O carvão mineral brasileiro corresponde a cerca de 2% da matriz energética do país. Suas reservas são estimadas em 32 bilhões de toneladas. As principais reservas estão localizadas nos estados do Paraná, de Santa Catarina e do Rio Grande do Sul. Uma das características deste carvão é a elevada concentração de pirita, FeS2, no material lavrado. Por este motivo são necessários processos de beneficiamento que descartam cerca de 60-70% do material minerado. Portanto, um dos principais problemas enfrentados pelo setor é justamente a geração de grandes quantidades de rejeito piritoso que são descartadas diariamente nos pátios industriais. Este material, que permace a céu aberto, em contato com a água da chuva, oxigênio atmosférico e bactérias, que vivem em ambientes ácidos, gera a drenagem ácida de minas (DAM). Este efluente possui elevada concentração de íons de metais dissolvidos e sulfato que contaminam as bacias hidrográficas da região prejudicando o meio ambiente e a população. Medidas fiscalizatórias e jurídicas têm sido tomadas com o objetivo de obrigar uma solução para o problema, mas a sua dimensão é um grande desafio. Este fato leva as empresas a buscarem alternativas tecnológicas diversas para amenizar a questão. Portanto, com o objetivo de contribuir com alternativas para este problema, a presente tese de doutorado realiza o estudo da aplicação do processo bio-hidrometalúrgico para a oxidação de pirita dos rejeitos oriundos da mineração de carvão gerando produtos com valor agregado. O processo utiliza bactérias acidofílicas que têm a capacidade de metabolizar os compostos de ferro e transformar em produtos de interesse. A metodologia do trabalho consistiu, inicialmente, na caracterização do rejeito de carvão, da fonte de inóculo de bactérias e da água de circulação do sistema. O processo foi conduzido nos níveis bancada, piloto e uma prévia instalação industrial. Estudos em nível de bancada determinaram os parâmetros de operação da planta em escala piloto. As colunas empregadas em bancada foram montadas com 1 kg de rejeito de carvão disposto na forma de leito empacotado, nas seguintes condições: (a) rejeito-controle, (b) rejeito com micronutrientes sintéticos e inóculo bacteriano, (c) rejeito com micronutriente ureia e inóculo bacteriano. A unidade de biolixiviação, montada em escala piloto, continha 200kg de rejeito de carvão e foi operada na condição controle e ideal. Os principais parâmetros observados no processo foram o pH, potencial de oxi-redução, ferro total, Fe3+, Fe2+, metais, cor, sulfatos e número mais provável de bactérias acidofílicas. Os resultados da caracterização do rejeito de carvão mostraram que os elementos majoritários na composição foram o ferro e o enxofre, dispostos na forma de pirita. A avaliação por mais de um teste microbiológico comprovou a presença da bactéria A. ferrooxidans no processo. Os ensaios realizados em colunas mostraram que o uso de nutriente sintético e ureia apresentam resultados semelhantes para a extração de ferro. A utilização de água natural e EDR4, águas de circulação, também apresentaram resultados semelhantes, porém houve uma leve vantagem para a utilização da EDR4. A planta piloto operada na condição controle e ideal mostrou que com a presença de bactérias aumentou a extração de ferro, aumentou o potencial redox e a maior parte do ferro extraído em solução estava na forma de Fe3+. No caso da planta controle, onde o número de bactérias era baixo, houve menor extração de ferro, baixos valores de potencial redox e a maior parte dos íons, neste caso, estavam na forma de Fe2+. Portanto, houve formação de dois produtos o sulfato férrico e ferroso pelo controle da presença da bactéria A. ferrooxidans no sistema. Após nove semanas de biolixiviação, com a presença de 108 bactérias A. ferrooxidans em 100mL, foi gerado o concentrado férrico que filtrado e evaporado atingiu a concentração desejável de ferro para a comercialização como coagulante de água e efluentes que é cerca de 120 g.L-1. O produto mostrou-se eficaz no tratamento de água do Rio Guandu, atendendo aos parâmetros exigidos pela Portaria Brasileira 2.914/2011 do Ministério da Saúde. Foram criadas, ao final do trabalho, duas marcas de produtos para o sulfato férrico produzido: o Sulfaclean e o Biohyextract. Se processados mensalmente 3.200t de rejeito de carvão seria possível abastecer com água tratada uma cidade com porte de 200.000 habitantes. A implantação deste processo é de baixo custo uma vez que a matéria-prima é o rejeito e a transformação do sistema é realizada por bactérias. Porém, um dos desafios ainda é a velocidade do processo, que ainda é lenta, embora as bactérias aumentem a velocidade em 4 vezes. / The Brazilian coal accounts for about 2% of the country's energy. Its reserves are estimated at 32 billion tons. The main reserves are located in the states of Parana, Santa Catarina and Rio Grande do Sul. One of the characteristics of this coal is the high concentration of pyrite (FeS2). For this reason, the beneficiation processes imply on discarting about 60-70% of the mined material. Therefore, one of the main problems of the sector is precisely the generation of large amounts of pyritic tailings which are discarded in industrial yards. This material in contact with rainwater, oxygen and bacteria, that lives in acidic environments, generates acid mine drainage (AMD). This effluent has high concentration of metal ions and dissolved sulphate that contaminate the environment. Legal measures have been taken to solve the problem. This leads many companies to seek alternative technologies to mitigate the issue. Thus, with the aim of contributing to this problem, this thesis conducts a study of the application of bio-hydrometallurgical processes in order to oxidize pyrite tailings originated from coal mining and to generate add-valued products. The process uses acidophilic bacterias that have the ability to metabolize iron compounds and to transform it into products of interest. The methodology of the study consisted initially in the characterization