El carbón activado, también llamado carbón activado, es una forma de carbón procesado para tener poros pequeños y de bajo volumen que aumentan el área de superficie disponible para la adsorción o reacciones químicas. Debido a su alto grado de microporosidad, un gramo de carbón activado tiene una superficie área en exceso de 3,000 m2 (32,000 pies cuadrados) según lo determinado por adsorción de gas. Puede obtenerse un nivel de activación suficiente para una aplicación útil únicamente a partir de una gran superficie. El tratamiento químico adicional a menudo mejora las propiedades de adsorción.

El carbón activado generalmente se deriva del carbón vegetal. Cuando se deriva del carbón, se denomina carbón activado. El coque activado se deriva del coque.

El carbón activado se utiliza en el almacenamiento de metano e hidrógeno, purificación de aire, recuperación de solventes, descafeinado, purificación de oro, extracción de metales, purificación de agua, medicina, tratamiento de aguas residuales, filtros de aire en máscaras de gas y respiradores, filtros de aire comprimido, blanqueamiento de dientes, producción de cloruro de hidrógeno en la oscuridad y muchas otras aplicaciones.

Aplicación Industrial

Una aplicación industrial importante implica el uso de carbón activado en el acabado de metales para la purificación de soluciones de galvanoplastia. Por ejemplo, es la principal técnica de purificación para eliminar las impurezas orgánicas de las soluciones de niquelado brillante. Se añaden una variedad de productos químicos orgánicos a las soluciones de enchapado para mejorar sus cualidades de depósito y para mejorar propiedades como brillo, suavidad, ductilidad, etc. Debido al paso de la corriente continua y las reacciones electrolíticas de oxidación anódica y reducción catódica, los aditivos orgánicos generan productos de degradación no deseados. en solución. Su acumulación excesiva puede afectar negativamente la calidad del revestimiento y las propiedades físicas del metal depositado. El tratamiento con carbón activado elimina tales impurezas y restaura el rendimiento del recubrimiento al nivel deseado.

Aplicación Médica

El carbón activado se usa para tratar intoxicaciones y sobredosis después de la ingestión oral. Las tabletas o cápsulas de carbón activado se utilizan en muchos países como medicamento de venta libre para tratar la diarrea, la indigestión y la flatulencia. Sin embargo, el carbón activado normalmente es médicamente ineficaz si el envenenamiento es el resultado de la ingestión de agentes corrosivos como álcalis y ácidos fuertes, hierro, ácido bórico, litio, productos derivados del petróleo o alcohol. El carbón activado no evitará que estos químicos sean absorbidos por el cuerpo humano. [6] Está en la Lista de medicamentos esenciales de la Organización Mundial de la Salud, los medicamentos más seguros y efectivos necesarios en un sistema de salud.

La aplicación incorrecta (por ejemplo, en los pulmones) da como resultado una aspiración pulmonar, que a veces puede ser fatal si no se inicia un tratamiento médico inmediato.

Aplicaciones Ambientales

La adsorción de carbono tiene numerosas aplicaciones para eliminar contaminantes de corrientes de aire o agua tanto en el campo como en procesos industriales, tales como:

Limpieza de Derrames

Remediación de aguas subterráneas

Filtración de agua potable

Purificación de Aire

Captura de compuestos orgánicos volátiles de pintura, limpieza en seco, operaciones de dispensación de gasolina y otros procesos

Recuperación de compuestos orgánicos volátiles (sistemas de recuperación de solventes, SRU) de empaques flexibles, conversión, recubrimiento y otros procesos.

Lavado de mercurio

El carbón activado, a menudo infundido con azufre o yodo, se usa ampliamente para atrapar las emisiones de mercurio de las centrales eléctricas de carbón, los incineradores médicos y el gas natural en la boca del pozo. Este carbón es un producto especial que cuesta más de US $ 4,00 por kg.

Dado que a menudo no se recicla, el carbón activado cargado de mercurio presenta un dilema de eliminación. Si el carbón activado contiene menos de 260 ppm de mercurio, las regulaciones federales de los Estados Unidos permiten que se estabilice (por ejemplo, atrapado en el concreto) para su vertido. Sin embargo, los desechos que contienen más de 260 ppm se consideran en la subcategoría de alto contenido de mercurio y se prohíbe el vertido en vertederos (Regla de prohibición de tierras) .Este material ahora se está acumulando en almacenes y en minas profundas abandonadas a una tasa estimada de 100 toneladas por año. año.

Reactivación o Regeneración de Carbonos Activados

La reactivación o regeneración de carbones activados implica restaurar la capacidad de adsorción del carbón activado saturado al desorber los contaminantes adsorbidos en la superficie del carbón activado.

La técnica de regeneración más común empleada en procesos industriales es la reactivación térmica. El proceso de regeneración térmica generalmente sigue tres pasos:

Secado adsorbente a aproximadamente 105 ° C (221 ° F)

Desorción y descomposición a alta temperatura (500 - 900 ° C (932 - 1,652 ° F)) bajo una atmósfera inerte

La etapa de tratamiento térmico utiliza la naturaleza exotérmica de la adsorción y da como resultado la desorción, el agrietamiento parcial y la polimerización de los compuestos orgánicos adsorbidos. El paso final tiene como objetivo eliminar los residuos orgánicos carbonizados formados en la estructura porosa en la etapa anterior y volver a exponer la estructura de carbono poroso regenerando sus características superficiales originales. Después del tratamiento, la columna de adsorción se puede reutilizar.

Las preocupaciones actuales sobre la naturaleza de alto costo / energía de la regeneración térmica del carbón activado han alentado la investigación de métodos de regeneración alternativos para reducir el impacto ambiental de tales procesos. Aunque varias de las técnicas de regeneración citadas siguen siendo áreas de investigación puramente académica, en la industria se han empleado algunas alternativas a los sistemas de regeneración térmica. Los métodos de regeneración alternativos actuales son:

Regeneración química y solvente

Regeneración microbiana

Regeneración electroquímica

Regeneración ultrasónica

Oxidación por aire húmedo