Antracita - Propiedades y aplicaciones
¿Qué es la antracita?
La antracita es una forma de carbón densamente embalado y tiene un alto contenido de carbono, relativamente pocas adulteraciones, y el segundo contenido calorífico más alto de cualquier tipo de carbón con sólo grafito golpeándolo. El contenido calorífico se refiere a la cantidad de energía producida por la combustión de un objeto o la energía que produciría en ese caso. Entre los principales usos de la antracita en el sector industrial se incluyen la producción de energía, así como los campos de la metalurgia y la purificación del agua.
Representando sólo el uno por ciento de todo el carbón en el mundo, la antracita se extrae a escala en sólo un número selecto de países como China (el principal productor del mundo), Rusia, Vietnam, Canadá, Sudáfrica y los Estados Unidos. La antracita a menudo se puede distinguir de otros tipos de carbón debido a su aspecto semi metálico que refleja la luz de una manera similar al chorro mineraloide (y otro tipo de encendido), una sustancia utilizada en productos de joyería.
El alto contenido de carbono de la antracita lo hace particularmente adecuado para la filtración.
Propiedades físicas de la antracita
Color negro
Densidad a granel seca 800 kg m-3
Gravedad específica 1,6 ± 0,05 g cm-3
Tamaño efectivo 1.2 - 2.4 mm
Coeficiente de uniformidad 1.5 - 1.7
Índice de trabajo de bonos 20 - 22 kWh T-1 (BBH)
Antracita como mecanismo de filtración de agua
¿Cómo funciona un filtro multimedia como la antracita?
Los medios filtrantes de carbón de antracita y otros trabajan a través de una combinación de composición química, así como el uso de las leyes de la gravedad y la física para purificar el agua contaminada.
Un medio filtrante es cualquier tipo de sustancia, como grava triturada, arena, antracita o incluso vidrio, que actúa como un tamiz del que se eliminan los sólidos. Cuanto más fino sea el grano de su medio de filtro, más granular puede obtener en la eliminación de estas impurezas. Mientras que un pequeño tamaño de partícula de filtro de antracita resultará en una mejor filtración de contaminantes más pequeños, tales tamaños pequeños se pueden compactar fácilmente a un lecho más sólido, lo que puede conducir a situaciones de sobrepresión. Esto puede evitarse mediante el uso de las partículas de antracita de tamaño correcto, un caudal/presión de funcionamiento adecuado y un programa de retrolavado bien aprovisionado para liberar contaminantes del lecho del filtro.
Debido a que las sustancias pueden disolverse fácilmente en agua pero no se disuelven fácilmente por completo, las sustancias que no se disuelven completamente en agua pueden ser "capturadas" en los medios filtrante con sólo el agua que pasa al final del filtro.
Como cualquiera puede ver fácilmente, esto tiene una miríada de usos en el mundo moderno, desde la gestión de la escorrenión de una tormenta hasta mantener el agua limpia y potable. Es esta última preocupación la que tiene tratamientos de agua antracita ganando fuerza en muchas partes áridas del mundo donde el acceso al agua dulce es limitado y el recurso en sí es escaso. De hecho, los proveedores de medios filtrantes de antracita de todo el mundo lo están impulsando como una solución a muchas crisis de agua inminentes en diferentes lugares del mundo.
La única pregunta es: ¿Son los medios filtrantes de tratamiento de agua antracita eficaces para eliminar las impurezas que se encuentran en el agua de mar que son innumerables y microscópicas?
Rendimiento, características operativas y retrolavado
En comparación con la arena, la antracita es más tolerante con mayores caudales de funcionamiento y tasas de retrolavado. Estas son características importantes cuando se van a purificar grandes volúmenes de líquido. A través de tamaños de grano de 1,4 a 2,5 mm, las tasas de retrolavado de 55 a 60 m3 h-1 se pueden lograr a 20 °C. Tales altas tasas de lavado de espalda son testimonio de la capacidad de la antracita terrestre para ser un artista confiable en filtración, con sólo un tiempo de inactividad mínimo. Además, la dureza superior de la antracita significa que la abrasión física se minimiza y, por lo tanto, la vida útil del filtro se amplía aún más.
desalación
¿Es eficaz el uso de antracita para la filtración de agua en la eliminación de impurezas en el agua salada?
Si bien hay poca duda sobre la eficacia de la antracita como filtro, no es la única opción cuando se trata de la desalinización. Si bien hay poca duda sobre la eficacia de la antracita como filtro, no es la única opción cuando se trata de la desalinización. De hecho, muchos usos de la antracita implican escenarios de uso industrial.
No obstante, en la investigación presentada en la Conferencia de Desalinización y Medio Ambiente de 2007 por la Sociedad Europea de Desalación y el Centro de Investigación y Tecnología de Hellas, Hellas, se demostró que la antracita no es sólo un medio eficaz para desalinización, pero es performativamente a la par con arcilla expandida procesada (otro material popular).
Las únicas diferencias en el rendimiento surgieron del material coagulante utilizado en cada escenario.
Cómo funcionan los métodos de tratamiento de agua antracita con agua salada
Debido a que las impurezas en el agua salada son bastante pequeñas de hecho, los medios filtrantes como la antracita a menudo trabajan en conjunto con una sustancia coagulante para un rendimiento óptimo y la filtración de agua.
Los coagulantes son sustancias químicas que ayudan en la creación de lo que se denominan agregados o grupos de impurezas que son mayores en suma que en sus partes. Cuando un coagulante ayuda a crear agregados más grandes, esto hace que las impurezas sean más fáciles de eliminar para medios filtrantes como la arena y la antracita.
Mirarlo de una manera diferente: el uso de coagulantes con antracita hace que la antracita sea más eficaz para eliminar las impurezas en el agua salada aumentando su peso y superficie. Los resultados de la investigación muestran que no sólo fue eficaz el tratamiento de agua antracita en la desalinización en una amplia gama de entornos de rendimiento (temperatura, etc.), sino que también fue comparable al material de arcilla en la construcción de resistencia al agua o lo que se llama cabeza hidrostática.
El proceso comienza con un proceso de pretratamiento que es donde se extrae agua de mar no tratada o "cruda" y se retiran algas y materiales orgánicos del agua. Esto se logra bombeando el agua de mar cruda en tanques de filtro multimedia que consisten en una capa de antracita, arena y luego grava en la parte inferior. El agua se mueve desde la parte superior del tanque a través de la parte inferior, pasando a través de las capas de antracita, arena y grava a medida que lo hace. El líquido resultante está en gran parte libre de contaminantes, incluyendo todos a escala macro, en este punto.
El agua salada tratada que resulta de este proceso pasa por otro tratamiento que a menudo se llama microfiltración. A lo que se refiere la microfiltración es a la eliminación de materia pequeña en el agua de mar tratada. En este punto, el agua está lista para un proceso conocido como ósmosis inversa, como se detalla a continuación.
Cabe señalar que los coagulantes no se utilizan antes de cada ejemplo de ósmosis inversa (RO). Los filtros de antracita, en más profundidad a continuación, con arena son parte del tratamiento pre-RO, sin el cual el proceso de RO sería ineficiente.
Propuesto como solución al problema de que 4.000 millones de personas -o casi la mitad de la población mundial- se quedarán sin agua potable para 2030, los proveedores de medios de filtro de antracita trabajarán en conjunto con otros como la arena y la grava presenta una de las muchas soluciones posibles a este problema. Dada su eficacia demostrada en esta área, se espera que el uso de métodos de tratamiento de agua de antracita crezca en las próximas décadas.
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