of the coal tailing, of the bacteria used in the process and of the circulating water system. The process was conducted in levels, laboratory, pilot plant and a previous industrial plant. Level countertop studies determined operational parameters of the plant on a pilot scale. The columns used in countertops were fulfilled by 1 kg of waste which were disposed in the form of coal packed bed. The experiment was developed under the following conditions: (a) Reject control, (b) reject with synthetic micronutrients and bacterial inoculum, (c) reject with micronutrient urea and bacterial inoculum. The bioleaching unit, mounted on a pilot scale, contained 200kg of coal waste and operated under the control condition and the ideal condition. The main parameters process were observed in pH, redox potential, total iron, Fe3+, Fe2+, metals, color, sulfates, and most likely number of acidophilic bacteria. The results of the characterization of coal waste showed that the majority of the elements in the composition are iron and sulfur, arranged in the form of pyrite. The rating for more than a microbiological test showed the presence of the bacterium A. ferrooxidans in the process. Tests performed on columns showed that the use of a synthetic nutrient and urea have similar results for the extraction of iron, although the use of synthetic nutrient presents a slight advantage. The use of natural water and EDR4, water circulation, also showed similar results, although there was a slight advantage to the use of EDR4. The pilot plant operated at ideal control condition and it showed that the presence of bacteria increased the extraction of iron, as well as the redox potential and most of the iron in solution in the form of Fe3+. In the particular case of the plant control, where the number of bacteria was low, there was a lower iron extraction, a lower redox potential values and the majority of ions in this case was in the form of Fe2+. Therefore, the formation of two products (ferric sulfate and ferrous sulfate) is controlled by A. ferrooxidans bacteria in the system. After nine weeks of bioleaching in the presence of 108 A. ferrooxidans bacteria: 100ml, it was generated a ferric filtered which was evaporated and concentrate. After that, this ferric filtered has reached the desired iron concentration (about 120g.L-1 ) in order to be commercialized as a coagulant in water treatment. The product was effective in the treatment of water from Guandu River, given the parameters required by the Brazilian Ministry of Health’s Decree 2,914/2011. In the end of the work, it was created two brands of products for the produced ferric sulfate: the Sulfaclean and Biohyextract. If 3.200t of coal waste were processed each month, it would be possible to supply a 200,000 inhabitant city with treated water. The implementation of this process has low cost because the raw material is coal tailing and its processing system is performed by bacteria. However, one challenge is still the speed of the process, which is still slow, even though the bacteria has already increase the speed process by 4 times.

Este trabalho busca produzir cermet (Cinza-Fe) pela tecnologia do pó utilizando cinza leve produzida com a queima do carvão mineral em termoelétrica para uma possível utilização e aplicação na usinagem. Esse estudo tem como objetivo específico caracterizar e analisar as propriedades mecânicas e metalúrgicas das amostras obtidas a partir das misturas. Utilizouse o ferro como componente da mistura em função do baixo custo e vasta disponibilidade. Após a obtenção da cinza leve, determinou-se o tamanho da partícula da cinza leve por peneiras e cicloclassificador. Analisou-se a composição química da amostra através de espectrômetro por fluorescência de raios X. Também foi realizada a análise por MEV dos pós de cinza leve e ferro puro. Preparou-se as misturas com Ferro + 5% Cinza e Ferro + 10% de Cinza para estudo da interação entre os constituintes. Misturou-se também Cinza + 5% de Ferro e Cinza + 10% de Ferro, mas ambas misturas quebraram. Então se misturou Cinza + 20% de Ferro, que tal composição constitui o cermet produzido. Realizou-se a compactação do cermet (Cinza + 20% de Ferro) produzido em pressões de 100 a 400 MPa e para as amostras de Ferro + 5% e Ferro + 10% de cinza as pressões de compactação foram de 100 a 800 MPa. Determinou-se as densidades aparente e a verde de todas as composições e realizou-se a sinterização das mesmas amostras em temperaturas que variaram entre 1150 ºC a 1300 ºC. Foram feitas a densidade dos sinterizados e realizou-se análise de dureza, microdureza, metalografia, MEV e EDS. Após todos os ensaios, definiu-se o projeto e foi executada a fabricação da ferramenta para a usinagem com o cermet Cinza + 20% Ferro e foi realizado o ensaio de usinabilidade. Na mistura de cinza com 20% de ferro foi observado que o aumento da temperatura de sinterização diminui a densidade da mistura, mas aumenta a dureza indicando a difusão da matriz cerâmica no ferro. Os resultados mostraram que é possível a obtenção de cermets a partir da cinza leve e ainda comprovou um potencial para aplicação em materiais sinterizados de baixa densidade. / This work seeks to produce cermet (Ash-Fe) by powder technology using fly ash produced by burning mineral coal in thermoelectric for possible use and application in machining. This study has how specifically aims to characterize and analyze the mechanical and metallurgical properties of the samples obtained from the mixtures. Iron was used as component of the mixture due to the low cost and wide availability. After obtaining the gray light, was given the particle size of the light ash by sieves and cicloclassificador. In sequence, the chemical composition of the sample was performed through spectrometer for X-ray fluorescence. Also was also performed SEM analysis of light ash powder and pure iron. Mixtures were prepared with iron + 5% + Iron and Grey Iron + 10% Gray to study the interaction between the constituents. Also mixed Grey + 5% Iron and gray + 10% Iron, but