturas (973, 1073, 1173 e 1273 K) usando misturas gasosas O2/CO2 de concentrações variadas (10 %, 20 % e 30 % de O2 em CO2). Para determinação dos parâmetros cinéticos utilizou-se três modelos. Para o modelo do núcleo não reagido (MNR), conclui-se que a reação química controla o processo reacional, tendo uma energia de ativação de 37,8 kJ.mol-¹ e ordem de reação de 0,5 para 973 K e de 0,7 para as demais temperaturas. Usando o modelo de reação contínua (RC), não se obteve um ajuste adequado aos dados experimentais, pois este modelo prevê um consumo uniforme de carbono, desconsiderando a camada de cinzas deixada para trás. Segundo o modelo de Langmuir-Hinshelwood (LH) de duas etapas, a etapa dessortiva é mais favorecida pelo aumento de temperatura, indicando que a ordem da reação esteja entre zero e um. O resultado encontrado, para esse modelo, para a energia de ativação da primeira etapa foi de 19,8 kJ.mol-¹ e para a segunda etapa foi de 37,3 kJ.mol-¹. / The efforts to reduce greenhouse gas emissions, especially CO2, are gaining increasing importance in the industrial sector and in research lines. Oxy-fuel combustion has proven to be one of the best strategies for the capture of CO2. The aim of this study is to determine the kinetic parameters of reaction and oxy-fuel combustion of char of a bituminous coal with high ash content in southern Brazil. The char, with a particle 715μm in diameter, was prepared in 100 % N2 atmosphere, at 1173 K. The oxy-fuel combustion assays were performed using a thermobalance at different temperatures (973 K, 1073 K, 1173 K and 1273 K) with O2/CO2 gas mixtures of different concentrations (10 %, 20 % and 30 % of O2 in CO2). Three models were used for determining the kinetic parameters. According to the unreacted core model (MNR), the process is controlled by chemical reaction, resulting in the activation energy of 37.8 kJ.mol-¹ and reaction order from 0.5 to 973 K and for other temperatures the order of reaction was 0.7. The use of the reaction model (RC) did not provide a good fit to experimental data because the consumption of the particle during the reaction was not constant as predicted by the model. According to Langmuir-Hinshelwood (LH) model, constituted by two steps, the desorption step is more favored by high temperatures, which indicates that it is a zeroth-order reaction. The value obtained for the activation energy for the first step, according to this model, was 19.8 kJ.mol-¹ and for the second step it was 37.3 kJ.mol-¹.

Neste trabalho foi realizado o estudo da dessulfuração dos gases de combustão do carvão pela adição de calcário em um combustor com leito fluidizado de escala semi-industrial. Para isto foi utilizado o carvão proveniente da mina do Recreio com o qual foram testados dois calcários distintos oriundos dos municípios de Pantano Grande e Candiota com teores médios de CaO e de MgO de 28,63% e 20,13% para o primeiro e de 50.13% e 2.03% respectivamente. Foi avaliado o efeito da razão molar Ca/S, temperatura e composição química sobre a eficiência de dessulfuração. Em geral a temperatura operacional adotada foi em torno de 850 °C com velocidade superficial média de 33.68 cm/s com excesso de ar médio de 317,80%. Ficou claro neste experimento que com a elevação da razão molar Ca/S ocorreu a elevação da eficiência de dessulfuração. Isto é válido até um limite a partir do qual a adição de calcário não contribui mais de forma significativa para dessulfuração. A razão molar Ca/S estudada oscilou de 0 a 5,38 para o calcário Candiota e de 0 a 4,51 para o calcário de Pantano Grande. Sendo que a eficiência de dessulfuração máxima alcançada nos dois casos, sem reciclagem do material particulado capturado no ciclone, foi de 66,85% para o calcário Unical de Pantano Grande e de 62,14% para o calcário Cimbagé de Candiota. A razão molar ótima para atingir esta performance situou-se na faixa entre 3,5 e 4,5 para ambos calcários com melhor performance para o procedente de Pantano Grande. Foi avaliado ainda o efeito da temperatura sobre a dessulfuração com uma determinada razão molar Ca/S (1 ,66). Na faixa de 800-900 °C não observou-se diferenças significativas entre os níveis de emissão de So2 (1200 ppm). Acima de 900 °C constatou-se uma elevação acentuada de SO2 (1900 ppm). O carvão Recreio apresenta um teor razoável de enxofre (2,03%) sendo que ficou claro que a adição de calcário provocou o decréscimo das emissões de SO2. Mesmo assim a redução destas emissões não foi suficiente para enquadrar-se dentro dos limites da legislação Brasileira. Assim para o carvão Recreio é importante a utilização de sistemas gravimétricos para separar o enxofre inorgânico. Além disto recomenda-se a utilização de calcário no combustor bem como o reciclo de particulados. Desta forma este método de dessulfuração em leito fluidizado será mais atrativo técnica e economicamente. / The aim of this work was to study the desulfurization of combustion coai gases on a pi lot-scale fluidized bed combustor. The materials utilized were Recreio coal and two kinds of limestones, from Pantano Grande (CaO: 28.63% and MgO: 20.13%) and Candiota counties (CaO: 50.13% and MgO: 2.03). In this experiment the effect of Ca/S molar ratio, temperature and chemical composition of limestone on the desulfurization efficiency were analyzed. In general the combustor was operated at about 850°C with a 33.68 cm/s