ANÁLISE IMEDIATA DE CARVÃO MINERAL

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UNIVERSIDADE PAULISTA 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIEGO BRUNO MOREIRA DA SILVA 
FELIPE ALBANEJA GENEROSO 
MATHEUS SILVA ARAUJO 
RAFAEL DE SOUZA ARAÚJO 
RAFAEL SANTANA GLIZORTENS 
RENATO PEDROSO RODRIGUES 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE IMEDIATA DE CARVÃO MINERAL 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 São Paulo 
2017 
 
 
 
 
 
 
 
DIEGO BRUNO M. DA SILVA - R.A.: C4732H5 - EM6P13 
FELIPE ALBANEJA GENEROSO - R.A.: C50CJG5 - EM6P13 
MATHEUS SILVA ARAUJO - R.A.: C53JBF0 - EM6P13 
RAFAEL DE SOUZA ARAÚJO - R.A.: B755202 - EM6P13 
RAFAEL SANTANA GLIZORTENS - R.A.: C596582 - EM6P13 
RENATO PEDROSO RODRIGUES - R.A.: C6284A6 -EM6P13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ANÁLISE IMEDIATA DE CARVÃO MINERAL 
 
 
 
 
 
 
Trabalho apresentado como exigência parcial 
para a disciplina Complementos de Química 
Aplicada, do curso de Engenharia Mecânica da 
Universidade Paulista. Orientada pela 
Professora Clarice Terui Kunioshi. 
 
 
 
 
 
 
São Paulo 
2017 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
 
1. INTRODUÇÃO....................................................................................................3 
 
 
2. OBJETIVO..........................................................................................................3 
 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL..................................................................3 
 
3.1. Umidade......................................................................................................3 
 
3.2. Matéria Volátil.............................................................................................4 
 
3.3. Cinza............................................................................................................5 
 
3.4. Carbono Fixo..............................................................................................5 
 
 
 
4. RESULTADOS E ANÁLISES.............................................................................5 
 
 
4.1. Determinação de Carbono Fixo na Base Seca........................................6 
 
4.2. Determinação de Carbono Fixo na Base Seca Sem Cinza.....................6 
 
 
5. CONCLUSÃO.....................................................................................................7 
 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................7 
 
 
 
 
 
3 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
O Carvão Mineral é uma rocha orgânica, diferente da maioria das outras rochas 
que são inorgânicas, composta principalmente por carbono (C), mas contendo, em menor 
quantidade hidrogênio (H), oxigênio (O), enxofre (S), nitrogênio (N) e ainda matérias 
inorgânicas (cinzas) e umidade (água). [1] 
A Análise Imediata do carvão mineral é utilizada para determinar a quantidade de 
cada um dos elementos químicos presente no carvão e assim determinar sua qualidade. 
Com essa análise podemos identificar o tipo do carvão estudado, usando um ranking de 
classificação. 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 
O experimento tem como objetivo determinar a qualidade do carvão, para isso, 
verificar a quantidade de determinados elementos químicos, principalmente o carbono, 
responsável direto pela combustão e a obtenção de energia. Além disso, analisar e 
quantificar a composição de: Umidade, Matéria Volátil e Cinza. 
 
 
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
 
O experimento é feito por partes bem definidas, sendo necessário seguir a ordem 
apresentada. Determina-se primeiro a umidade, seguido da matéria volátil, das cinzas e 
por fim o encontra-se o carbono fixo. 
 
3.1. Umidade 
 
 Passar o carvão moído por um peneira de 60 mesh (60 fios por polegada 
linear; 
~ 250 mm) 
 Depositar cerca de 2 gramas do carvão (M) em um cadinho (recipiente 
resistente ao fogo); 
 Medir em uma balança a massa do cadinho antes (Mc) e depois de colocar 
o carvão (M1); 
 
 
4 
 
 M1 = massa do cadinho + massa do carvão 
 Deixar o cadinho em uma estufa à 105°C durante uma hora e meia; 
 Retirar da estufa e colocar em uma dessecador, até atingir temperatura 
ambiente; 
 Medir a massa novamente (M2). 
 Para determinar a porcentagem de umidade (%U), usa-se a fórmula: 
 
