Seguindo a tendência mundial de reaproveitamento dos escassos recursos materiais não-renováveis, a partir da reciclagem de resíduos urbanos e industriais, devido à inexistência de novas fontes de matéria-prima, busca-se, no presente estudo, estabelecer a recuperabilidade da matéria carbonosa remanescente em amostras de rejeitos carbonosos (subprodutos), refugados nas operações de beneficiamento quando produzem carvão CE-5200 nas Minas do Faxinal e Butiá Leste da COPELMI Mineração, gerando acréscimo na produção total, bem como avaliar as perdas ocorridas por ineficiência nas mesmas operações. As amostras recebidas foram divididas em três lotes, sendo cada lote tratado em granulometria diferenciada no Laboratório de Processamento Mineral (LAPROM) dessa Universidade. Com exceção do primeiro lote, que permaneceu na mesma granulometria em que foi recebido, os demais foram reduzidos 100% a -9,5 mm e -2,0 mm e juntamente com o primeiro classificados nas peneiras de aberturas 2,0 mm e 0,1 mm com a finalidade de mensuração do grau de liberação da fração orgânica, indicando os carvões teoricamente possíveis de serem recuperados de cada lote mediante ensaios de afunda-flutua. Nas densidades teóricas de corte de 1,5 g/cm3, 1,8 g/cm3, 2,0 g/cm3 e 2,2 g/cm3, e com base no critério inicial adotado para avaliação dos resultados dos parâmetros ‘recuperação mássica’ e ‘teor em cinzas’, acima de 12% e em torno de 30%, respectivamente, pesquisa-se dentre os diversos tipos de carvões residuais, aquele que se aproxima do tipo CE-5200 (carvão energético com poder calorífico superior de 5200 kcal/kg ou o teor em cinzas 30%) e com o conhecimento dos respectivos percentuais mássicos e teores em cinzas encontrados, avaliam-se suas características de lavabilidade resultantes com o fim de aplicação futura em escala industrial. Ao final dos ensaios em laboratório, verifica-se que na faixa 100% a -9,5 mm ocorre o maior grau de liberação da matéria orgânica, impactando nos resultados de recuperação mássica e teor em cinzas que se aproximam dos propostos. Os subprodutos Rejeito 1 e Intermediário originados na Mina Butiá Leste juntamente com Rejeito 1 procedente da Mina do Faxinal apresentam a relação ‘quantidade versus qualidade’ mais promissora, ou seja, 14,02% versus 28,65% e 18,10% versus 29,56%, e ainda 14,83% versus 29,77%, nessa ordem. Do subproduto Intermediário restante, obtém-se carvão com teor de cinzas superior de 35,60% (equivalente ao carvão tipo CE-4700 com mercado local) e massa recuperável de 16,13%. Esses resultados identificam as perdas existentes nas operações de beneficiamento de cada unidade produtora por não apresentarem adequada liberação de seus constituintes dentre outras causas possíveis e não discutidas no presente estudo. Torna-se evidente que a legitimação dos resultados ora apresentados, tendo em vista futura implantação do reprocessamento dos subprodutos, deve ser avalizada por criteriosa análise de viabilidade econômica, proposta ao final do trabalho. / This work is a study of recycling of coal wastes produced in coal processing by wet jigging. The process produces two waste products. One is the refuse from the first jigging step. The second one, is the cleaning step of the concentrate of the first, producing a second waste material called middling. The aim is to determine feasibility of increasing recovery by reprocessing those samples with an additional jigging step. The studied Samples came from Faxinal and Butiá Leste mines, belonging to COPELMI mining, from Rio Grande do Sul State, Brazil. Samples