mean air velocity and 317.80% overall excess air. In trus work the relationship between the Ca/S molar ratio and desulfurization efficiency became clear. When the Ca/S molar ratio was increased the desulfurization efficiency also increased. However, when the maximum value of desulfurization efficiency was reached no more addition of limestone was necessary. The Ca/S molar ratio tested in this work ranged between O and 5.38 for the Candiota limestone and between O and 4.51 for the Pantano Grande limestone. The maximum desulfurization efficiency obtained, both cases without recycle, was 66,85% for Candiota limestone and 62.14% for Pantano Grande limestone. The best Ca/S molar ratio found was between 3.5 and 4.5 for both limestones. The effect of temperature on the desulfurization with a Ca/S molar ratio of 1.66 was studied . In the 800-900°C range no difference in SO2 emissions (1200 ppm) was observed . However above 900°C it was noticed that the S02 errussions increased considerably (1900 ppm). Recreio coai has a reasonable content of sulfur (2.03%). The addition oflimestone in the combustor reduced the S02 emissions but it was not enough to meet Brazilian regulations. Then for Recreio coai systems of pre-treatment to separate inorganic sulfur like flotation are recommended. Besides the addition of limestone in the combustor chamber as weU as the recycle of particulares are recommended, so trus method of desulfurization will become more attractive economically and technically.

A Colômbia é o país com as maiores reservas de carvão da América Latina, localizadas principalmente no norte do país, na região da Costa Atlântica. Nos departamentos de La Guajira, Cesar e Córdoba são encontrados 90% do carvão térmico. Nestas regiões, a mineração de carvão acontece a céu aberto, ocorrendo a liberação de material particulado com uma mistura de compostos químicos no ambiente. Esta mistura complexa está associada à indução de efeitos genotóxicos em diferentes organismos. Ainda assim, é pouca a informação da composição química e dos efeitos biológicos gerados pelo carvão da Colômbia. O objetivo deste trabalho foi caracterizar os principais compostos químicos do carvão betuminoso da mina El Cerrejón e sub-betuminoso da mina La Guacamaya, Colômbia, e avaliar seus efeitos biológicos utilizando modelos in sílico, in vitro e in vivo. A caracterização das amostras de carvão identificou os principais óxidos inorgânicos, elementos inorgânicos e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos. Alguns destes compostos podem induzir a geração de Espécies Radicais de Oxigênio (ERO), que leva a estresse oxidativo, e provoca a interrupção do ciclo celular como reação aos danos no DNA Além disso, os carvões betuminoso e sub-betuminoso da Colômbia induzem citotoxicidade, lesões primárias no DNA e instabilidade cromossômica em níveis similares, associadas ao dano oxidativo detectado in vitro. Da mesma forma, foi demostrado in vivo que a inalação subaguda de carvão sub betuminoso, produz acumulação de pó de carvão no tecido do pulmonar, resultando na indução de ERO e lesões primárias no DNA em células do sangue periférico e pulmão, além de provocar um aumento nos níveis das defesas antioxidantes e a liberação de citocinas pró-inflamatório. Em conclusão, os efeitos observados in sílico, in vitro e in vivo estão relacionados com a capacidade de alguns compostos químicos do carvão da Colômbia de induzir a geração de estresse oxidativo celular e tecidual. / Colombia has the largest coal reserves in Latin America. Mineral reserves are located mainly in the north (Caribbean region), where 90% of the thermal coal is located in the departments of La Guajira, Cesar, and Córdoba. In these regions, coal mining is open-pit, which is related to the release of particulate material into the environment with a mixture of chemical compounds. This complex mixture is associated with thegenotoxic effects in different organisms. However, the information about chemical composition and biological effects generated by coal in Colombia is scarce. Our objective was to characterize the main chemical compounds of the bituminous coal from El Cerrejón and sub-bituminous mine from La Guacamaya mine in Colombia and to evaluate the biological effects using in vitro, in vitro, and in vivo models. Characterization of the carbon samples identified the main inorganic oxides, inorganic elements, and polycyclic aromatic hydrocarbons Some of these compounds may induce the generation of ROS, which leads to oxidative stress and cause cell cycle disruption as a reaction to DNA damage. In addition, bituminous and subbituminous coals induce cytotoxicity, primary DNA damage, and chromosomal instability at similar levels associated with oxidative damage detected in vitro. Likewise, it has been shown that subacute inhalation of sub-bituminous carbon, produces accumulation of coal dust in lung tissue in vivo. This leads to the induction of ROS and, consequently, causes oxidative stress, primary lesions in the DNA in cells of the peripheral blood and lung. In addition, it causes increased levels of antioxidant defenses and markers of oxidative damage, as well as the release of proinflammatory cytokines. In conclusion, the effects observed in vitro, in vitro and in vivo are related to the ability of some chemical compounds of coal in Colombia to induce oxidative stress.