broke both mixtures. So mixed Ash + 20% Iron, such composition constitute the cermet produced. Was performed the compression cermet (Ash + 20% Iron) produce dat pressures of 100 to 400 MPa and for samples iron + 5% and Iron and10% ashwasthecompactionpressureswasofthe100 to 800MPa. Was determined and the apparent density and the green of all compositions and was performed the sintering of the same samples at temperatures ranging between 1150 ºC to 1300 ºC. Was performed The density of the sintered and was made analysis of hardness, micro hardness, metallography, SEM and EDS. After all the tests, set up the project and was completed fabrication tool for machining with cermet Ash + 20% Iron and machinability testing was conducted. In the mixture of ash with 20% iron was observed that increasing the sintering temperature decreases the density of the mixture, but increases the stiffness indicating the diffusion of the ceramic matrix in iron. The results show that it is possible to obtain cermets from the fly ash and yet demonstrated a potential for application in sintered material of low density.

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.

Nesta tese, foram preparados carvões e carvões ativados a partir de resíduos agroindustriais, tais como borra de café, serragem de eucalipto e bagaço de maçã para uso como adsorventes. O processo de obtenção dos carvões consistiu da pirólise do precursor a 800°C e subsequente lixiviação dos componentes inorgânicos com ácido clorídrico. Estes carvões foram caracterizados por meio das seguintes técnicas: MEV, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPCZ e ângulo de contato com água (WCA). Os materiais preparados foram utilizados como adsorventes na remoção de 17β-estradiol (E2) em solução aquosa. O processo de lixiviação proporcionou um significativo aumento da área superficial dos carvões, aumentando a eficiência de remoção de E2, especialmente para os adsorventes de bagaço de maçã. Além disso, obteve-se maior percentual de remoção de E2 para adsorventes de café (> 97%) e, embora a remoção de E2 tenha sido ligeiramente maior para os carvões ativados (100%) do que para o carvão de café (97%), este último gerou menos resíduos durante o seu preparo. Desta forma, o carvão de café foi aplicado na remoção de 17β-estradiol (E2) e 17-etinilestradiol (EE2) a partir de soluções aquosas. Os seguintes parâmetros de adsorção foram estudados: pH inicial da solução de adsorvato, massa de adsorvente e tempo de contato entre o adsorvente e o adsorvato. Também foram avaliados os aspectos cinéticos e de equilíbrio de adsorção. Os modelos cinéticos investigados foram de pseudo-primeira e pseudo-segunda ordem e modelo de ordem geral, sendo que o último apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais. Os modelos de equilíbrio de adsorção investigados foram Langmuir, Freundlich e Sips, onde o último apresentou o melhor ajuste. A aproximação da isoterma de Sips com a de Langmuir, na região de maior concentração de equilíbrio (Ce) de adsorvato, indicam que a adsorção ocorreu em monocamada. O carvão de café também foi empregado como adsorvente na extração em fase sólida (SPE) de 17β-estradiol. Alguns parâmetros como, massa de adsorvente, solvente de eluição, volume de eluente, força iônica, volume de quebra e reutilização do cartucho foram avaliados. Os resultados de SPE demonstraram que, embora a recuperação de E2 tenha sido somente em torno de 60%, os percentuais de remoção de E2 foram 100% em todos os ciclos de reutilização do cartucho preparado. Os resultados obtidos demonstraram o potencial de utilização dos resíduos agroindustriais como novos adsorventes para remoção de estrogênios em solução aquosa. / In this thesis, carbons and activated carbons obtained from agroindustrial waste as, coffee grounds, eucalyptus sawdust and apple pomace were prepared and used as adsorbents. The carbons were obtained after the pyrolysis of the precursor at 800°C and subsequent leaching of inorganic compounds with hydrochloric acid. These carbons were characterized by the following techniques: SEM, BET, TGA, CHN, FT-IR, pHPZC and water contact angle (WCA). The materials prepared were used as adsorbents for the removal of 17β-estradiol (E2) in aqueous solution. With the leaching process a significant increase of the surface area of the carbons was observed, increasing the efficiency of E2 removal, especially when the carbon obtained from apple pomace was used. Furthermore, higher efficiency of E2 removal was obtained for carbons adsorbents from coffee (> 97%) and, although the E2 removal was slightly higher for activated carbon (100%) than for the coffee carbon (97%), the latter generated less waste during its preparation. In this way, the coffee carbon was applied to remove 17β-estradiol (E2) and 17α-ethinylestradiol (EE2) from aqueous solutions. The following parameters of adsorption were studied: initial pH of the adsorbate solution, adsorbent mass and contact time between adsorbent and adsorbate. Kinetic aspects and adsorption equilibrium were also evaluated. The kinetic models investigated were of pseudo-first and pseudo-second order and general order model, where the latter presented the best fit to the experimental data. The investigated adsorption equilibrium models were Langmuir, Freundlich and Sips, where the latter presented the best fit. The correlation between the Sips isotherm with Langmuir, in the region of highest equilibrium concentration (Ce) of adsorbate indicates that adsorption occurred in monolayer. The coffee carbon was also employed as adsorbent in solid phase extraction (SPE) for 17β-estradiol removal. Some parameters, such as adsorbent mass, solvent, eluent volume, ionic strength, break volume and the cartridge re-use were evaluated. The results of SPE showed that, although the E2 recovery was only about 60%, E2 removal efficiency was 100% in all reuse cycles of the prepared cartridge. The results demonstrate the potential use of agroindustrial wastes as new adsorbents for removal of estrogens in aqueous solution.