as received were divided in three groups: Sample A that was ground 100% - 103 mm. Sample B was ground to 100% -9.5 mm. and sample C which was ground 100% -2 mm. Then, each sample was divided in two or three particle sizes: Sample A was divided in –103 mm +2.0 mm, –2.0 mm +0.1 mm and –0.1 mm. By the other hand, sample B was divided in –9.5 mm +2.0 mm, –2.0 mm +0.1 mm and –0.1 mm. The last fraction C was divided in –2.0 mm +0.1 mm and –0.1 mm. In order to determine coal separation degree in each fraction, the samples were submitted to sink and float tests. The following densities series were prepared with bromoform and xylol: 1.5 g/cm3, 1.8 g/cm3, 2.0 g/cm3 and 2.2 g/cm3. The criteria to determine recoverability was to get minimum of 12% recovery with no more than 30% ash, because in that range calorific capacity of coal is the order of 5200 kcal/kg. The results obtained showed that samples that best fitted the criteria were the fraction 100% -9.5 mm for both mines. However, middling for Faxinal did not give adequate products. In effect, sample from first refuse of Butiá Leste gave 14.02% recovery and 28.65% ash. Middling of the same sample gave 18.10% recovery and 29.56% ash. On the other hand, Faxinal first refuse gave 14.83% recovery and 29.77% ash. But, middling of this sample despite that recovery was not bad (16.13%), ash grade was out of the range of the criteria used (35.60%). These results showed that technically it is possible to recover more coal from samples of the mines studied. Nevertheless, the application of the process must be supported by an economical analysis.

Campanhas de amostragem são indispensáveis para o desenvolvimento da pesquisa e do planejamento de lavra. A perfilagem geofísica é um método de amostragem indireta, que vem se mostrando muito eficaz com o desenvolvimento de novas tecnologias para medições de grandezas físicas. Com baixo custo de operação e versatilidade de manuseio a perfilagem geofísica pode ser realizada concomitantemente com as operações de lavra, proporcionando reposta imediata do parâmetro medido. No entanto os métodos geofísicos de prospecção, por serem indiretos, não apresentam uma grande precisão e devido a isso os dados obtidos por perfilagem geofísica não podem ter a mesma importância que as informações obtidas por testemunhos de sondagem. O conceito de informação primária e secundária vem sendo amplamente discutido e aplicado devido à necessidade de uma melhoria do conhecimento do atributo geológico principal, desde que o mesmo se correlacione com algum outro parâmetro secundário. A redução de custos via aproveitamento de informações secundárias e métodos alternativos de amostragem também são fatores que influenciam essa aplicação Por este motivo, essa dissertação levanta o tema da aplicação de perfilagem geofísica de poço em depósitos de carvão para obtenção de informações secundárias. Concomitantemente a isso foram aplicadas metodologias capazes de combinar informações adquiridas por perfilagem geofísica, ou por um outro método, a um banco de dados obtido por amostragem com recuperação de testemunho. Concluiu-se que independente do método empregado para incorporação de informação secundária, as estimativas apresentam melhorias significativas quando comparadas com as estimativas sem a contemplação de informações secundárias. Conseqüentemente a aplicação de perfilagem pode ser uma ferramenta de extrema importância e confiável para obtenção de informação secundária e também para melhoria do planejamento de lavra para curto prazo.