O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de matrizes carbonosas de depósitos do sul do Brasil para a produção de substâncias húmicas por meio de tratamento com ácido nítrico sob refluxo. Foram estudadas 4 matrizes carbonosas: um carvão ROM e três rejeitos das camadas geológicas Bonito e Barro Branco, sendo empregadas duas concentrações de HNO3 (11 e 25%). As matrizes carbonosas antes e após tratamento com HNO3 foram caracterizadas por análise elementar, análise termogravimétrica e espectroscopia de FTIR em amostras originais e após tratamento com HF 10%. Foi determinada a distribuição de substâncias húmicas (SH) e os ácidos húmicos (AH) foram caracterizados. A amostra C-MTR apresentou maior teor de C (41%), maior razão C/N (75) e menor teor de cinzas (54%) do grupo estudado. Em contrapartida, os rejeitos apresentaram maior grau de aromaticidade. O maior rendimento ponderal foi obtido com solução de HNO3 25%, que não alterou o teor de C das amostras, porém aumentou o teor de N, diminuindo a razão C/N que se situou entre 11 e 20. A inserção de N nas amostras ocorreu provavelmente nas estruturas aromáticas, enquanto a oxidação com HNO3 ocorreu tanto nas cadeias alifáticas como nas aromáticas. O tratamento com HNO3 25% aumentou a proporção de SH extraída, sendo os maiores incrementos observados nos rejeitos (16 a 31% de SH). Os AH gerados apresentaram composição química semelhante à de AH de solos porém com maior grau de aromaticidade. A geração de SH de matrizes carbonosas por meio de tratamento com HNO3 se mostra como um método promissor, porém o impacto dessas estruturas no ambiente deve ser investigado. / The main objective of this study was to evaluate the potential of carbonaceous matrixes from coal deposits in southern Brazil for the production of humic substances by treating them with nitric acid under reflux. Four coal matrixes collected from the geological layers Barro Branco and Bonito have been studied: one ROM coal (C-MTR) and three coal tailings (R-MTR, R-FOR and RBC), and two concentrations of HNO3 were tested (11 and 25%). The coal matrixes before and after treatment with HNO3 were characterized by elemental analysis, thermogravimetric analysis and FTIR spectroscopy, after removal of the inorganic fraction with 10% HF solution. The distribution of humic substances (HS) was determined and the humic acids (HA) have been characterized. Sample C-MTR showed the highest C content (41%), highest C/N ratio (75) and lowest ash content (54%) of the studied group. In contrast, coal tailings presented a higher degree of aromaticity. The highest weight yield was obtained from the treatment with HNO3 25%. This treatment did not alter the C content of the samples but the N content increased decreasing therefore the C/N ratio that varied from 11 to 20. The insertion of the N in the sample probably occurred in the aromatic structures, while the oxidation occurred in both the aromatic and aliphatic chains. Treatment with HNO3 25% increased the content of HS, with the largest increases observed in the coal tailings (16 to 31% of HS). The generated HA showed chemical composition similar to that of soil HA but a greater degree of aromaticity. The generation of HS from coal matrixes by treatment with HNO3 appears as a promising method, but the impact of the generated structures in the environment should be further investigated.