A drenagem ácida de minas (DAM) é um importante problema ambiental na mineração de carvão. O tratamento convencional da DAM envolve a adição de reagentes alcalinos para aumentar o pH e precipitar os metais dissolvidos como hidróxidos. Embora o tratamento ativo seja eficiente, apresenta as desvantagens de um alto custo operacional e problemas relacionados com a disposição do lodo gerado. Uma possível maneira de minimizar esses problemas é com o tratamento da DAM de forma a recuperar os elementos metálicos na forma de produtos com valor agregado. Assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar o processo de precipitação seletiva para recuperar o ferro e/ou ferro + alumínio para a produção de coagulantes e pigmentos. A DAM foi coletada em canal próximo a um depósito de rejeitos de carvão no estado de Santa Catarina e caracterizada com relação a pH, vazão, sólidos totais, acidez, sulfatos e metais (Fe, Al, Mn, Zn, Cu, Ca, Ni, Cd, Pb e Cr). O ferro foi recuperado da DAM por precipitação seletiva em pH 3,6 ± 0,1 e ferro + alumínio em pH 5,1 ± 0,1. O precipitado obtido em pH 3,6 ± 0,1 foi utilizado para a produção do coagulante sulfato férrico e dos pigmentos amarelo (goetita), vermelho (hematita) e preto (magnetita). O precipitado obtido em pH 5,1 ± 0,1 foi utilizado para a produção do coagulante sulfato férrico-aluminoso. Ambos os coagulantes foram obtidos e caracterizados em termos de sua composição química e mostraram-se eficientes no tratamento de água para abastecimento público quanto aos parâmetros pH, S.S, turbidez, cor, condutividade, dureza, sulfatos e metais (Al, As, Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Pb, Zn). Os pigmentos produzidos foram caracterizados em função de suas propriedades granulométricas, termogravimétricas, químicas e colorimétricas, podendo ser aplicados na produção de tintas e concretos cromados. Pode-se concluir que pelo processo de precipitação seletiva é possível reduzir em mais de 80% o volume de lodo produzido nas atuais estações de tratamento de efluentes, obtendo-se materiais com valor econômico. A produção de reagentes e materiais com valor agregado a partir da DAM é tecnologicamente viável, podendo até tornar o tratamento de efluentes da mineração superavitário. O processo reduz o desperdício de materiais, minimiza o impacto ambiental e pode se tornar uma fonte de recursos alternativa dentro da cadeia de produção de carvão mineral no Brasil. / Acid mine drainage (AMD) is an important water pollution problem in coal production. The active treatment of AMD involves the addition of alkaline reagents to increase the pH and precipitate the dissolved metals as hydroxides. Although active treatment can provide effective remediation, it has the disadvantages of high operational costs and problems related to the disposal of the bulky sludge that is produced. One potential way to extend the use of natural resources is to recover potentially valuable products, such as some of the precipitated metals from the AMD. The aim of this work was to study the process of selective precipitation for the recovery or iron and/or iron + aluminum for the production of chemical coagulants and iron pigments. The AMD was collected from a drainage channel near a tailing deposit in Santa Catarina State (Brazil) and characterized. Iron was recovered from the AMD by a selective precipitation at pH 3.6 ± 0.1 and iron + aluminum at pH 5.1 ± 0.1. The precipitate obtained at pH 3.6 ± 0.1 was used for the production of the coagulant ferric sulfate and the pigments yellow (goethite), red (hematite) and black (magnetite). The precipitate obtained at pH 5.1 ± 0.1 was used for the production of an aluminum-iron sulfate coagulant. Both coagulants was characterized in terms of their chemical composition and showed to be efficient for water treatment. The pigments were characterized in terms of their particle size, thermal behavior, chemical composition and colorimetric properties. The pigments produces were successfully applied for the production of paints and colored concretes. It was possible to conclude that the process of selective precipitation reduced in about 80% the volume of sludge in AMD treatment plants, allowing producing valuable materials. The technology is feasible and can be economically profitable. The process reduces the material loss, minimizes environmental impacts, and should be considered as an economical activity by the Brazilian coal industry.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2013-06-04T12:45:05Z No. of bitstreams: 1 2013_FabriciaConceicaoMenezMota.pdf: 6375423 bytes, checksum: 8b25b594dec6988eeb00f03fa6b5c0a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2013-06-04T12:59:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_FabriciaConceicaoMenezMota.pdf: 6375423 bytes, checksum: 8b25b594dec6988eeb00f03fa6b5c0a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-04T12:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_FabriciaConceicaoMenezMota.pdf: 6375423 bytes, checksum: 8b25b594dec6988eeb00f03fa6b5c0a1 (MD5) / Elaborar pesquisas na cadeia produtiva do carvão vegetal é necessário para detectar gargalos e sugerir iniciativas que visem o aumento da eficiência técnica operacional. O objetivo dessa pesquisa foi descrever, por meio da análise diagnóstica, a cadeia produtiva do carvão vegetal no Brasil, oriundo de floresta plantada, modelando-a e identificando os fatores críticos, as restrições e a influência dos ambientes