A caatinga, vegetação característica da região semi-árida do Nordeste do Brasil, possui potencial de utilização restrito devido seu porte arbóreo-arbustivo. Buscando ampliar a abrangência das aplicações tecnológicas desta vegetação, procurou-se estudar a viabilidade da transformação em carvão vegetal de três espécies que ocorrem nesta região: a exótica leucena (Leucaena leucocephala Lam) e as nativas catingueira (Caesalpinia pyramidalis Tul) e pereiro (Aspidosperma pyrifolium Mart). As três essências foram carbonizadas, separadamente, em retorta elétrica, utilizando-se uma taxa de aquecimento de ·0,625ºC/min e quatro temperaturas de carbonização: 350, 450, 550 e 750 ºC. Foram avaliados os rendimentos em peso dos produtos da carbonização (carvão, líquido pirolenhoso, gás não condensável e alcatrão insolúvel), bem como as propriedades químicas (composição química elementar, análise imediata, análise das cinzas e poder calorífico) e físicas (densidades aparente e verdadeira, porosidade e friabilidade). Algumas propriedades das espécies vegetais também foram avaliadas e incluem a massa especifica aparente, teor de umidade e determinação dos constituintes da madeira (celulose, hemicelulose, lignina e extrativos). O rendimento gravimétrico do carvão vegetal obtido com a carbonização das três espécies apresentou-se dentro da média dos resultados obtidos com outras essências vegetais. Ocorreu uma diminuição no rendimento gravimétrico com a elevação da temperatura de carbonização. Os rendimentos em peso do líquido pirolenhoso e do alcatrão insolúvel não sofreram influência da temperatura de carbonização. No entanto, o gás não condensável aumentou com a elevação da temperatura. A temperatura de carbonização influenciou todas as propriedades químicas do carvão, exceto o seu poder calorífico. O carbono total, carbono fixo e teor de cinzas aumentaram com a elevação da temperatura. O teor de cinzas encontrado, entre 7,73 e 8,86 %, foi superior ao apresentado por outras espécies florestais. A densidade verdadeira do carvão aumentou com a elevação da temperatura. Para a densidade aparente e friabilidade este aumento só ocorreu entre as temperaturas de 450 e 550 ºC. Não foi possível estabelecer uma correlação entre as propriedades do carvão vegetal com os constituintes das madeiras estudadas. A leucena (Leucaena leucocephala Lam) apresentou carvão vegetal com as melhores propriedades químicas. A estimativa do potencial energético das três espécies para a região semi-árida do Nordeste do Brasil, em tonelada equivalente de petróleo, é de: 0,57 tep/ha para a Leucaena leucocephala Lam, 0,68 tep/ha para a Caesalpinia pyramidalis Tul e 0,29 tep/ha para a espécie Aspidosperma pyrifolium Mart.

Orientadora : Profª. Drª. Luciana Lopes Fortes Ribas / Coorientadora : Profª. Drª. Erika Amano / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Botânica. Defesa: Curitiba, 26/09/2017 / Inclui referências : f. 66-71 / Resumo: A subtribo Pleurothallidinae Lindl. é formada por espécies que correm risco de extinção pela degradação da Mata Atlântica. As suas sementes são muito pequenas e não contêm reservas nutritivas. A germinação na natureza necessita de simbiose das sementes com fungos micorrízicos específicos. Os estudos de germinação assimbiótica e de cultivo dessas espécies são escassos. O objetivo deste estudo foi analisar as características morfológicas e morfométricas das sementes e embriões de 11 espécies de micro-orquídeas para relacionar com a germinação in vitro e estabelecer um protocolo de propagação de mudas de Acianthera prolifera. Sementes de espécies de Pleurothallidinae foram utilizadas para estudos morfológicos e morfométricos, com auxílio de microscópio óptico e de microscopia eletrônica de varredura. As características das sementes analisadas foram: cor, forma, ornamentação, formato da parede das células, abertura micropilar e presença de depósito cuticular envolvendo o embrião. Também foram analisadas medidas quantitativas nas sementes e embriões, tais como: comprimento, largura, volume e porcentagem de espaço de ar. A análise de dados morfológicos e morfométricos auxiliaram no entendimento do processo germinativo das espécies estudadas. A viabilidade das sementes foi avaliada pela germinação in vitro em meio de cultura WPM, por um período de duas a 24 semanas. As melhores respostas de germinação ocorreram com A. prolifera (92%) e Acianthera ochreata (86%), com a formação de plântulas após 90 e 120 dias da semeadura. As sementes e embriões dessas espécies eram maiores que as outras e apresentaram polaridade estrutural que pode ter facilitado à germinação. Por outro lado, as piores respostas ocorreram com Pabstiella fusca (4%), que continha as menores sementes e embriões, sem ocorrência de polaridade