Dentro do espectro de recursos energéticos do país as principais reservas de carvão brasileiro encontram-se na região sul, na Bacia do Paraná. São oito as jazidas de maior importância dessa bacia: Sul-Catarinense, Santa Terezinha, Morungava-Chico Lomã, Charqueadas, Leão, Iruí, Capané e Candiota. O presente trabalho teve como objetivo a caracterização geoquímica e petrográfica de quatro Jazidas sulbrasileiras do Permiano: Sul-Catarinense/Leste de Maracajá (JSCLM), Chico Lomã, Santa Terezinha e Candiota. Amostras de perfil estratigráfico dessas jazidas foram submetidas a análises de teor de carbono orgânico (COT), pirólise Rock-Eval, biomarcadores (n-alcanos, isoprenóides, hopanos, esteranos e hidrocarbonetos aromáticos) e petrográficas (reflectância da vitrinita e macerais). Estas investigações permitiram a determinação do grau de carbonificação, do paleoambiente deposicional e o tipo de matéria orgânica presente nos carvões destas quatro jazidas. A análise de macerais mostrou que todos os carvões estudados apresentam o predomínio da vitrinita, seguido de liptinita e em menor quantidade inertinita. Com base no poder refletor da vitrinita, os carvões apresentam a seguinte classificação: Jazida Sul-Catarinense/Leste de Maracajá - betuminoso alto volátil A; carvões de Chico Lomã - sub-betuminoso A até antracito; carvões da Jazida de Santa Terezinha - betuminoso alto volátil A e carvões de Candiota - sub-betuminoso tipo B e sub-betuminoso tipo C. As medidas de reflectância da vitrinita e os dados de Tmax obtidos da Pirólise Rock-Eval indicam que as Jazidas Sul-Catarinense/Leste de Maracajá, Chico Lomã e Santa Terezinha que são termicamente maturas encontrando-se no início da janela de óleo, enquanto que a Jazida de Candiota é termicamente imatura. A maioria dos carvões apresenta índice de hidrogênio (IH) entre 50-200 mg HC/g COT, o que implica em potencial para geração de gás. A razão Pristano/Fitano, que é controlada principalmente pelo tipo de matéria orgânica, apresentou valores superiores a 1 para todas as amostras, o que indica condições subóxicas de ambiente deposicional. O perfil dos esteranos C27, C28, C29 mostrou predominância do C29 para todas as amostras, indicando a contribuição de matéria orgânica terrestre para a formação dos mesmos. Através da distribuição dos hopanos, observou-se a predominância do epímero S sobre o R para os hopanos da faixa de C31-C35, bem como a ausência dos hopanos de configuração menos estáveis, os ββ, nos carvões das Jazidas Sul-Catarinense/Leste de Maracajá, Chico Lomã e Santa Terezinha indicando que estes carvões tem um grau de carbonificação mais elevado. Comportamento oposto foi observado para os carvões da Jazida de Candiota onde ocorreu a presença dos hopanos ββ, bem como a predominância do epímero R sobre o S, características de matéria termicamente imatura ou pouco evoluída. A razão dos compostos aromáticos, metil-naftalenos e metil-fenantrenos não apresentam resultados confiáveis como os dos demais biomarcadores da fração dos hidrocarbonetos alifáticos. A análise de biomarcadores, utilizando GC-MS e GC-MS/MS permitiu a interpretação do paleoambiente deposicional, da origem e da maturação dos carvões, proporcionando uma outra maneira de determinação do grau de carbonificação além da reflectância da vitrinita (Rrandom%) e Tmax (temperatura máxima de liberação de hidrocarbonetos) obtido da análise de Pirólise Rock-Eval. / Within the energy resources spectrum of the country, the main coal reserves are in the south of Brazil, in the Paraná Basin. There are eight sources of utmost importance that basin: South of Santa Catarina, Santa Terezinha, Morungava-Chico Lomã, Charqueadas, Leão, Iruí, Capané and Candiota. The present study aimed to characterize by geochemical and petrographic methods four Permian deposits of coals from south of Brazil: Sul-Catarinense/Leste de Maracajá, Chico Lomã, Santa Terezinha and Candiota. Samples of stratigraphic profile of these deposits were analyzed for organic content (TOC), Rock-Eval pyrolysis, biomarkers (n-alkanes, isoprenoids, hopanes, steranes and aromatic hydrocarbons) and petrographic (maceral and vitrinite reflectance). These studies allowed determination of the degree of carbonification, of depositional paleoenvironment and type of organic matter present in these four coals deposits. The maceral analysis showed that all the samples studied show the predominance of vitrinite, followed by liptinite and inertinite lower amount. Based on reflectance of vitrinite, the coals have the following classification: coal from Sul-Catarinense/Leste de Maracajá - high volatile A bituminous; coal of Chico Lomã - subbituminous A to anthracite; coal of Santa Terezinha - high volatile A bituminous and coal of Candiota - sub-bituminous type B and sub-bituminous type C. Reflectance measurements of vitrinite and Tmax data obtained from Rock-Eval pyrolysis indicate that the deposits at Sul-Catarinense/Leste de