organizacional e institucional que a envolvem. A metodologia consistiu de duas etapas. a) Análise diagnóstica da cadeia produtiva do carvão vegetal, por meio da análise de dados secundários e entrevistas a especialistas; foi possível identificar os fatores limitantes e a partir da aplicação do método de Painel de Juízes, aplicação de questionários a especialistas, identificaram-se os fatores críticos. Os fatores críticos foram classificados em fatores críticos tecnológicos, não tecnológicos e de mercado. b) O estudo de caso, análise do sistema produtivo do segmento de empresas capitalistas, que buscou analisar com foco na gestão de eficiência e estudo de tempos e movimentos, a produtividade e custos para os dois sistemas de produção, Sistema I: toras de 2 m utilizadas na carbonização em fornos cilíndricos parabólicos e o Sistema II: toras de 6 m utilizadas na carbonização de fornos retangular (RAC). Os fatores críticos tecnológicos da cadeia produtiva do carvão vegetal são: falta de material genético adequado para produção de carvão vegetal; alto custo de fertilizantes; alto custo de máquinas e equipamentos na colheita florestal; deficiência no manejo florestal; falta de reaproveitamento de gases dos fornos de produção; baixa qualidade da madeira; pouco desenvolvimento e incorporação de novas tecnologias; baixo rendimento dos fornos utilizados para produção de carvão vegetal. Os fatores críticos não tecnológicos são: falta de mão de obra qualificada; elevados encargos sociais e impostos; baixa produção de carvão vegetal oriundo de floresta plantada. Os fatores críticos de mercado são: a falta de planejamento de suprimento do carvão vegetal pelas siderúrgicas; aquisição e uso de carvão vegetal oriundo de mata nativa; qualidade do carvão vegetal (teor de finos) e aumento da produção de ferro provocado por preços favoráveis no mercado internacional. Para o estudo de caso conclui-se que: as etapas de traçamento, carregamento e descarregamento florestal alcançou maior produtividade para toras de 6 m. O custo de produção e transporte de carvão vegetal foi maior para o sistema I 23,28 R$/t enquanto que para o sistema II apresentou o valor de 14,68 R$/t. Para aumentar o desempenho produtivo na produção de carvão vegetal é primordial a adoção de inovações tecnológicas que atenda os aspectos de qualidade, eficiência produtiva, sustentabilidade e competitividade dessa cadeia. É necessário também o conhecimento sobre a demanda e o consumo do carvão vegetal no Brasil, para o desenvolvimento de planos e diretrizes ao incentivo de plantios florestais, sendo imprescindível conhecer, quais são as características socioeconômicas dos produtores de madeira para produção de carvão. A fim de investir em políticas públicas, especialmente ao acesso do crédito rural, pois esses fatores são responsáveis pelo sucesso ou fracasso do programa de incentivo à produção de carvão vegetal. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / It is important to research the vegetal coal production chain in order to find gaps and suggest initiatives that aim increasing the operational efficiency. The aim of this research was to describe, through diagnosis analysis, the vegetal coal production chain in Brazil, originated from planted forest, modelling and identifying the critical factors, the restrictions and the influence of organization and institutional environments that evolve it. The methodology consisted of two stages. a) Diagnosis analysis of the coal production chain through analysis of secondary data and interviewing specialists; it was possible to identify limiting factors and through the application of the method of Panel of Judges, application of questionnaires to specialists, the critical factors were identified. The critical factors were classified as technologic, non technologic and market critical factors. b) The study case, analysis of the production system of the segment of capitalist companies, which aimed at analyzing with focus on efficiency management and study of times and movements, the productivity and the costs for both production systems, System I: 2-m logs used in the carbonization in parabolic cylinder ovens and the System II: 6-m logs used in the carbonization of rectangular ovens (RAC). The technologic critical factors of the vegetal coal production chain are: lack of appropriate genetic material to produce vegetal coal; high cost of the fertilizers; high cost of machinery and equipments of forest harvesting; unefficient forest management; lack of reuse of gases from production ovens; low quality of the wood; low development and incorporation of new technologies; low performance of the ovens used to produce the vegetal coal. The non technologic critical factors are: lack of qualified workers; high taxes; low production of vegetal coal from planted forest. The market critical factors are: the lack of planning for vegetal coal supply by the foundries; acquisition and use of vegetal coal from native forest; quality of the vegetal coal (content of fines) and increase in the production of iron due to favorable prices in the international market. With respect to this study case it may be concluded that: the stages of forest logging, loading and unloading reached the highest productivity for 6-m logs. The cost of production and transportation of vegetal coal was higher for system I, 23.28 R$/t, while system II presented the value of 14.68 R$/t. In order to increase the productive performance in the vegetal coal production it is necessary to adopt technological innovations which fulfill the aspects of quality, productive efficiency, sustainability and competitiviness of this chain. It is also necessary to know about the demand and the consumption of vegetal coal in Brazil, so as to develop plans and guidelines to support forest plantations, being important to know which are the socialeconomical characteristics of the wood productors for coal production. It is also important to invest in public policies, especially with regard to rural credit, as these factors are responsible for the sucess or failure of the program for support of vegetal coal production.