ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Método alternativo para análise quantitativa de enxofre em carvão mineral
AUTORES: SAMPAIO, G. M. S. (UFOP) ; PEREIRA, M. A. (UFOP) ; NALINI JR, H. A. (UFOP) ; CASTRO, P. T. A. (UFOP)
RESUMO: O presente trabalho teve por objetivo a escolha da melhor técnica de análise para enxofre em amostras de carvão mineral por duas técnicas analíticas: gravimetria e espectrometria de emissão atômica acoplada a uma fonte de plasma. Os resultados obtidos na análise gravimétrica foram comparados com aqueles obtidos no equipamento LECO. Os resultados do métodos gravimétrico foram utilizados para validação da metodologia de digestão. 10 amostras de carvão mineral foram submetidas à digestão total. Tal procedimento de digestão mostrou-se bastante adequado para a determinação de enxofre, principalmente nas análises que envolvam a necessidade de determinações multi-elementares.
PALAVRAS CHAVES: enxofre, carvão mineral, icp-oes
INTRODUÇÃO: O elemento enxofre ocorre em carvão mineral na forma sulfetos, enxofre orgânico, enxofre elementar e sulfato. O enxofre nos sulfetos é a forma mais comum e ocorre principalmente na forma de pirita (FeS2) e, algumas vezes, como marcassita (Ryan & Ledda, 1998). O estudo da geoquímica de enxofre e de diversos elementos-traço tóxicos em carvão tem sido intensificada nos últimos 10 anos, devido a crescente conscientização dos seus efeitos no meio ambiente, e ao desenvolvimento da tecnologia analítica (Gayer et al, 1999). A técnica de espectrometria de emissão atômica acoplada a uma fonte de plasma é bastante difundida para análise de amostras geológicas devido à sua rapidez e robustez. Porém a determinação de alguns elementos voláteis, como o enxofre, é dificultada devido à necessidade da solubilização das amostras que na maioria dos casos é realizada a temperaturas elevadas. As técnicas gravimétricas clássicas são utilizadas para a determinação da perda de massa por volatilização de compostos e determinação de concentração por meio da precipitação de compostos insolúveis como sulfato de bário em amostras ricas em enxofre. O presente trabalho teve por objetivo a escolha da melhor técnica de análise para enxofre em amostras de carvão mineral por duas técnicas analíticas: gravimetria e espectrometria de emissão atômica acoplada a uma fonte de plasma. Os resultados obtidos na análise gravimétrica foram comparados com aqueles obtidos no equipamento LECO. Os resultados do método gravimétrico foram utilizados para validação da metodologia de digestão.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram analisadas 5 amostras seguindo a Norma ABNT NBR 8388 de fevereiro de 1984. Estas amostras foram enviadas ao Centro de Estudos Ambientais (UFZ) em Magdeburg (Alemanha) para análise por meio do equipamento LECO. Tal procedimento teve por objetivo avaliar os resultados obtidos pela metodologia adotada na norma ABNT NBR 8388. Se estes resultados fossem considerados satisfatórios, a norma seria utilizada para validação da metodologia de digestão. Os resultados são apresentados na tabela 1.
Após comparação dos resultados, a norma ABNT NBR 8388 foi adotada para a conferência de resultados em amostras analisadas após abertura total adaptada de Querol(1993) e posterior análise por ICP-OES.
Metodologia de digestão adaptada
10 amostras de carvão mineral foram submetidas à digestão total adaptada de Querol (1993) em frascos de PFA marca Savillex(R) para determinação de enxofre total por ICP-OES. Tal procedimento de extração é dividido em duas etapas (extração de elementos voláteis e extração de elementos não voláteis) mostradas no fluxograma da figura 1. A etapa onde ocorre a extração de elementos voláteis é feita com os frascos fechados e com uma quantidade menor de ácidos do que a sugerida por Querol (1993), evitando assim a perda destes elementos (como o enxofre).
As amostras após digestão foram analisadas em espectrômetro ótico de emissão atômica acoplada a uma fonte de plasma (ICP-OES) Spectro Cirus CCD.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A tabela 1 mostra os resultados obtidos pelas técnicas de gravimetria e LECO para a determinação de enxofre em amostras de carvão mineral.
Tabela 1: Resultados obtidos pelas técnicas: gravimétria (ABNT, 1984), LECO
Amostra S(%)(ABNT) S(%) LECO
T1 3,34 3,30
T2 1,53 1,49
T3 0,55 0,65
T4 0,48 0,56
T5 0,61 0,67
Os resultados obtidos por ICPOES e aqueles obtidos pela análise gravimétrica (ABNT,1984) são apresentados na tabela 2.
Tabela 2: Resultados obtidos pelas técnicas: gravimétria (ABNT, 1984), ICPOES
Amostra S(%)(ABNT) S(%)(ICPOES)
1 0,993 0,998
2 0,650 0,645
3 0,554 0,542
4 0,553 0,558
5 0,207 0,204
6 0,247 0,225
7 0,130 0,135
8 0,480 0,478
9 0,970 0,914
10 0,616 0,571
Tanto o método sugerido pela ABNT quanto o desenvolvido neste trabalho apresentaram resultados satisfatórios para a determinação de enxofre em carvão mineral. Porém, o método sugerido pela ABNT é trabalhoso e permite análise de um único elemento. Enquanto que o método aqui apresentado pode ser utilizado em determinações multi-elementares possibilitando uma análise mais completa.
CONCLUSÕES: Apesar do baixo custo, o procedimento descrito na norma ABNT NBR 8388 é de difícil execução para análises que envolvam estudos geoquímicos de carvão mineral. Necessita de grande intervalo de tempo (cerca de uma semana) e permite a análise apenas de enxofre. O método de digestão apresentado demanda um intervalo menor de tempo e é adequado para análises de enxofre e outros elementos de interesse. Além disso, o procedimento desenvolvido pode ser usado em diversos tipos de amostras, como rochas ricas em sulfetos, que em testes realizados com a norma ABNT não apresentaram resultados satisfatórios.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à equipe do Laboratório de Geoquímica Ambiental pela estrutura e apoio e ao Centro de Estudos Ambientais (UFZ) pelas análises.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: Ryan, B., Ledda, A. 1998. A review of sulphur in coal: with specific reference to the Telkwa deposit, North-western British Columbia. Geological Fieldwork. (1):01-22
Gayer, R. A., Rose, M, Dehmer, J.,Shao, L. Y.1999. Impact of sulphur and trace element geochemistry on the utilization of a marine-influenced coal--case study from the South Wales Variscan foreland basin. International Coal Geology. (40):151-174
