Pes específic de l'hulla i característiques
Els jaciments de carbó es formen al subsòl terrestre per l'acumulació de restes vegetals sotmeses a descomposició i a la pressió de les roques. L'entorn més favorable és una zona pantanosa i torbosa formada pels moviments de les plaques tectòniques. L'hulla experimenta canvis químics considerables: s'enriqueix en carboni i perd humitat, oxigen i substàncies volàtils. Les impureses minerals apareixen com dispersions fines, cristalls, capes primes, lents i concrecions. Aquests processos complexos formen una roca combustible sòlida de color negre.
L'hulla presenta diverses característiques físiques:
- és sòlida;
- és compacta;
- té resistència mecànica;
- els components gelificats i lipoides es poden transformar en una massa plàstica durant l'escalfament i formar coc porós.
| Tipus de carbó | Pes específic (g/cm³) |
| Húmic | 1,4 - 1,5 |
| Lignit humolític | 1,6 - 1,8 |
| Antracita | 1,3 - 1,5 |
Els valors anteriors descriuen la densitat de la matèria carbonosa o del material en trossos. Per a magatzems, lliuraments i càlculs de caixes de càrrega és més important la densitat aparent: pels buits entre els trossos, 1 m³ d'hulla sol pesar menys que un metre cúbic compacte sense buits. Es considera apta per a ús industrial quan el contingut de cendres no supera el 30%.
| Material | Pes d'1 m³, kg |
| Hulla corrent o en trossos | 700 - 900 |
| Antracita en trossos | 800 - 950 |
| Fins o pols de carbó | 550 - 750 |
| Carbó humit o compactat | 900 - 1200 |
El criteri més important d'aquest mineral és el poder calorífic. L'hulla desprèn molta calor, però el valor depèn de la qualitat, la humitat i les cendres. Per a una massa seca i sense cendres se solen indicar aproximadament 30,5 - 36,8 MJ/kg; en les condicions reals, amb humitat i cendres, el poder calorífic efectiu pot ser força inferior. La composició depèn del lloc de formació del jaciment i inclou diversos components complexos:
| Substància | Carboni | Hidrogen | Oxigen | Sofre | Nitrogen | Matèries volàtils | Aigua | Cendres |
| Fracció màssica, % | 75 - 92 | 2,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | 0,5 - 2 | 2 - 48 | 1 - 12 | 2 - 45 |
El contingut d'aquests components varia segons la qualitat de l'hulla. Les impureses minerals poden ser perilloses durant la combustió, i alguns compostos tenen propietats carcinògenes nocives.
Aplicacions de l'hulla
L'hulla s'utilitza àmpliament en molts sectors:
- generació d'electricitat;
- metal·lúrgia pesant, per produir coc;
- indústria química;
- fabricació de materials estructurals;
- hidrogenació per obtenir productes aromàtics;
- energia i combustibles sintètics, gasosos i líquids;
- producció de fertilitzants enriquits amb nitrogen;
- fabricació de ceres i plàstics.
Càlculs de volum i massa de l'hulla
A causa de l'ampli ús del mineral, és necessari conèixer-ne el pes volumètric. Se'n distingeixen dos tipus de pes específic:
- el de l'hulla amb el contingut natural de cendres;
- el de la massa sense cendres.
En usos industrials, aquesta distinció és molt important per calcular la quantitat de combustible necessària.
El pes específic de l'hulla es calcula amb la fórmula següent:
pes específic = pes de les partícules sòlides ⁄ volum de les partícules sòlides
El valor varia segons el tipus de roca carbonosa, el contingut de cendres i la humitat.
Preguntes freqüents
Quant pesa 1 m³ d'hulla?
Per a emmagatzematge i transport, el pes aparent d'1 m³ d'hulla corrent o en trossos sol ser d'uns 700-900 kg. El carbó humit o compactat pot arribar a 900-1.200 kg/m³.
Per què el pes específic del carbó és superior al pes aparent?
El pes específic descriu la densitat de la matèria carbonosa o dels trossos, mentre que el pes aparent inclou els buits entre aquests trossos. Per això, un metre cúbic de carbó dins una caixa pesa menys que un volum compacte sense buits.
Què influeix en el pes i la qualitat de l'hulla?
Els factors principals són la qualitat del carbó, la granulometria, la humitat, el contingut de cendres i matèries volàtils i el grau de compactació durant l'emmagatzematge o el transport.