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-04-15T14:15:42Z No. of bitstreams: 1 2009_RobertMoraisThompson.pdf: 1587818 bytes, checksum: 4ad02febfaddf2f5c9a64aaaf63e20d6 (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-03T21:02:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_RobertMoraisThompson.pdf: 1587818 bytes, checksum: 4ad02febfaddf2f5c9a64aaaf63e20d6 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-03T21:02:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_RobertMoraisThompson.pdf: 1587818 bytes, checksum: 4ad02febfaddf2f5c9a64aaaf63e20d6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Este trabalho foi desenvolvido em uma área de cerrado sensu stricto da Fazenda Água Limpa, UnB, Brasília, DF com o objetivo de avaliar o potencial de produção de Sclerolobium paniculatum Vog. var. subvelutinum Benth, visando subsidiar a elaboração de técnicas para o uso sustentável da espécie em áreas naturais do cerrado sensu stricto. O carvoeiro (Sclerolobium paniculatum Vog. var. subvelutinum Benth.) é uma espécie típica do Cerrado, que se destaca por apresentar grande potencial econômico e social, principalmente para as comunidades rurais. Para atender este estudo indivíduos da espécie com diâmetro da base igual ou superior a 5 cm, foram demarcados em uma área experimental e, posteriormente derrubadas e cubados rigorosamente. Foram avaliadas as relações dendrométricas da espécie e testados modelos estatísticos para estimar volume, biomassa seca e estoque de carbono por árvore. Quanto as relações dendrométricas, o estudo mostrou que, em média, o volume dos galhos grossos de uma árvore representa cerca de 53% do volume de fuste mais galhos grossos de uma árvore. Verificou-se também a existência de uma tendência das menores classes de diâmetro possuírem menor porcentagem de casca. O modelo de Schumacher e Hall foi escolhido para estimar o volume, biomassa seca e o carbono do fuste. Além disso, o modelo de Schumacher e Hall também se destacou para estimar o volume da árvore considerando fuste mais galhos grossos e também a biomassa seca e carbono para fuste mais galhos e folhas. O modelo de Honner foi o que melhor estimou a biomassa seca do fuste e galhos em geral. O modelo de Meyer foi o que melhor estimou a biomassa seca e o carbono de fuste mais galhos grossos, e o carbono do fuste mais galhos em geral. A espécie apresentou potencial de interesse para uso sustentável em áreas de cerrado sensu stricto. Recomendou-se que sejam realizados outros estudos com a espécie, relacionados à silvicultura e a outros produtos potenciais que esta possa oferecer. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work was developed in an area of cerrado sensu stricto in Fazenda Água Limpa, UnB, Brasília, DF to evaluate the productive potential of Sclerolobium paniculatum Vog. var. Benth subvelutinum, aiming subsidize the development of techniques for sustainable use of species in natural areas of cerrado sensu stricto. The Carvoeiro (Sclerolobium paniculatum Vog. var. subvelutinum Benth.) is a species typical of the Cerrado, which is distinguished by having great social and economic potential, especially for rural communities. To answer this kind of study individuals of the species with base diameter higher than 5 cm were demarcated in an experimental area, and later torn down and rigorously seccionated. Were evaluated the dendrometric relationships for the species and tested statistical models for estimating volume, biomass and carbon stocks in trees. As relations dendrometric, the study showed that on average, the volume of the thick branches of a tree is about 53% of the stem more thick branches of a tree. There was also the existence of a trend of smaller diameter classes having the smaller percentage of bark. The model of Schumacher and Hall was chosen to estimate the volume, biomass and carbon shaft. Moreover, the model of Schumacher and Hall also was chosen for estimate the volume of the tree stem considering thick branches and dry biomass and carbon shaft with branches and leaves. The model of Honner was the best for estimate the dry biomass of stem and branches in general. Meyer's model was the best estimate the dry biomass and the carbon of the stem with thick branches, and carbon shaft more branches in general. The species showed potential for sustainable use of interest in areas of cerrado sensu stricto. It was recommended that further studies had to be conducted with the species, related to forestry and other potential products that it can offer.