Carvões ativados e de outras matérias minerais (naturais) ativadas

Um carvão ou uma matéria mineral são denominados ativados quando a sua estrutura superficial é modificada por tratamento apropriado (térmico, químico, etc.), de forma a torná-los aptos a executar determinadas funções, tais como descoramento, adsorção de gás ou de umidade, catálise, permuta iônica e filtração.
Estes produtos podem incluir-se em dois grupos:
I) Produtos caracterizados, em geral, por uma superfície específica muito elevada (da ordem de centenas de m2 por grama) e pela presença de ligações Van der Waals (adsorção física) ou ligações químicas livres suscetíveis de serem saturadas por moléculas orgânicas ou inorgânicas (adsorção química).
Os produtos desta natureza obtêm-se, por tratamento químico ou térmico ou ainda ambos, a partir de algumas matérias vegetais ou minerais (argila, bauxita, etc.) em presença de impurezas naturais ou produtos estranhos que lhes foram adicionados. Este tratamento determina uma modificação de estrutura da matéria básica com aumento da superfície específica que pode ser acompanhado, no caso das substâncias cristalinas, de deformações da rede, resultante da inserção ou da substituição nessa própria rede de átomos de valência diferente. Assim, as valências que permanecem livres podem determinar uma condensação de prótons ou de elétrons naquela superfície, que transmitem ao produto a atividade de adsorção química, de catálise ou de permuta iônica.
II) Produtos que geralmente têm uma superfície específica pouco elevada (da ordem de 1 a 100 m2 por grama). Embora tenham uma densidade de carga elétrica, em geral, elevada, estes produtos não possuem uma capacidade acentuada de adsorção e, consequentemente, não são descorantes. Em contrapartida, quando em suspensão na água, são suscetíveis de estabelecer interações eletrostáticas intensas com os colóides, facilitando ou inibindo a sua coagulação e tornando-os assim aptos para serem utilizados como agentes filtrantes.
Em geral, os produtos deste segundo tipo também se obtêm por tratamento térmico adequado, podendo a presença de matérias alcalinas durante a sua calcinação favorecer, às vezes, a formação de cargas superficiais.
Tanto os carvões quanto as matérias minerais ativadas são classificados na posição 3802 do Sistema Harmonizado.
Entre os produtos compreendidos na posição 3802, podem citar-se os seguintes:
a) Os carvões ativados. Normalmente, obtêm-se por tratamento a alta temperatura de carvões de origem vegetal, mineral ou de outra origem (carvão de madeira, de coco, turfa, linhita, hulha, antracita, etc.) em presença de vapor de água, de gás carbônico ou de outros gases (ativação pelos gases), ou por calcinação seca de matérias celulósicas previamente impregnadas de soluções de certos produtos químicos (ativação química).
Os carvões ativados, em pó fino, empregam-se para descoramento de líquidos em numerosas indústrias (do açúcar, glicose, azeite, vinhos, produtos farmacêuticos, etc.). Sob forma granular, utilizam-se para adsorção de gases ou vapores, em especial para recuperação de solventes voláteis (nas operações de limpeza a seco, extração de benzol do gás de hulha, etc.), depuração da água, purificação do ar e para proteção contra gases tóxicos. Também se empregam como catalisadores ou como eliminadores dos gases que se acumulam em volta dos eletrodos durante o processo de eletrólise (despolarizantes).
b) As matérias minerais naturais ativadas, tais como:
1) A diatomita ativada, que se prepara a partir de kieselguhr ou de outras terras siliciosas fósseis. Estas terras são selecionadas, descalcificadas pelos ácidos, calcinadas em presença de agentes sinterizantes, tais como cloreto ou carbonato, de sódio, e, em seguida, trituradas e classificadas granulometricamente por meios apropriados.
2) Algumas rochas vulcânicas, tais como as perlitas, que, depois de uma primeira trituração, sofrem um choque térmico numa chama, a temperatura elevada (1.000°C ou mais), seguida de uma segunda trituração e de uma classificação granulométrica. A perlita ativada apresenta-se com o aspecto de pó brilhante, muito leve. Examinada ao microscópio, parece constituída por lamelas muito delgadas, transparentes e de superfície curva.
Estas duas categorias de produtos, de densidade aparente muito fraca, utilizam-se como agentes filtrantes principalmente no decurso da preparação de produtos químicos ou farmacêuticos (antibióticos, especialmente), nas indústrias do açúcar, da glicose, no tratamento de bebidas, para filtração de águas, etc.
3) As argilas e as terras ativadas, consistem em argilas coloidais ou em terras argilosas, selecionadas, ativadas, consoante a sua utilização, por meio de um agente alcalino ou ácido, secas e trituradas. Ativadas por um agente alcalino, são emulsificantes, agentes de suspensão e aglomerantes, que se empregam, especialmente, para a fabricação de produtos de polimento, de limpeza e, em virtude do seu elevado poder de intumescimento, para beneficiamento das areias de moldação utilizadas em fundição e nas instalações de perfuração. Ativadas por um ácido, usam-se sobretudo para descoramento de óleos, gorduras ou ceras, de origem mineral, vegetal ou animal.
4) A bauxita ativada, que se prepara em especial por ativação da bauxita pelos álcalis ou por tratamento térmico adequado; emprega-se principalmente como catalisador, agente desidratante ou descorante.Cesar Olivier Dalston, www.dalston.com.br. Fontes: SH e NESH, com adaptações.