Maracajá, Chico Lomã and Santa Terezinha are thermally mature and in the beginning of the oil window, whereas the deposit of Candiota is thermally immature. Most of coal has hydrogen index (HI) between 50-200 mg HC/g TOC, which implies potential for gas generation. The ratio Pr/Fit, which is controlled mainly by the type of organic matter, showed values greater than 1 for all samples, which indicates suboxic conditions of depositional environment. The profile of steranes C27, C28, C29 showed the predominance of C29 for all samples, indicating the contribution of input of higher plants for the formation of organic matter. Through the distribution of hopanes, there was a predominance of S over the R epimer for hopanes the range C31-C35, and the absence of hopanes less stable configuration, ββ, in the coals from Sul-Catarinense/Leste de Maracajá, Chico Lomã and Santa Terezinha indicating that they have a higher degree of carbonification. Opposite behavior was observed for the coals of the Candiota where the presence of ββ hopanes occurred, as well as the dominance of R over the S epimer, features thermally immature or little thermal evolution. The ratio of aromatic compounds methyl-naphthalene and methyl-phenanthrenes not have reliable results as those of other biomarkers fraction of aliphatic hydrocarbons. The biomarker analysis using GC-MS and GC-MS/MS allowed the interpretation of depositional paleoenvironment, the origin and maturation of coals, providing another way of determining the degree of carbonification beyond vitrinite reflectance (Rrandom%) and Tmax (maximum temperature of release of hydrocarbons) obtained from the analysis of Rock-Eval pyrolysis.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_9159_Gustavo dos Reis Gonçalves.pdf: 4700166 bytes, checksum: f7b2fec704a86b36c3c2d754d4c6d5bf (MD5) Previous issue date: 2015-09-03 / Os materiais nanoestruturados exibem diversas propriedades físicas e químicas interessantes. Dentre elas podemos citar as propriedades magnéticas, que estão entre as mais estudadas devido à sua grande importância tecnológica. Este trabalho visa a síntese de nanopartículas de óxidos ou outros compostos de ferro suportadas em materiais carbonosos porosos derivados do endocarpo de babaçu, com especial ênfase nas transformações físicas e químicas causadas por tratamentos térmicos e no seu potencial como adsorvente em fase líquida. Como suporte, foi utilizado o endocarpo de babaçu carbonizado ou quimicamente ativado com H3PO4. A síntese dos nanocompósitos foi conduzida por impregnação em meio aquoso, sendo utilizados os compostos Fe(NO3)3.9H2O e NH4OH como fonte de ferro e agente precipitante, respectivamente. As técnicas utilizadas para a caracterização foram: análise elementar, termogravimetria, análise térmica diferencial, difração de raios-X, espectroscopia Mössbauer, análise textural por adsorção de nitrogênio e medidas de propriedades magnéticas. As nanopartículas foram identificadas como óxidos de ferro dispersos de forma homogênea na superfície do suporte carbonoso, com tamanho médio na ordem de nanômetros e apresentando um comportamento superparamagnético em temperatura ambiente. A execução de tratamentos térmicos em atmosfera controlada de nitrogênio em temperaturas predeterminadas de 700, 800, 900 e 1000 °C levou ao crescimento do tamanho médio de cristalitos e ao surgimento de novas fases devido ao processo de redução química das nanopartículas de óxido de ferro dispersas nos suportes ricos em carbono. Dependendo da temperatura de tratamento e do tipo de suporte, as fases formadas de forma majoritária foram: óxidos de ferro (Fe2O3, Fe3O4), ferro metálico (α-Fe, γ-Fe(C)), carbeto (Fe3C), fosfato (FePO4 e Fe2P2O7) e fosfeto de ferro (Fe2P). Os resultados deste trabalho mostraram que o método empregado permite a síntese de nanocompósitos com características químicas e estruturais variadas, dependendo das condições de preparação e dos tratamentos térmicos posteriormente realizados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T20:00:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 101457.pdf: 3869899 bytes, checksum: f5c47b88fa7ff38091f534bec386de97 (MD5) Previous issue date: 1995 / Diversas investigações a respeito da cinética da gaseificação têm sido realizadas para elaboração de projetos e construção de gaseificadores. Carvões e seus coques são materiais heterogêneos, complexos, e a descrição completa de todos os mecanismos físicos e químicos que controlam as reações de gaseificação ainda não são bem conhecidos, principalmente com relação aos carvões catarinenses. Esse trabalho teve por objetivo estudar a influência de dois tipos de carvão/coque sobre a cinética das reações de gaseificação. Os coques foram pirolisados a 1100ºC, em atmosfera inerte, a partir de dois carvões catarinenses. A reatividade destes coques foi determinada em CO2 (fluxo de 0,5 NI/mim) em um reator de aço 316 L a temperaturas de 900ºC a 