Carbón Activo

EL CARBÓN ACTIVADO
PROPIEDADES, PRODUCCIÓN Y APLICACIONES COMO ADSORBENTE


INDICE:
1. Antecedentes históricos del uso del Carbón Activo.
2. Concepto de Carbón Activo como adsorbente.
3. Clasificación de Carbón Activo y su estructura atómica.
4. Elaboración, activación física y química y regeneración.
5. Factores que influyen en la adsorción de compuestos
presentes en el agua y en elaire.
6. Principales aplicaciones del Carbón Activo.
7. Caso particular: Tratamiento de aguas con Carbón Activo
granular.

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1. Antecedentes históricos del uso del Carbón Activo.
El uso de los materiales de carbón se pierde en la historia, de forma que es
prácticamente imposible determinar con exactitud cuando el hombre comenzó
a utilizarlos… Algunos ejemplos de su uso en la antigüedad:En Tebas (Grecia) se halló un papiro que data del año 1550 a.C. en el que se describe
el uso de carbón vegetal como adsorbente para determinadas prácticas médicas.
En el año 400 a.C., Hipócrates recomienda filtrar el agua con carbón vegetal para
eliminar malos olores y sabores y para prevenir enfermedades.
En relación al tratamiento del agua con carbón activo, se sabe que en los barcosfenicios, año450 a.C., se almacenaba el agua para beber en barriles con la madera
parcialmente carbonizada por su cara interna.
En el año 1793, cuando el Dr. D. M. Kehl utiliza el carbón vegetal para mitigar los
olores emanados por la gangrena.
La primera aplicación industrial del carbón activo tuvo lugar en 1794, en Inglaterra,
utilizándose como agente decolorante en la industria del azúcar.
En1854 tiene lugar la primera aplicación a gran escala del carbón activo en fase gas,
cuando el alcalde de Londres ordena instalar filtros de carbón vegetal en los sistemas
de ventilación de las cloacas.
En 1872 aparecen las primeras máscaras con filtros de carbón activo utilizadas en la
industria química para evitar la inhalación de vapores de mercurio.
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2. Concepto de Carbón Activo comoadsorbente.
Dado que la “adsorción” es un proceso por el cual los átomos en la
superficie de un sólido, atraen y retienen moléculas de otros compuestos, al ser
un fenómeno que ocurre en la superficie mientras mayor área superficial
disponible tenga un sólido, mejor adsorbente podrá ser.
La activación de cualquier carbón consiste en " multiplicar" el área
superficial creando una estructuraporosa.
Para hacernos una idea de las magnitudes:
Imaginemos un gramo de carbón en trozo el cual moleremos muy fino
para incrementar su superficie, como resultado obtendremos un área
aproximada de 3 a 4 m², en cambio, al activar el carbón logramos multiplicar de
200 a 300 veces este valor.

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3. Clasificación de Carbón Activo y su estructura atómica.
Los átomos del Carbón Activo seencuentran combinados en forma
de placas graníticas, existen espacios entre ellas, poros, que brindan al
carbón activo su principal característica: una gran área superficial, y por lo
tanto, una alta capacidad adsorbente.

Podemos clasificar el carbón activo en granular y polvo,
dependiendo del tamaño de grano del mismo (grano grueso o grano fino).

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4. Elaboración, activación física yquímica y regeneración.
El carbón amorfo susceptible de activación puede ser vegetal o mineral:

Activación física:
1ª Etapa: Carbonización.
Se calienta el material al rojo vivo de modo que se logre la
deshidratación y la des volatilización de forma controlada, obteniéndose
un carbonizado con una estructura porosa inicial.
2ª Etapa: Activación.
A temperaturas entre 800 y 1100ºC en presenciade un oxidante
como agente activante, generalmente CO2 y vapor de agua.
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Activación química:
En este caso una sola etapa:
Calentando en atmósfera inerte una mezcla del agente activante, el
más usado ácido fosfórico (H3PO4), con el material de partida formando
una pasta que luego es secada y carbonizada en un horno, a una
temperatura entre 200 y 650 ºC, ocurriendo una deshidratación...