estrutural e os seus protocormos necrosaram após 90 dias de cultivo em meio WPM. Os dados morfométricos avaliados demonstraram variações dentro do gênero Acianthera sp. e entre as espécies. Para estabelecimento de um protocolo de germinação assimbiótica de A. prolifera, sementes maduras foram inoculadas em quatro meios de cultura: WPM, MS, MS/2 e KC. As avaliações dos estádios de desenvolvimento de protocormos até a formação de plântulas foram realizadas por um período de duas a 16 semanas. Os resultados demonstraram que o meio MS/2 foi eficiente no início da germinação e o WPM para o desenvolvimento dos protocormos até a formação das plântulas de A. prolifera. Para estimular o crescimento dos protocormos foi testado o efeito do carvão ativado (0, 1, 2 e 4 g L-1) e da sacarose (0, 15, 30 e 60 g L-1) nos meios de cultura MS/2 e WPM. O desenvolvimento de protocormos e plântulas apresentaram melhores respostas em meio de cultura WPM contendo 1 g L-1 de carvão ativado. Os meios suplementados com sacarose estimularam o crescimento das plântulas, após subcultivo para os mesmos meios, sendo que para a formulação WPM foi recomendado adicionar 60 g L-1 e para MS/2 15 g L-1 de sacarose. As mudas de A. prolifera foram aclimatizadas com sucesso (95% de sobrevivência) utilizando a mistura comercial de fibra de coco, casca de Pinus e carvão vegetal, combinada com vermiculita (1:1) após 12 semanas de cultivo em casa de vegetação. Palavras- chave: meios de cultura, micro-orquídeas, carvão ativado, sacarose. / Abstract: The subtribe Pleurothallidinae Lindl. consists of 5,100 species distributed in the neotropics that are in danger of extinction due to the degradation of the Atlantic Forest. Its seeds are very small and contain no nutritional reserves. Germination in nature requires symbiosis with specific mycorrhizal fungi. Studies of asymbiotic germination and cultivation of these species are scarce. The objective of this study was to analyze the morphological and morphometric characteristics of the seeds and embryos of 11 species of micro-orchids in order to understand the process that control in vitro germination and also to establish a protocol for the propagation of Acianthera prolifera seedlings. Seeds of Pleurothallidinae species were used for these studies, carried out with the aid of an optical microscope and scanning electron microscopy. The characteristics of the analyzed seeds were: color, shape, ornamentation, cell wall format, micropillary aperture and presence of cuticular deposit. Quantitative measures were also recorded in seeds and embryos, such as: length, width, volume and percentage of air space. The analysis of morphological and morphometric data helped to understand the germination process of the species studied. The viability of the seeds was evaluated by the tetrazolium test and by in vitro germination in WPM culture medium, for a period of two to 24 weeks. The best germination responses occurred with A. prolifera (92%) and Acianthera ochreata (86%), with formation of seedlings after 90 and 120 days of sowing. The seeds and embryos of these species were larger than the others and presented structural polarity that may have facilitated the germination. On the other hand, the worst responses occurred with Pabstiella fusca (4%), which contained the smallest seeds and embryos, without occurrence of structural polarity and the protocorms died after 90 days of culture in WPM medium. The morphometric data showed variations within the genus Acianthera sp. and among the species. To establish an asymbiotic germination protocol for A. prolifera, mature seeds were inoculated in four culture media: WPM, MS, MS/2 and KC. The evaluations of the developmental stages of protocorms until the formation of seedlings were carried out for a period of two to 16 weeks. The results showed that the MS/2 medium was efficient at the beginning of germination and the WPM for the development of the protocorms until the formation of the seedlings. The effect of activated charcoal (0, 1, 2 and 4 g L-1) and sucrose (0, 15, 30 and 60 g L-1) on the MS/2 and WPM culture media was tested to stimulate the growth of protocorms. The development of protocorms and seedlings presented better responses in WPM culture medium with 1 g L-1 of activated charcoal. The media supplemented with sucrose stimulated the growth of the seedlings after subculture to the same media. For WPM formulation it is recommended to add 60 g L-1 sucrose and, for MS/2, 15 g L-1. The seedlings of A. prolifera were successfully acclimatized (95% survival) after 12 weeks of greenhouse cultivation in a commercial mixture of coconut fiber, pine bark, and charcoal combined with vermiculite (1:1). Key words: culture media, micro-orchids, activated charcoal, sucrose.

