Missä kivihiiltä käytetään: kivihiilen käyttökohteet

Kivihiili oli pitkään yksi tärkeimmistä lämmön ja energian lähteistä. Nykyisin sen merkitys riippuu alueesta ja toimialasta: energiantuotannossa sen käyttöä rajoitetaan vähitellen ympäristövaatimusten vuoksi, mutta metallurgiassa, kemianteollisuudessa ja tietyissä teknisissä prosesseissa kivihiiltä ja sen jalostustuotteita tarvitaan edelleen.

Mitä kivihiili on ja miten sitä louhitaan?

Kivihiili on mustaa tai tummanruskeaa kiinteää fossiilista polttoainetta. Se muodostuu kasviperäisen orgaanisen aineen jäännöksistä, jotka muuttuvat miljoonien vuosien kuluessa paineen, lämpötilan ja geologisten prosessien vaikutuksesta hiilikiveksi. Prosessia kutsutaan hiiltymiseksi. Kivihiili koostuu pääasiassa hiilestä, mutta tarkka koostumus riippuu laadusta, tuhka- ja kosteuspitoisuudesta sekä rikin, vedyn, hapen ja typen määrästä. Metallurgisessa hiilessä erityisen tärkeitä ovat koksaantuvuus ja sintrautuvuus.

Hiiliteollisuudella on tärkeä asema kaivannaisteollisuudessa. Louhintatapa riippuu esiintymissyvyydestä, kerroksen paksuudesta, geologiasta ja taloudellisesta kannattavuudesta. Lähellä pintaa olevia esiintymiä louhitaan avolouhoksissa, kun taas syvät kerrokset louhitaan maanalaisissa kaivoksissa. Eri maissa käytetään pitkäperä-, huone-pilari-, poraus-räjäytys- ja mekanisoituja menetelmiä.

Kivihiilen lajit ja laadut

Kivihiili jaetaan lajeihin useiden perusteiden, kuten värin, koon, rakenteellisten ja geneettisten ominaisuuksien sekä käsittelytekniikan mukaan.

Kaikelle louhitulle ja tuotannossa käytetylle hiilelle, myös kivihiilelle, on yleisesti hyväksyttyjä laatumerkintöjä. Kivihiili voi olla pitkäliekkistä (D), kaasukivihiiltä (G), rasvahiiltä (Zh), koksihiiltä (K), laihaa hiiltä (T) ja niin edelleen. Osa louhitusta hiilestä merkitään myös välilaaduksi, esimerkiksi rasvaiseksi kaasukivihiileksi. Lisäksi tietyissä maissa, kuten Yhdysvalloissa ja Japanissa, käytetään omia merkintöjä.

Millä aloilla kivihiiltä käytetään?

Kivihiiltä käytetään polttoaineena, prosessiraaka-aineena ja jalostustuotteiden lähteenä. Koksaaminen on tärkeää etenkin metallurgiassa ja kemianteollisuudessa, mutta kaikki kivihiilen käyttökohteet eivät liity siihen. Tarkastellaan tärkeimpiä aloja lähemmin:

1. Energia ja polttoaine. Kivihiiltä käytetään lämpövoimaloissa, kattilalaitoksissa ja tietyissä teollisuusuuneissa. Kivihiilestä voidaan valmistaa nestemäisiä polttoaineita suoralla ja epäsuoralla nesteytyksellä, mutta tekniikoita käytetään rajoitetusti ja niiden käyttö riippuu taloudesta, öljyn saatavuudesta ja ympäristövaatimuksista.
2. Metallurgia. Koksihiili muutetaan koksaamalla metallurgiseksi koksiksi. Se toimii polttoaineena ja pelkistimenä raakaraudan masuunivalmistuksessa sekä tietyissä valimo- ja ferroseosprosesseissa.
3. Kemianteollisuus. Koksaamisessa saadaan koksiuunikaasua, kivihiilitervaa, ammoniakkituotteita ja muita sivuaineita. Kivihiilitervasta erotetaan pikeä, naftaleenia, fenoliyhdisteitä ja aromaattisia jakeita, joita käytetään kemianteollisuudessa, materiaalien, elektrodien, suojapinnoitteiden ja tiettyjen muovien tuotannossa.
4. Maatalous ja maanparannusaineet. Kivihiili itsessään ei ole tavanomainen lannoite. Maataloudessa voidaan käyttää tiettyjä hiilenjalostustuotteita, ammoniumyhdisteitä, humusaineita tai hiililisäaineita, mutta niiden käyttö riippuu koostumuksesta ja valmistustekniikasta.
5. Liikenne ja rakentaminen. Historiallisesti kivihiiltä käytettiin laajalti rautatieliikenteen polttoaineena. Nykyisin sen merkitys liikenteessä on pienempi, mutta hiilenjalostustuotteita, koksia, tervoja, pikeä sekä tuhka- ja kuonamateriaaleja voidaan käyttää tienrakennuksessa, teollisissa pinnoitteissa ja tietyissä infrastruktuuritöissä.

Kivihiiltä käytetään siis polttoaineen lisäksi metallurgian ja kemianteollisuuden raaka-aineena. Sen käyttöä arvioidaan kuitenkin yhä useammin päästöjen, ympäristömääräysten ja puhtaampaan teknologiaan siirtymisen perusteella. Siksi hiilen merkitys eri maissa ja toimialoilla muuttuu, vaikka se on toistaiseksi edelleen tärkeä raaka-aine tietyissä teollisuusprosesseissa.