975ºC, e uma pressão total de 1 atmosfera. Para se estudar a influência da pressão parcial do CO2 e o efeito do impedimento do produto CO sobre a velocidade de reação, um tipos de coque foi gaseificado com misturas de CO2/N2 e CO2/CO/N2. Para a discussão dos dados cinéticos foi utilizada uma equação de velocidade com ordem de reação n=1, relativa ao carbono como medida para a reatividade, a qual melhor descreveu o comportamento desses coques durante a gaseificação. Os dados experimentais dos sistemas CO2/N2-Coque e CO2/CO/N2-Coque, ajustaram-se bem a uma equação do tipo Langmuir-Hinshelwood. Na análise dos resultados foram considerados a influência do grau de conversão, superfície interna, matéria mineral dos carvões e modificações estruturais sofridas pelo tratamento ácido e pirólise.

Orientadora : Profª. Drª. Ghislaine Miranda Bonduelle / Coorientador : Prof. Dr. Dimas Agostinho da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Florestal. Defesa: Curitiba, 05/04/2016 / Inclui referências : f. 53-61 / Área de concentração : Tecnologia e utilização de produtos florestais / Resumo: Esse trabalho teve por objetivo avaliar o potencial da biomassa de cinco espécies de Eucalyptus como fonte de energia e, também, matéria-prima para a produção de carvão vegetal. Foram utilizadas as espécies Eucalyptus benthamii, Eucalyptus dunnii, Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e o hibrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla (Eucalyptus urograndis) provenientes de plantios arbóreos comerciais com 7 anos de idade, localizados no bioma Pampa no estado do Rio Grande do Sul. Foram avaliadas as propriedades energéticas dos compartimentos da árvore: madeira, casca, galho e folha; além da biomassa seca e o estoque de energia destes compartimentos. Utilizando o compartimento madeira foi produzido carvão vegetal, com temperatura de 450 °C e taxa de aquecimento de 2 °C min-1, no qual foram avaliadas as propriedades energéticas. A partir desse processo foram avaliados os rendimentos de carvão vegetal, licor pirolenhoso, gases não condensáveis, carbono fixo e energia. Na avaliação energética dos diferentes compartimentos houve pouca variação entre as espécies, o compartimento da casca destacou-se pelo alto teor de cinzas, enquanto o compartimento folhas apresentou o maior poder calorífico superior. Para biomassa seca e estoque de energia a espécie E.dunnii foi a que apresentou resultados superiores e a espécie E.benthamii os inferiores. Em relação a produção de carvão vegetal e qualidade do mesmo, as espécies apresentaram diferenças para o teor de cinzas e materiais voláteis, densidade relativa aparente e rendimentos. A espécie E.benthamii apresentou os melhores resultados de rendimentos em carvão vegetal, energia e carbono fixo, enquanto a espécie E.dunnii apresentou os resultados inferiores para essas mesmas propriedades. As espécies estudadas apresentam potencial para a produção de energia via combustão direta e para a produção de carvão vegetal. Palavras-chave: Análise termogravimétrica. Biorredutor. Propriedades tecnológicas da madeira. Qualidade carvão. Recursos Florestais. / Abstract: This study aimed to evaluate the potential of biomass of five species Eucalyptus as an energy source and raw material for the production of charcoal. In this study were used the species Eucalyptus benthamii, Eucalyptus dunnii, Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna and hybrid Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla (Eucalyptus urograndis) from commercial arboreal plantations 7 years old, located in the "pampa gaucho" region in the Rio Grande do Sul state. Energy properties of tree compartments were evaluated: stem wood, stem bark, leaf and branches; and the dry biomass and energy stock of these compartments. The stem wood was used to produce charcoal, with the final temperature of 450 ° C and a heating rate of 2 ° C min-1, which were evaluated energy properties, this process were evaluated yields of charcoal, pyrolignous liquid, no condensable gases, fixed carbon and energy. The energy evaluation of the different compartments showed little variation among species, the stem bark compartment highlighted by high ash content, while the leaves compartment showed the largest higher calorific value. For dry biomass and energy stock the E.dunnii was the species that showed superior results and E.benthamii lower results. In to charcoal production and quality of the same species showed differences for ash and volatiles, apparent relative density and yields. The E.benthamii stood out positively in relation to income in charcoal, energy and fixed carbon, while the E.dunnii showed lower results for these same properties. The species showed low variation between the technological properties so that all have the potential for energy production. Keywords: Thermo-gravimetric analysis. Bioreducer. Wood technological properties. Charcoal quality. Forest resources.