Made available in DSpace on 2014-08-29T02:01:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000460801-Texto+Completo-0.pdf: 2534757 bytes, checksum: 19453f2740e782d108d6c7205685694f (MD5) Previous issue date: 2014 / With low cost and still abundant, fossil coal remains a source of energy used worldwide. The gases emitted during the extraction of coal, generally consist of mixtures of methane, carbon dioxide, nitrogen dioxide and other hydrocarbons. However, methane is the most emitted in proportion. The use of natural gas as fuel is advantageous from an environmental point of view and has become economically attractive. The collection of gas samples is still a problem faced in related coal mine gas studies. Some products known as Tedlar® sampling bags for example, are efficient but, they have some drawbacks. In this work we tested an alternative means to collect gaseous samples, Vacutainers®. For identification and quantification of gases (CH4, CO2 and CO), analyses of gas chromatography with flame ionization detector were performed. Gaseous samples from the air of underground mines and waste piles of coal, in addition to standard mixtures, were analyzed after different periods of storage using Vacutainer® container type collectors. These collectors compared to Tedlars® were not efficient for the quantification of real samples containing CH4 and CO2. However, when accepting a 5 % error, it was effective for CO found in real samples. Results related to the concentration of CH4 in coal mine showed a concentration ranging from 117 ppm to 1,8 %, indicating a potential recovery and use of this gas as an energy source. On the other hand, alert to the need of periodic monitoring in order to ensure safety in the mine. / Com baixo custo e ainda abundante, o carvão fóssil continua sendo uma fonte de energia utilizada mundialmente. Os gases emitidos durante a extração de carvão, geralmente, consistem em misturas de metano, dióxido de carbono, nitrogênio e outros hidrocarbonetos. Todavia, o metano é o mais emitido em proporção. A utilização de gás natural como combustível é vantajosa do um ponto de vista ambiental e tornou-se economicamente atraente. A coleta de amostras gasosas é um problema ainda enfrentado em estudos relacionados ao gás de minas de carvão. Alguns produtos já conhecidos como os sacos de amostragem Tedlar®, por exemplo, são eficientes, mas apresentam alguns inconvenientes. Neste trabalho foi testado um meio alternativo para coletar amostras gasosas, os Vacutainers®. Para identificação e quantificação dos gases (CH4, CO2 e CO) foram realizadas análises de cromatografia gasosa, com detector de ionização em chama. Amostras gasosas do ar de minas subterrâneas e pilhas de rejeitos de carvão, além de misturas padrões, foram analisadas após diferentes períodos de estocagem utilizando frascos coletores do tipo Vacutainer®. Estes coletores quando comparados aos Tedlars® não se mostraram eficientes para a quantificação de amostras reais contendo CH4 e CO2. No entanto, aceitando um percentual de erro de 5 %, se mostrou eficaz para o CO encontrado em amostras reais. Os resultados referentes à concentração de CH4 em mina de carvão mostraram uma concentração variando de 117 ppm até 1,8 %, indicando um potencial de recuperação e utilização deste gás como fonte de energia. Por outro lado alerta a para a necessidade de monitoramento periódico, visando garantir a segurança na mina.

