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 | 1,25-1,27 |
Secondo i dati riportati, il peso di 1 m³ di carbone fossile va da 1200 kg/m³ a 1500 kg/m³. Il carbone fossile e adatto all'uso industriale con contenuto di ceneri non superiore al 30%.
Il criterio piu importante per questo minerale e il calore di combustione. Il carbone fossile si distingue per elevata resa termica: la massa umida priva di cenere libera circa 23,8 MJ/kg, cioe 5700 kcal/kg. 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, % | 75-95 | 1,5-5,7 | 1,5-15 | 0,5-4 | >1,5 | 2-45 | 4-14 | 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
Si puo usare la densita di carbone fossile per calcoli precisi?
I valori di densita e peso di carbone fossile in questo articolo sono di riferimento. Sono adatti per stime preliminari, ma i calcoli di progetto, costruzione, produzione e altri calcoli importanti devono essere verificati con norme, schede tecniche del materiale o risultati di misurazioni.
Perche il peso reale di carbone fossile puo differire dalla tabella?
Il peso reale di carbone fossile dipende da composizione, umidita, temperatura, porosita, dimensione della frazione, qualita del materiale e condizioni di misura. Per questo i valori reali possono differire dai dati medi della tabella.
Come calcolare la massa di carbone fossile dalla densita?
Per un calcolo approssimativo, usare la formula: massa = densita x volume. Se la densita di carbone fossile e indicata in kg/m3 e il volume in m3, il risultato sara in chilogrammi.