%𝑈 =
𝑀1 − 𝑀2
𝑀
× 100 
 
 
3.2. Matéria Volátil 
 
 Após retirar a umidade do carvão, podemos determinar a quantidade de 
matéria volátil; 
 O cadinho deve ser tampado; 
 Utilizando um bico de Bunsen, colocar o cadinho envolto na chama, em 
uma temperatura de aproximadamente 950°C; 
 Começar com uma chama mais fraca e após cerca de 1 minuto, ir 
aumentando até cobrir todo o recipiente; 
 Assim que a temperatura for atingida, deve-se observar o surgimento de 
uma chama amarela próximo à tampa do cadinho; 
 Isso indicará a queima da matéria volátil; 
 Encerra o procedimento assim que a chama se torna azul, indicando o fim 
da queima da matéria volátil; 
 Novamente colocar o cadinho em um dessecador; 
 Medir a massa após resfriar (M3) 
 Cálculo para porcentagem de matéria volátil (%MV): 
 
%𝑀𝑉 =
𝑀2 − 𝑀3
𝑀
× 100 
 
 
 
 
 
 
5 
 
3.3. Cinza 
 
 O procedimento deve ser feito após retirar toda matéria volátil do carvão; 
 Depositar o cadinho em uma mufla à 750°C por um período de seis horas; 
 Deste modo, irá ocorrer a combustão da cinza presente no carvão; 
 Após o período determinado, retirar e deixar no dessecador por 20 minutos; 
 Medir a massa do cadinho com carvão sem a cinza (M4); 
 Para determinar a porcentagem de Cinza (%Z), usamos: 
 
%𝑍 =
𝑀4 − 𝑀𝑐
𝑀
× 100 
 
 
3.4. Carbono Fixo 
 
 Para determinar o carbono fixo (%CF), basta subtrair as porcentagens 
encontradas anteriormente de 100. Portanto: 
 
%𝐶𝐹 = 100 − (%𝑈 − %𝑀𝑉 − %𝑍) 
 
 
Podemos determinar ainda, a quantidade de carbono fixo na base seca ou na base 
seca e sem cinza. 
 
 
4. RESULTADOS E ANÁLISES 
 
%𝑈 = 3 
M (Massa do carvão) = 2,005g 
M1 (Massa do cadinho + massa do carvão) = 42,562g 
Mc (Massa do cadinho) = 40,557g 
M2 (Massa do cadinho + massa do carvão depois de retirar a umidade) = 42,501g 
 
 
6 
 
M3 (Massa do cadinho + massa do carvão depois da retirada matéria volátil) = 42,26g 
M4 (Massa do cadinho + massa do carvão depois da retirada de cinzas) = 40,72g 
 
 
%𝑈 =
𝑀1 − 𝑀2
𝑀
× 100 
3 =
42,562 − 𝑀2
2,005
× 100 
 
𝑀2 = 42,501 𝑔 
 
%𝑀𝑉 =
42,501 − 42,26
2,005
× 100 = 11,75% 
%𝑍 =
40,72 − 40,557
2,005
× 100 = 8,12% 
 
%𝐶𝐹 = 100 − (3 − 11,75 − 8,12) = 83% 
 
 
4.1. Determinação de Carbono Fixo na Base Seca 
 
%𝑀𝑉 =
11,75 × 100
100 − 3
= 12,11% 
%𝑍 =
8,12 × 100
100 − 3
= 8,36% 
%𝐶𝐹 = 100 − (12,11 − 8,36) = 96,25% 
 
4.2. Determinação de Carbono Fixo na Base Seca Sem Cinza 
 
%𝑀𝑉′′ =
11,75 × 100
100 − (3 + 8,12)
= 13,22% 
%𝐶𝐹′′ = 100 − (13,22) = 86,78% 
 
 
 
 
 
7 
 
5. CONCLUSÃO 
 
 
De acordo com a análise realizada, podemos verificar que o carvão testado possui 
grande quantidade de carbono fixo (83%), sendo classificado no ranking de Betuminoso, 
com porcentagem de carbono entre 76 e 90% [1]. Porém a umidade encontrada foi muita 
baixa, indicando ser um carvão de altíssima qualidade, pois possui menos de 5% de água 
em sua composição. 
A análise imediata de carvão é de extrema importância no mundo atual, pois mesmo 
que empresas e governos estejam à procura de fontes renováveis e energias mais limpas, 
a queima do carvão em usinas representa 41% da produção mundial de energia elétrica [2]. 
 
 
 
 
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA[1] RADOVIC, Ljubisa R. ENERGY AND THE ENVIRONMENT. Disponível em: 
<https://www.ems.psu.edu/~radovic/Chapter7.pdf>. Acesso em: 10 out. 2007. 
 
[2] GROUP, The World Bank. Electricity production from coal sources. 2015. 
Disponível em: <https://data.worldbank.org/indicator/EG.ELC.COAL.ZS>. Acesso 
em: 10 out. 2017.