Made available in DSpace on 2013-08-07T18:54:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 000447581-Texto+Completo-0.pdf: 2580931 bytes, checksum: 72b8c8b990e61502e3691850cbeeb07f (MD5) Previous issue date: 2012 / The growing global economic development, followed by increased energy demand, interconnected on the dependence of fossil fuels, has contributed to an increased concentration of greenhouse gases in the atmosphere, mainly carbon dioxide (CO2). In this context, the Enhanced Coalbed Methane (ECBM) with CO2 injection technique, emerges as a promising proposal to alleviate this situation, because as is results in methane recovery (used for energy production) and storage of carbon dioxide (contributing to mitigating the greenhouse effect). This process involves production of formation water, which may contain numerous dissolved ions (Na+, Ca+2, Cl-, SO4-2) and trace elements. Therefore, study of this water and eventually treatment is necessary, this being one aspect that could undermine the application of this technology. Laboratory experiments were conducted to observe possible changes in the composition and properties of produced water generated during dewatering process with CO2 injection. Coal samples from the states of RS, SC and PR were analyzed. There was a high concentration of SO4-2 ions and the elements Fe, Zn, Al and Ni, in accordance with legislation, as well as high values of TDS (mgxL-1) for the field Leão - Butiá. It was concluded that there is a need for treatment of reclaimed water in a process of CBM/ECBM, for the fields analyzed because the limits established by law for the analyzed parameters are extrapolated. / O crescente desenvolvimento econômico mundial, seguido pelo aumento da demanda energética, interligado à dependência do uso de combustíveis fósseis, tem contribuído para o aumento da concentração na atmosfera de um dos gases responsáveis pelo efeito estufa: o dióxido de carbono (CO2). Nesse contexto, a técnica de Recuperação Avançada de Metano em Camada de Carvão (ECBM) com injeção de CO2 surge como uma proposta promissora para amenizar essa situação, pois há concomitantemente recuperação de metano (usado para produção de energia) e armazenamento de dióxido de carbono (contribuindo para mitigação do efeito estufa). Esse processo envolve a produção de água, a qual contém inúmeros íons dissolvidos (Na+, Ca+2, Cl-, SO4 -2) e elementos traço. Portanto, é necessário o estudo e eventual tratamento dessa água antes do descarte, pois esse é um aspecto que pode inviabilizar a aplicação dessa tecnologia. Experimentos laboratoriais foram realizados para observar alterações na composição da água de produção gerada durante o processo de dewatering, por injeção de CO2. Amostras de carvão dos estados do RS, SC e PR foram analisadas. Observou-se elevada concentração do íon SO4 -2 e dos elementos Fe, Zn, Al e Ni, em relação à legislação, assim como valores elevados de SDT (mgxL-1) para a Jazida Leão - Butiá. Concluiu-se que há necessidade de tratamento da água recuperada em um processo de CBM/ECBM, para as Jazidas analisadas, pois os limites estabelecidos pela legislação para os parâmetros analisados são extrapolados.