Estudou-se neste trabalho a influência da temperatura na reduçao direta de pelotas hematíticas com carvão, entre 7509C e 1.0509C. As matérias-primas empregadas foram: carvão não coqueificávelde elevado teor de cinzas, proveniente da mina Butiá-Recreio (RS), usado no processo SL/RN, e três diferentes tipos de pelotas comerciais. O equipamento pode ser descrito, basicamente, como constituido por um reator estático vedado a entrada de gases e aquecido externamente por um forno elétrico de aquecimento programável. A granulometria dos materiais ensaiados foram: 2,0 - 3,36mm para o carvão e 10,0 - 12,70mm para as pelotas. A relação Cfixo/Fe foi mantida constante para todos os ensaios tendo seu valor sido fixado em 0,43. o acompanhamento da redução ao longo do tempo foi feito por meio de ensaios de interrupção. Através da pesagem, análise química via úmida e difratometria de raio X dos constituintes traçaram-se as curvas de grau de redução, metalização e distribuição de Fetot nos óxidos, contra tempo. Paralelamente, com o auxilio de um aparelho de Orsat, analisaram-se os gases gerados no sistema durante a redução para as temperaturas de 800, 900 e 1.0009C. A morfologia da redução, por sua vez, foi analisada através das observações microscópicas das seções polidas feitas para as pelotas reduzidas nos diversos ensaios. A cinética do sistema minério-carvão foi estudada neste intervalo, testando-se alguns modelos. Os resultados adequaram-se bem ao modelo de reação de primeira ordem, evidenciando-se uma grande influência da temperatura na velocidade de redução, relacionada às características de reatividade do carvão. A etapa de gaseificação apresentou-se como limitante da cinética global, exceto para elevadas temperaturas e graus de redução. As três pelotas não apresentaram, portanto, nas condições experimentais, diferenças sensfveis em seus graus de redução e metalização para temperaturas inferiores à 1.0009C. Entretanto, as características físicas (grau de inchamento, resistência mecânica) apresentaram-se bastante discrepantes para os ensaios realizados. Estes resultados paralelos foram analisados e apresentados comparativamente. / The influence of temperature on Direct Reduction of Haematite pellets with coaI has been studied within the range of 7509C to I.OS09C. Raw materiaIs were chosen from those utilized by the SL/RN process in Brasil. The selected coal, having a high ash content,was a non-coking coal from Butiá-Recreio mine (RS). The pellets used we re three types of typical commercial Haematite pel1ets. The equipment utilized was basically a static reactor(with no gas admitance), heated in an electric furnace having a controlled heating ratio. The grain size was fixed in an operational range between 2.0-3.36mm for coal and lO.O-12.7mm for the pellets; and the fixed carbon/lron ratio was fixed as 0.43. Reduction was monitored by means of interruption tests. The degree of Metallization, Reduction and oxides distribution were determined by chemical analysis, and the morfology of reduction was studied by means of microscopical analysis af polished sectians af peIlets. Kinetics af coal-ore system was studied within this range of temperature and some models were tested. Good agreement with a first arder reaction type with respect to oxygen concentration was found. ln addition, a great influcence of temperature on the reduction rate was detected which is related to a great extent to coal's reactivity lt was postulated that that gasification step limitates kinetícs of the system on a large range. Under these conditions,only at high temperatures and high degrees af metallization the reduc tion step was found to play an important role. Although the ammount of reduction was not very different for the pellets in many cases, a general distinct behaviour was noticed for physical properties (swelling index and resistance, mainly) .Th~ se paiallel data were collected and are briefly discussed.

