Carbón bituminoso
 | Los ejemplos y la perspectiva de este artículo se refieren principalmente a los Estados Unidos y no representan una visión mundial del tema . ( Febrero de 2017 ) |
El carbón bituminoso o carbón negro es un relativamente blando de carbón que contiene un parecida al alquitrán sustancia llamados betún o asfalto . Es de mayor calidad que el lignito y el carbón subbituminoso , pero de peor calidad que la antracita . La formación suele ser el resultado de la alta presión ejercida sobre el lignito. Su coloración puede ser negra o, a veces, marrón oscuro; a menudo hay bandas bien definidas de material brillante y opaco dentro de las costuras . Estas secuencias distintivas, que se clasifican según "sin brillo, con bandas brillantes" o "brillantes, con bandas sin brillo", es la forma en que los carbones bituminosos se identifican estratigráficamente.
El carbón bituminoso es una roca sedimentaria orgánica formada por diagenética compresión metamórficas y sub de turba material de pantano. Sus constituyentes principales son macerales : vitrinita y liptinita . El contenido de carbono del carbón bituminoso oscila entre el 45% y el 86%; [1] el resto está compuesto por agua, aire, hidrógeno y azufre , que no han sido expulsados de los macerales.. La densidad del banco es de aproximadamente 1.796 kilogramos por metro cúbico (112,1 lb / pies cúbicos). La densidad aparente suele ser de 1.683 kilogramos por metro cúbico (105,1 lb / pie cúbico). El contenido de calor del carbón bituminoso varía de 24 a 35 megajulios por kilogramo (21 a 30 millones de unidades térmicas británicas por tonelada corta) sobre una base húmeda y libre de materias minerales.
Dentro de la industria de la minería del carbón , este tipo de carbón es conocido por liberar la mayor cantidad de grisú , una peligrosa mezcla de gases que puede provocar explosiones subterráneas. La extracción de carbón bituminoso exige los más altos procedimientos de seguridad que implican un control atento del gas, una buena ventilación y una gestión vigilante del sitio.
Usos
Los carbones bituminosos se clasifican según la reflectancia de la vitrinita, el contenido de humedad, el contenido de volátiles , la plasticidad y el contenido de cenizas. Generalmente, los carbones bituminosos de mayor valor tienen un grado específico de plasticidad , volatilidad y bajo contenido de cenizas, especialmente con bajo contenido de carbonato , fósforo y azufre .
La plasticidad es vital para la coquización, ya que representa su capacidad para formar gradualmente fases específicas de plasticidad durante el proceso de coquización, medidas mediante pruebas de dilatación del carbón. El bajo contenido de fósforo es vital para estos carbones, ya que el fósforo es un elemento altamente dañino en la fabricación de acero .
El carbón coquizable es mejor si tiene un rango muy estrecho de volatilidad y plasticidad. Esto se mide mediante la prueba del índice de hinchazón libre . El contenido volátil y el índice de hinchamiento también se utilizan para seleccionar carbones para la mezcla de coque.
La volatilidad también es fundamental para la fabricación de acero y la generación de energía, ya que determina la velocidad de combustión del carbón. Los carbones de alto contenido volátil, aunque fáciles de encender, a menudo no son tan apreciados como los carbones moderadamente volátiles; El carbón de baja volatilidad puede ser difícil de encender, aunque contiene más energía por unidad de volumen. La fundición debe equilibrar el contenido volátil de los carbones para optimizar la facilidad de ignición, la velocidad de combustión y la producción de energía del carbón.
Los carbones bajos en cenizas, azufre y carbonato son apreciados para la generación de energía porque no producen mucha escoria de caldera y no requieren tanto esfuerzo para depurar los gases de combustión para eliminar las partículas. Los carbonatos son perjudiciales ya que se adhieren fácilmente al aparato de la caldera.