O carvão mineral é responsável por 40 % da eletricidade produzida mundialmente e por 44 % das emissões de CO2, decorrentes de seu uso para fins energéticos. O CO2 está entre os principais gases causadores do efeito estufa, por isso as pesquisas em captura e armazenamento se concentram nesse gás. A tecnologia de combustão de carvão em atmosfera de oxicombustão tem sido estudada como alternativa devido à facilidade de capturar o CO2 resultante da reação e poder armazená-lo. Assim, um dos objetivos deste estudo foi determinar os parâmetros cinéticos da reação de oxicombustão nas temperaturas de 600, 700, 740, 800 e 900 °C com concentrações de O2 em CO2 variando de 10 a 30 % (v/v). Os resultados obtidos para a energia de ativação foi 10 kJ.mol-1 e para o fator pré-exponencial 13,817 g.min-1.cm-2.atm-n. Como os carvões sul-brasileiros contém alto teor de cinzas seria interessante o beneficiamento desta matéria-prima a fim de reduzir seu teor de matéria mineral e poder utilizá-la para fins energéticos. Portanto, também foi objeto de estudo nesse trabalho, a remoção da matéria mineral de uma amostra de carvão mineral utilizando soluções de HF, HCl e HNO3 com concentração de 20 % em volume. Esse tratamento foi realizado utilizando carvão da mina de Candiota e carvão da mina do Leão II. Através de análise imediata, análise elementar, difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), infravermelho à transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) se observaram grandes alterações na estrutura dos carvões após a extração da matéria mineral com as lavagens ácidas, o que refletiu na temperatura de início da reação de Boudouard que teve acréscimo de 140 °C para o carvão do Leão II e 160 °C para o carvão de Candiota. Os carvões desmineralizados, com baixos teores de cinzas, foram submetidos novamente à reação de oxicombustão nas mesmas condições utilizadas anteriormente para determinação dos parâmetros cinéticos. Os valores obtidos para a energia de ativação e para o fator pré-exponencial, respectivamente, foram 56,46 kJ.mol-1 e 5,37.10³ g.min-1.cm-2atm-n para o carvão de Candiota. Para o carvão do Leão II, os valores encontrados foram 169,4 kJ.mol-1 e 7,06.1014 g.min-1.cm-2atm-n. As amostras desmineralizadas da mina de Candiota foram impregnadas com um metal alcalino, um metal de transição e um semi-metal, a fim de avaliar a reatividade dos mesmos em atmosfera de CO2. Foi observado que o metal alcalino é o metal que promove uma taxa de conversão do carvão em atmosfera de CO2 mais rápida, seguido das amostras impregnadas com o metal de transição e do semi-metal. Na amostra de carvão Run of Mine (ROM) há possivelmente a presença de alguns elementos que agem como inibidores e outros elementos que atuam como catalisadores da reação de gaseificação. / The mineral coal is responsible for 40 % of electricity world production and 44 % of CO2 emissions resulting from their use for energy purposes. The CO2 is one of the main gases causing the greenhouse effect, hence research on capture and storage is concentrated in this gas. Coal oxy-fuel combustion technology has been studied as an alternative due to the ease of fully capturing the CO2 resulting from combustion and can store it. Therefore, one of the objectives of this study was to determine the kinetics parameters of oxy-fuel combustion reaction at temperatures of 873, 973, 1073 and 1273 K with concentration of O2 in CO2 ranging from 10 to 30 % (v/v). The results obtained for the activation energy was 10 kJ.mol-1 and the pre-exponential factor 13.817 g.min-1.cm-2.atm-n. As the southern Brazilian coal has high ash content, beneficiation process the need in order to reduce its content of mineral matter and can use it for energy purposes. Therefore, too was the object of study in this paper, the removal of mineral matter from a coal sample using solutions of HF, HCl and HNO3 with concentration of 20 % by volume. This treatment was performed using Candiota coal and Leão II coal. Through immediate analysis, elemental analysis, X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM) were observed large changes in the structure of coals after extraction of the mineral matter with acid washes, which reflected the onset temperature of Boudouard reaction that was 140 °C in addition to the Leão II coal and 160 °C for Candiota coal. The demineralized coals, with low ash content, were subjected again to the oxy-fuel combustion reaction the same conditions previously used to determine the kinetic parameters. The values obtained for the activation energy and the pre-exponential factor, respectively, were 56.46 kJ.mol-1 and 5.37.10³ g.min-1.cm-2atm-n to Candiota coal. For Leão II coal the values were 169.4 kJ.mol-1 and 7.06.1014 g.min-1.cm-2atm-n. The demineralized samples of Candiota coal, were impregnated with an alkali metal, a transition metal and semi-metal in order to assess the reactivity in CO2 atmosphere. It was observed that the alkali metal is metal that promotes the conversion rate faster coal, followed by the samples impregnated with transition metal and semi-metal. In coal sample Run of Mine (ROM) there is possibly the presence of some elements which act as inhibitors and other elements that act as catalysts gasification reaction.

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 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.

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.