Neste trabalho foi investigada uma metodologia para remoção de Mn e Fe de um efluente de interesse ambiental (drenagem ácida de mina). Para tanto, foram utilizadas argilas naturais (bentonita brasileira do nordeste) e sintéticas (montmorilonita K-10 e hidrotalcita) como adsorventes. Os metais foram determinados antes e depois do processo de adsorção usando espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS). Para investigar a influência de alguns parâmetros que interferem na capacidade de adsorção das argilas como, por exemplo, o pH, quantidade de argila, tempo de contato e quantidade de metal adsorvido por massa de argila empregada (isotermas de adsorção) foram preparadas soluções aquosas com diferentes concentrações dos metais (10 ou 50 mg L-1) em pH = 4 (pH médio presente nas amostras). Após, foi separada uma alíquota para a determinação dos metais antes e depois da adição da argila. Foram estudadas massas de argila (50 a 500 mg), pH da solução (3, 4, 6 e 8) e tempo de contato entre as soluções e a argila (5 min a 48 h). Para as isotermas de adsorção, foram igualmente utilizadas soluções de Mn e Fe, utilizando uma massa de argila de 50 mg no caso da hidrotalcita, e 100 mg para a montmorilonita K-10 e bentonita brasileira em concentrações de 5 a 500 mg L-1. A partir dos resultados obtidos verificou-se que com uma massa de 100 mg foi obtida uma boa relação entre quantidade de Mn (ou Fe) adsorvida (%) e massa de Mn (ou Fe) adsorvida/massa de argila. Constatou-se, também, que a variação de pH (3, 4, 6 e 8) nas soluções aquosas contendo argila não apresentou uma mudança significativa na capacidade de adsorção para o Mn, já que o Fe tende a precipitar em meios com pH superior a 6. Em relação ao tempo de contato, verificou-se que agitações superiores a 5 min não mostraram qualquer benefício para as argilas empregadas. As isotermas de adsorção obtidas foram ajustadas aos modelos de Langmuir e Freundlich observando que, em alguns casos, ambos os modelos se ajustavam enquanto que em outros apenas o de Langmuir. A técnica de F AAS mostrou-se adequada para a determinação dos analitos, apresentando boa sensibilidade, além de ser uma técnica simples, de baixo custo e de boa seletividade. O limite de detecção (LD), foi de aproximadamente 0,02 mg L-1 tanto para o Mn quanto para o Fe, não apresentando diferenças significativas nos diferentes pH’s estudados. A metodologia proposta neste trabalho foi aplicada para a adsorção dos elementos em amostras reais de drenagem ácida de mina. De forma geral, a bentonita brasileira mostrou-se mais eficiente que a montmorilonita K-10, principalmente para o Mn. Já a hidrotalcita foi a mais eficiente para ambos os metais com remoções superiores a 90% para todas as amostras de DAM investigadas. / In this work, a methodology for removing Mn and Fe from an effluent of environmental interest (acid mine drainage) was investigated. A natural clay (Brazilian bentonite) and two synthetic ones (montmorillonite K-10 and hydrotalcite) were used as adsorbents. The metals were determined before and after the adsorptions process using flame atomic absorption spectrometry (FAAS). Some parameters such as, pH, clay mass, contact time and mass of metal adsorbed per mass of clay (adsorption isotherms) were studied in order to investigate the influence of them in the adsorption capacity of the clays. Aqueous solutions with different metals concentration (10 or 50 mg L-1) in pH=4 (approximately the samples pH) were prepared. After that, an aliquot was taken for the determination of metals before and after the addition of the clay. Different masses of clays (50 to 500 mg), pH of the solutions (3, 4, 6 and 8) and contact times (5 min to 48 hours) were studied. For the isotherms, aqueous solutions of the metals in the range of 5 to 500 mg L-1 were prepared and 50 mg for hydrotalcite and 100 mg for montmorillonite and Brazilian bentonite were used. From the results, was verified that a good relation between the amount of Mn (or Fe) adsorbed (%) and mass of Mn (or Fe) adsorbed per clay mass was obtained for a mass of 100 mg. It was observed too that the variation of pH (3, 4, 6 and 8) in the aqueous solutions had no influence in the adsorption capacity for Mn, since the Fe precipitate in pH above 6. In relation to the contact time, it was verified that an agitation above 5 min had not shown any benefit for the used clays. The isotherms were adjusted to the Langmuir and Freundlich models. In some cases both of the models were obeyed while in other ones only the Langmuir model. The F AAS technique was adequate for the metals determination, showing a good sensitivity, selectivity and in addition it is a simple low cost technique. The limit of detection (LD) was approximately 0.02 mg L-1 for both metals not presenting differences when the pH was varied. The proposed methodology was applied for the adsorption of the elements in real samples of acid mine drainage. In general, the Brazilian bentonite showed a greater efficiency in comparison with montmorillonite K-10, principally for Mn. Hydrotalcite was the most efficient for both metals removing higher than 90 %, for all the samples investigated.