Carbón de herrería
El carbón de herrería es un tipo de carbón bituminoso de alta calidad ideal para su uso en una forja de carbón . Está lo más libre posible de cenizas , azufre y otras impurezas. [2] Los componentes del carbón deberían ser los siguientes: [3]
| Constitucion | Porcentaje |
|---|---|
| Azufre | No más del 1% |
| Ceniza | No más del 7% |
| Carbón | No menos del 70% |
| Humedad | No más del 12% |
Carbón de canal
Carbón de coque
Cuando se utiliza para muchos procesos industriales, el carbón bituminoso primero debe "coquizarse" para eliminar los componentes volátiles. La coquización se logra calentando el carbón en ausencia de oxígeno, que expulsa los hidrocarburos volátiles como el propano , el benceno y otros hidrocarburos aromáticos, y algunos gases de azufre. Esto también expulsa una cantidad considerable del agua contenida del carbón bituminoso.
El carbón coquizable (carbón metalúrgico ) se utiliza en la fabricación de acero , donde el carbón debe ser lo más libre de volátiles y de cenizas posible.
El carbón de coque se calienta para producir coque, un material duro, gris y poroso que se utiliza en altos hornos para extraer hierro del mineral de hierro.
Carbón bituminoso por período geológico
El carbón bituminoso en los Estados Unidos tiene entre 100 y 300 millones de años. [9]
Carbones del Cretácico
En los Estados Unidos, los carbones bituminosos del Cretácico se encuentran en Wyoming, Colorado y Nuevo México. [10] [11]
En Canadá, la cuenca sedimentaria de Canadá occidental de Alberta y Columbia Británica alberga importantes depósitos de carbón bituminoso que se formaron en pantanos a lo largo del margen occidental de la vía marítima interior occidental . Varían en edad desde el Jurásico más reciente o el Cretácico más temprano en la Formación Mist Mountain , hasta el Cretácico Tardío en la Formación Gates . [12] Los campos de carbón intermontano e insular de la Columbia Británica también contienen depósitos de carbón bituminoso del Cretácico. [13]
Carbones jurásicos
Carbones extensos pero de bajo valor de la edad jurásica se extienden a través de la cuenca de Surat en Australia , formados en una cuenca de hundimiento intracratónico, y contienen evidencia de actividad de dinosaurios en las numerosas capas de ceniza. Estos carbones se explotan en Queensland de las Medidas del Carbón Valón , que tienen hasta 15 m de espesor de carbones subbituminosos a bituminosos adecuados para la coquización, la vaporización y el craqueo del petróleo.
Carbones triásicos
Se conocen carbones del Triásico de las cuencas de Clarence-Moreton e Ipswich , cerca de Ipswich, Australia , y del Esk Trough. Los carbones de esta época son raros y muchos contienen fósiles de plantas con flores. Algunos de los mejores carbones coquizables son los carbones australianos del Triásico, aunque se han elaborado la mayoría de los depósitos económicos.
Carbones pérmicos
Los segundos depósitos más grandes de carbón bituminoso del mundo se encuentran dentro de los estratos del Pérmico en Rusia . Los depósitos australianos en la cuenca de Bowen en Queensland , la cuenca de Sydney y la cuenca de Perth son carbón pérmico, donde se conocen espesores superiores a 300 m. Se prevé que las reservas y los recursos actuales duren más de 200 años.
Australia exporta la gran mayoría de su carbón para coquización y fabricación de acero en Japón. Ciertos carbones australianos son los mejores del mundo para estos fines y requieren poca o ninguna mezcla. Algunos carbones bituminosos del Pérmico y Triásico en Australia también son los más adecuados para romperse en petróleo .
Carbones carboníferos
Gran parte del carbón de América del Norte se creó en áreas de hundimiento adyacentes a los Apalaches durante el subperíodo de Pensilvania . Una vasta red de pantanos cubría gran parte de América del Norte en este momento y gran parte del material orgánico creado en estos humedales se acumuló para formar gruesas capas de turba (el precursor del carbón) que fueron enterradas más rápido de lo que podrían descomponerse.
El carbón bituminoso se extrae en la región de los Apalaches , principalmente para la generación de energía. La minería se realiza a través de minas tanto superficiales como subterráneas. El carbón bituminoso de Pocahontas en un momento alimentó a la mitad de las armadas del mundo y hoy alimenta las acerías y plantas de energía en todo el mundo.
