Metalurgia

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Biodessulfurização de Carvão Mineral
Mariana Silva de Paula Bolsista de Iniciação Científica, Biologia, UNIGRANRIO Orientadores: Luis Gonzaga Santos Sobral Engenheiro Químico, PhD Débora Monteiro de Oliveira Bióloga

Resumo
O presente trabalho visou avaliar a utilização de microrganismos acidofílicos mesofílicos na biodessulfurização de uma amostra de carvão mineral proveniente de uma indústriacarbonífera localizada na região sul do Brasil. As condições empregadas foram: variação do inóculo microbiano (cultura pura de Acidithiobacillus ferrooxidans e cultura mista composta por Acidithiobacillus ferrooxidans e Acidithiobacillus thiooxidans) e variação da fração granulométrica do carvão mineral (< 150# e < 100#). O experimento foi conduzido por um período de 7 dias, sendo obtido, ao final,um percentual máximo de remoção de enxofre total de 73,3%, no ensaio onde foi utilizado amostra com granulometria inferior a 150# e a cultura mista como inóculo microbiano. 1. Introdução O carvão é química e fisicamente um mineral heterogêneo. Consiste, principalmente, de carbono com pequenas quantidades, em massa, de enxofre, nitrogênio e hidrogênio. Carvões provenientes das minas brasileiraspossuem elevados teores de enxofre. Conseqüentemente, no processo de queima do carvão há a liberação de óxidos de enxofre (SOx) para a atmosfera, sendo 90% na forma de dióxido de enxofre (SO2) e 10 % na forma de trióxido de enxofre (SO3). Esses compostos químicos são reconhecidos como altamente poluentes e como indutores da formação da chuva ácida (Junior e Lacava, 2003). Como estratégia para aremoção do enxofre inorgânico, a utilização de processos que empregam a atividade de microrganismos se mostra bastante promissora (Alves, 1999), ampliando o campo da biotecnologia. A biodessulfurização utiliza-se da ação oxidativa de bactérias naturalmente presentes nos ambientes minerados, as quais obtêm energia para o seu crescimento a partir da dissolução e oxidação de sulfetos metálicos insolúveis,transformando-os em sulfato solúvel, tornando possível, dessa forma, remover o enxofre presente no carvão (Garcia Jr, 1996). A biodessulfurização ocorre a partir da lixiviação biológica (biolixiviação) da pirita (FeS2) presente no carvão mineral.

XV Jornada de Iniciação Científica – CETEM

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Os principais microrganismos envolvidos neste processo são as bactérias A. ferrooxidans e A.thiooxidans, que são bactérias quimiolitotróficas e autotróficas, utilizando CO2 como fonte única de carbono. São Gram-negativas, possuem forma de bastão, se locomovem mediante uso de flagelos e medem de 0,3 a 0,5 µm de diâmetro e 1,0 a 1,7 µm de comprimento (Esteban & Domic, 2001). O que diferencia estas espécies mencionadas é a faixa de pH, temperatura e a obtenção de energia. Para A. ferroxidans o pHótimo é de 1,0 a 2,0, a temperatura para seu crescimento é de cerca de 30°C e a fonte de energia se dá a partir da oxidação do íon ferroso e de compostos sulfurados. Já a bactéria A. thiooxidans possui grande tolerância a elevadas concentrações de ácido sulfúrico, sendo capaz de crescer em meios ácidos com valores na faixa de 0,5 a 6,0. O crescimento dessas bactérias ocorre numa faixa de temperaturade 28 a 35°C e a principal fonte de energia é o enxofre elementar (SÉRVULO, 1991). As reações abaixo apresentam o processo oxidativo do A. ferrooxidans:

FeS 2 + 3,5O2 + H 2 O → FeSO4 + H 2 SO4

(1) (2)

2 FeSO4 + 1 / 2O2 + H 2 SO4  → Fe2 ( SO4 ) 3 + H 2 SO4 

Bactérias

O sulfato férrico produzido, por ação das bactérias, pela Equação 2, tem uma ação fortemente oxidativa sobre a pirita esulfetos metálicos em geral. Assim, a pirita é, também, oxidada quimicamente pelo próprio sulfato férrico, segundo a equação abaixo:

FeS 2 + Fe2 ( SO4 ) 3 → 3FeSO4 + 2S o

(3)

O enxofre elementar (S°) e o íon ferroso (Fe2+), produzidos quimicamente pela Equação 3, são novamente oxidados pelo A. ferrooxidans a ácido sulfúrico (H2SO4) e sulfato férrico conforme as Equações 1 e 2, respectivamente. A...
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