Peso específico del carbón mineral y sus particularidades
Los yacimientos de carbón se forman en el interior de la Tierra. Esto ocurre por la acumulación de restos vegetales sometidos a descomposición y a la presión de las rocas. El ambiente más adecuado para la acumulación de este fósil es una zona pantanosa de turba, formada durante desplazamientos de placas tectónicas. El carbón mineral sufre cambios químicos importantes en su estructura: se enriquece en carbono y pierde humedad, oxígeno y sustancias volátiles. Las impurezas minerales del carbón están representadas por formadores de carbón y neoformaciones minerales. Adoptan la forma de dispersión fina, cristalitos, intercalaciones delgadas, lentes y concreciones. Como resultado de procesos complejos se forma una roca combustible sólida de color negro.
El carbón mineral tiene una serie de particularidades físicas:
- es sólido;
- es denso;
- es mecánicamente resistente;
- los componentes gelificados y lipoides tienen la capacidad de transformarse al calentarse en una masa plástica y formar un material coquizable poroso.
| Tipo de carbón | Peso específico (g/cm³) |
| Húmico | 1,4 - 1,5 |
| Pardo hulitolítico | 1,6 - 1,8 |
| Antracita | 1,25 - 1,27 |
Según los datos anteriores, el peso de 1 m³ de carbón mineral es de 1200 kg/m³ a 1500 kg/m³. El carbón mineral es apto para uso industrial cuando su contenido de cenizas no supera el 30%.
El criterio más importante para este mineral combustible es el poder calorífico. El carbón mineral se distingue por una alta emisión de calor: la masa húmeda sin cenizas libera alrededor de 23,8 MJ/kg, o 5700 kcal/kg. La composición del carbón mineral depende del lugar de formación del yacimiento y contiene una serie de componentes complejos:
| Sustancia | Carbono | Hidrógeno | Oxígeno | Azufre | Nitrógeno | Sustancias volátiles | Agua | Ceniza |
| Fracción másica, % | 75 - 95 | 1,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | >1,5 | 2 - 45 | 4 - 14 | 2 - 45 |
El contenido de los componentes mencionados varía según la marca del carbón mineral. Las impurezas minerales son peligrosas durante la combustión, y algunos compuestos poseen propiedades carcinógenas perjudiciales.
Ámbito de aplicación del carbón mineral
El carbón mineral se utiliza ampliamente en muchas esferas de producción:
- energía eléctrica;
- industria metalúrgica pesada, como coque;
- industria química;
- producción de materiales estructurales;
- hidrogenación, productos aromáticos;
- energía de combustibles: combustible sintético, gaseoso y líquido;
- producción de fertilizantes enriquecidos con nitrógeno;
- fabricación de cera y plásticos.
Cálculo de volúmenes y masa del carbón mineral
Debido al amplio uso de este mineral, existe una necesidad justificada de conocer el peso volumétrico del carbón mineral. El peso específico del carbón mineral se distingue en dos tipos:
- peso específico del carbón mineral con contenido natural de cenizas;
- peso específico de la masa sin cenizas.
Para fines industriales, esta división es extremadamente importante al calcular la necesidad del componente combustible.
El peso específico del carbón mineral se calcula mediante la siguiente fórmula:
Peso específico = peso de las partículas sólidas ⁄ volumen de las partículas sólidas
El peso específico puede variar según el tipo de roca carbonífera, el contenido de cenizas y la humedad del material.
Preguntas frecuentes
Se puede usar la densidad de carbón mineral para calculos precisos?
Los valores de densidad y peso de carbón mineral en este articulo son de referencia. Sirven para estimaciones preliminares, pero los calculos de proyecto, construccion, produccion y otros calculos importantes deben comprobarse con normas, fichas tecnicas del material o resultados de mediciones.
Por que el peso real de carbón mineral puede diferir de la tabla?
El peso real de carbón mineral depende de la composicion, la humedad, la temperatura, la porosidad, el tamano de fraccion, la calidad del material y las condiciones de medicion. Por eso los valores reales pueden diferir de los datos medios de la tabla.
Como calcular la masa de carbón mineral a partir de la densidad?
Para un calculo aproximado, use la formula: masa = densidad x volumen. Si la densidad de carbón mineral esta indicada en kg/m3 y el volumen en m3, el resultado sera en kilogramos.