Ver también
- Vena grande
- Cuenca Bowen
- Ensayo de carbón
- Valle de Georges Creek
- Lignito , antracita y grafito
- Lista de CO2 emitido por millón de Btu de energía de varios combustibles
- Lista de tipos de rocas
- Maceral
- Vitrinita que incluye reflectancia de vitrinita
Referencias
- ^ "Carbón explicado - Administración de información energética de Estados Unidos (EIA)" . www.eia.gov . Consultado el 26 de septiembre de 2020 .
- ^ Richards, William Allyn (1915), "Forja de hierro y acero" , Nature , D. Van Nostrand Company, 97 (2419): 50, Bibcode : 1916Natur..97 ... 30H , doi : 10.1038 / 097030b0 , S2CID 3974479 .
- ^ Wadleigh, Francis Rawle (1921), Un manual del carbón para vendedores, compradores y usuarios , Noticias nacionales sobre la minería del carbón, p. 113.
- ^ Huddle, JW; et al. (1963). Reservas de carbón del este de Kentucky . Washington DC: Boletín 1120 del Servicio Geológico del USGS . P. 7.
- ↑ a b Hutton (1987)
- ^ Dyni (2006) , págs. 3-4
- ^ Speight (2012) , págs. 6–7
- ^ Han y col. (1999)
- ^ "Tipos de carbón" . eia.doe.gov (Administración de Información Energética de EE. UU . ) . Consultado el 4 de enero de 2011 .
- ^ Servicio geológico del estado de Wyoming. "Carbón de Wyoming" . Archivado desde el original el 3 de febrero de 2014 . Consultado el 24 de enero de 2014 .
- ^ "Carbón de Colorado: seguridad energética para el futuro" (PDF) . Servicio geológico de Colorado, Rock Talk, vol. 8, no. 2, págs. 1-12. 2005. Archivado desde el original (PDF) el 1 de febrero de 2014 . Consultado el 24 de enero de 2014 . CS1 maint: otros ( enlace )
- ^ Sociedad canadiense de geólogos del petróleo (1994). "El Atlas geológico de la cuenca sedimentaria de Canadá occidental, capítulo 33: recursos de carbón de la cuenca sedimentaria de Canadá occidental" . Compilado por Mossop, GD y Shetsen, I. Archivado desde el original el 30 de septiembre de 2013 . Consultado el 1 de agosto de 2013 .
- ^ Ryan, Barry (2002). "Carbón en la Columbia Británica" . Archivado desde el original el 2 de febrero de 2014 . Consultado el 24 de enero de 2014 .
Otras lecturas
- Adams, Sean Patrick,. "La industria del carbón de Estados Unidos en el siglo XIX". Enciclopedia EH.Net, 15 de agosto de 2001, descripción general académica
- Buxton, NK El desarrollo económico de la industria del carbón británica: desde la Revolución Industrial hasta la actualidad . 1979.
- Freese, Barbara (2004). Carbón: una historia humana . Libros básicos. ISBN 978-0-465-09618-3.
- Hatcher, John y col. La historia de la industria del carbón británica (5 vol., Oxford UP, 1984-1987); 3000 páginas de historia académica
- Larga, Priscilla. Donde el sol nunca brilla: una historia del modelo de la industria del carbón sangriento de Estados Unidos , 1989.
- Netschert, Bruce C. y Sam H. Schurr, Energy in the American Economy, 1850-1975: Un estudio económico de su historia y perspectivas. (1960) en línea
- Veenstra, Theodore A. y Wilbert G. Fritz. "Principales tendencias económicas en la industria del carbón bituminoso", Quarterly Journal of Economics 51 # 1 (1936) pp. 106-130 en JSTOR
enlaces externos
- http://chemed.chem.purdue.edu/genchem/topicreview/bp/1organic/coal.html
- . Nueva Enciclopedia Internacional . 1905.
- Rocas sedimentarias
- Carbón
- Símbolos de Virginia Occidental
