Peso specifico del carbone fossile e sue caratteristiche
I giacimenti di carbone si formano nelle profondita della Terra. Cio avviene grazie all'accumulo di residui vegetali sottoposti a decomposizione e alla pressione delle rocce. L'ambiente piu adatto alla deposizione del minerale e una zona torbosa paludosa, formatasi durante gli spostamenti delle placche tettoniche. Il carbone fossile subisce importanti cambiamenti chimici nella propria struttura: si arricchisce di carbonio e perde umidita, ossigeno e sostanze volatili. Le impurita minerali del carbone sono rappresentate da materiali carbonigeni e nuove formazioni minerali. Assumono forma di dispersione fine, cristalli, sottili intercalazioni, lenti e concrezioni. In seguito a processi complessi si forma una roccia combustibile solida di colore nero.
Il carbone fossile ha una serie di caratteristiche fisiche:
- solido;
- denso;
- meccanicamente resistente;
- capacita dei componenti gelificati e lipoidi, durante il riscaldamento, di trasformarsi in massa plastica e formare un materiale coke poroso.
| Tipo di carbone | Peso specifico (g/cm³) |
| Umico | 1,4-1,5 |
| Bruno gulitolitico | 1,6-1,8 |
| Antracite | 1,3 - 1,5 |
I valori riportati sopra descrivono la densita della sostanza carboniosa o del materiale in pezzi. Per stoccaggio, consegna e calcolo del cassone e piu importante la densita apparente: a causa dei vuoti tra i pezzi, 1 m³ di carbone fossile di solito pesa meno di un cubo compatto senza vuoti. Il carbone fossile e adatto all'uso industriale con contenuto di ceneri non superiore al 30%.
| Materiale | Peso di 1 m³, kg |
| Carbone fossile ordinario o in pezzi | 700 - 900 |
| Antracite in pezzi | 800 - 950 |
| Fini o polvere di carbone | 550 - 750 |
| Carbone umido o compattato | 900 - 1200 |
Il criterio piu importante per questo minerale e il calore di combustione. Il carbone fossile si distingue per elevata resa termica, ma il valore dipende da qualita, umidita e contenuto di ceneri. Per la massa secca priva di cenere si indicano di solito circa 30,5 - 36,8 MJ/kg; nello stato d'uso, con umidita e ceneri, il potere calorifico reale puo essere sensibilmente inferiore. La composizione del carbone fossile dipende dal luogo di formazione dei giacimenti e contiene una serie di componenti complessi:
| Sostanza | Carbonio | Idrogeno | Ossigeno | Zolfo | Azoto | Sostanze volatili | Acqua | Cenere |
| Frazione massica, % | 75-92 | 2,5-5,7 | 1,5-15 | 0,5-4 | 0,5 - 2 | 2-48 | 1-12 | 2-45 |
Il contenuto dei componenti citati varia in base alla marca del carbone fossile. Le impurita minerali sono pericolose durante la combustione e alcuni composti possiedono proprieta cancerogene nocive.
Campo di applicazione del carbone fossile
Il carbone fossile viene ampiamente usato in molti settori produttivi:
- energia elettrica;
- industria metallurgica pesante, coke;
- industria chimica;
- produzione di materiali strutturali;
- idrogenazione, prodotti aromatici;
- energia da combustibili, combustibile sintetico, gassoso e liquido;
- produzione di fertilizzanti arricchiti con azoto;
- produzione di cera e plastica.
Calcoli di volume e massa del carbone fossile
A causa dell'ampio uso del minerale esiste una necessita giustificata di conoscere il peso volumetrico del carbone fossile. Il peso del carbone fossile viene distinto in due tipi:
- peso specifico del carbone con ceneri naturali;
- peso specifico della massa priva di ceneri.
Per scopi industriali, nel calcolo del fabbisogno di componente combustibile questa divisione e estremamente importante.
Il peso specifico del carbone fossile ha la seguente formula di calcolo:
peso specifico = peso delle particelle solide ⁄ volume delle particelle solide
Il peso specifico puo cambiare in base al tipo di roccia carbonifera, al contenuto di ceneri e all'umidita del materiale.
Domande frequenti
Quanto pesa 1 m³ di carbone fossile?
Per deposito e trasporto, il peso alla rinfusa di 1 m³ di carbone fossile è di solito circa 700-900 kg per carbone ordinario o in pezzi. Carbone umido o compattato può pesare 900-1200 kg/m³.
Perché il peso specifico del carbone è più alto del peso alla rinfusa?
Il peso specifico descrive la densità della sostanza carboniosa o del materiale in pezzi, mentre il peso alla rinfusa include i vuoti tra i pezzi. Per questo un metro cubo in un cassone pesa meno di un cubo compatto senza vuoti.
Cosa influisce sul peso e sulla qualità del carbone fossile?
I fattori principali sono marca del carbone, pezzatura, umidità, contenuto di ceneri, sostanze volatili e compattazione durante stoccaggio o trasporto.