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, 2009. / Submitted by samara castro (sammy_roberta7@hotmail.com) on 2010-12-29T01:05:05Z No. of bitstreams: 1 2009_MaisaSantosJoaquim.pdf: 604774 bytes, checksum: d590d00e953d5ce6219789610a27668f (MD5) / Approved for entry into archive by Gomes Neide(nagomes2005@gmail.com) on 2011-01-03T15:52:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_MaisaSantosJoaquim.pdf: 604774 bytes, checksum: d590d00e953d5ce6219789610a27668f (MD5) / Made available in DSpace on 2011-01-03T15:52:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_MaisaSantosJoaquim.pdf: 604774 bytes, checksum: d590d00e953d5ce6219789610a27668f (MD5) Previous issue date: 2009-01 / Os objetivos desse trabalho foram levantar os custos de produção de carvão vegetal para Mineiros, sudoeste do estado de Goiás; Calcular a viabilidade econômica da produção de carvão vegetal de madeira nativa na região dada à distância do consumidor final; Analisar os riscos da atividade com a aplicação da análise de sensibilidade nos principais fatores que afetam os lucros; Comparar os resultados com as principais alternativas de uso da terra na região;. Para tanto foram coletados dados junto a um produtor de carvão vegetal e às empresas que atuam em regiões de cerrado e que iniciaram plantios na região estudada. Na análise econômica foram utilizados os critérios Valor Presente Líquido (VPL), Taxa Interna de Retorno (TIR), Benefício Periódico Equivalente (BPE) e Custo Médio de Produção (CMPr). Adotou-se a taxa mínima de atratividade de 8% a.a., preço do carvão vegetal de R$ 140,00, custo de transporte de R$ 2,00 km rodado, produtividade de 150 mdc/ha e área de exploração de 374 ha. Foram considerados dois casos: produção de carvão vegetal com madeira de origem nativa e produção de carvão vegetal com madeira de reflorestamento. Os resultados mostraram que a produção de carvão nativo é viável economicamente e apresentou VPL de R$451,91/ha aos 18 meses, BPE de R$320,02/ha.ano-1, TIR de 90,20% e CMPr de R$46,55/mdc. Para o carvão de reflorestamento o VPL foi de R$8017,61 para um ciclo de três cortes, BPE de R$855,50/ha.ano-1, TIR de 22% e CMPr de R$102,80/mdc. A lucratividade é afetada principalmente pelo custo do frete no caso de madeira de origem nativa que corresponde a 40% do total do valor da carga e ao preço do carvão no caso da madeira de reflorestamento. A produção de carvão vegetal de eucalipto foi competitiva em relação ao arrendamento de terras para plantio de cana de açúcar e o cultivo de soja. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The aims of this study were to assess the production costs of the charcoal in Mineiros city, southwest of the State of Goiás; to calculate the economic viability of the production of charcoal from native wood considering the distance to the final consumer; to analyse the risks of the activity with the use of sensibility analyses of the main factors that affect the profits; to compare the results with the main alternatives for the land use in the region. Data were collected from a farmer and enterprises of the Cerrado region that started to plant in the studied region. For the economic analyses, the following criteria were applied: Net Present Worth (NPW), Internal Return Rate (IRR), Annual Equivalent Benfit (AEB) e Medium Cost Productivity (MCP). The adopted discount rate was 8% per year, the cost of the charcoal R$ 140.00, transport cost R$ 2.00/km, productivity of 150 mdc/ha and exploration area of 374 ha. Two cases were considered: charcoal production from native wood and charcoal production from eucalyptus wood. The results showed that the charcoal production from native wood is economically viable and presented NPW of R$451.91/ha at 18 months, AEB of R$320.02/ha.year-1, ITR of 90.20% and MCP of R$46.55/mdc. The NPW of the eucalyptus charcoal was R$8017.61 for a cycle of three cuts, AEB of R$855.50/ha.year-1, ITR of 22% and MCP of R$102.80/mdc. In the case of the native wood, the profitability is mainly affected by the freight cost, which corresponds to 40% of the total value of the load. In the case of the eucalyptus wood, the profitability is mainly affected by the charcoal cost. The production of charcoal from eucalyptus wood was competitive in relation to the land rental for sugarcane and soybean plantations.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2010. / Submitted by Washington da Silva Chagas (washington@bce.unb.br) on 2012-02-17T23:34:08Z No. of bitstreams: 1 2010_JaquelineFrancischettiZago.pdf: 3923464 bytes, checksum: 0783049ffcc1ddb8870c3c8e8119cd08 (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2012-02-23T11:23:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_JaquelineFrancischettiZago.pdf: 3923464 bytes, checksum: 0783049ffcc1ddb8870c3c8e8119cd08 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-23T11:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_JaquelineFrancischettiZago.pdf: 3923464 bytes, checksum: 0783049ffcc1ddb8870c3c8e8119cd08 (MD5) / Este estudo contemplou a execução de técnicas analíticas qualitativas e quantitativas específicas para a caracterização de carvões ativados. Com a identificação das características físico-químicas de nove amostras produzidas no Brasil e uma importada, buscou-se avaliar o comportamento de adsorção para três variantes de saxitoxinas produzidas pela cianobactéria Cylindrospermopsis raciborskii: neo-STX, dc-STX e STX. A identificação das características físicas e químicas dos carvões ativados é de suma importância, uma vez que sua eficiência tende a ser influenciada por essas características, onde a superfície química dos carvões ativados e as condições de operação dos experimentos desempenham papel fundamental na adsorção de microcontaminantes, como por exemplo, as saxitoxinas. As saxitoxinas são substâncias solúveis em água e muitas vezes sua remoção é resistente ao tratamento convencional de abastecimento de água. Por serem substâncias tóxicas que afetam a saúde humana e de animais são alvo de preocupação emergente, uma vez que a incidência de florações de cianobactérias que produzem essa toxina aumentou consideravelmente no Brasil. Ao mesmo tempo em que as variantes das saxitoxinas são pouco estudadas, existe uma carência muito grande de trabalhos científicos que aprofundem os conhecimentos nos diferentes tipos de caracterização dos carvões ativados. A existência da competição pelos sítios ativos dos carvões ativados entre a matéria orgânica naturalmente presente no cultivo da água de estudo e entre as variantes desconhecidas das saxitoxinas foi constatada. A técnica de cromatografia líquida de alta eficiência foi utilizada para a quantificação da concentração das saxitoxinas durante todo o desenvolvimento do trabalho. Por meio do presente estudo, foi possível inferir sobre a aplicação de cada análise, buscando integrar as diferentes técnicas, comparando-as por meio dos resultados obtidos. As técnicas analíticas estudadas compreenderam: teor de cinzas, número de iodo, índice de azul de metileno, análise de Boehm, caracterização textural BET, espectroscopia fotoelétrica de raios-x, difratometria de raios-x, valores de pH e ponto de carga zero, infravermelho com transformada de Fourier, espectroscopia Raman do carbono 13, microscopia eletrônica de varredura e análise química qualitativa. Este trabalho aborda, ainda, discussões sobre o caráter ácido, básico e neutro dos grupos superficiais presentes nos carvões ativados que, de acordo com a literatura, são bastante contraditórios. Para tal, empregou-se a correlação de Pearson (r) e a análise de regressão linear simples (RLS), que são métodos estatísticos de simples interpretações e que surtiram resultados concordantes, embora a quantidade de dados fosse pequena. As isotermas de adsorção para as amostras estudadas não se ajustaram ao modelo de Freundlich. Esse comportamento, nas condições experimentais avaliadas, corroborou com a ocorrência de interações físicas muito fracas entre o adsorvente e o adsorvato, o que poderia ser explicado por um comportamento repulsivo de interações eletrostáticas. Contudo, uma investigação mais detalhada do procedimento analítico utilizado para a obtenção das isotermas se faz necessária. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Specific qualitative and quantitative analytical techniques were applied in this study to characterize activated charcoal. The physicochemical characteristics of nine Brazilian samples and one imported sample were identified in order to evaluate the adsorption behavior of three saxitoxins (neo-STX, dc-STX and STX) produced by the cyanobacteria Cylindrospermopsis raciborskii. The identification of the physicochemical characteristics of activated carbon is of paramount importance because its efficiency is influenced by these characteristics. Therefore, the chemical surface of activated carbon and the operating conditions of experiments play a fundamental role in the adsorption of microcontaminants such as saxitoxins. Saxitoxins are water-soluble compounds that are often resistant to removal by conventional water treatment methods. These toxic substances affect human and animal health and have therefore become an object of increasing concern, especially in Brazil, where there has been a significant increase in the growth of cyanobacterial blooms that produce these toxins. Saxitoxin variants have been studied very little so far, and there is also a paucity of scientific studies that add to the body of knowledge about different methods of characterization of activated charcoal. The present study revealed that the organic matter naturally present in the culture of the study water and the unknown saxitoxin variants compete for the active sites of activated charcoal. High-performance liquid chromatography was used throughout the present study to quantify the concentration of saxitoxins. This study allowed for inferences to be made about the application of each analytical method, seeking to integrate the different techniques and comparing them based on their results. The analytical techniques employed here were: total ash content, iodine index, methylene blue index, Boehm’s analysis, textural characterization (BET), X-ray photoelectron spectroscopy, X-ray diffractometry, pH values and point of zero charge, Fourier transform infrared spectroscopy, Raman spectroscopy of Carbon-13, scanning electron microscopy, and qualitative chemical analysis. This paper also discusses the acid, basic and neutral nature of the surface groups of activated charcoal, which, according to the literature, are highly contradictory. To this end, we used the statistical methods of Pearson’s correlation (r) and simple linear regression (SLR), which are simple to interpret and produced compatible results despite the small number of data. The adsorption isotherms for the samples under study did not fit the Freundlich model. Under the experimental conditions employed here, this behavior was corroborated by the occurrence of very weak physical interactions between the adsorbent and adsorbate, possibly due to repulsive electrostatic interactions. However, a more in-depth investigation of the analytical procedure to obtain the isotherms is necessary.