역청탄의 비중과 특징
석탄층은 지하에서 형성됩니다. 식물 잔해가 쌓여 분해되고 암석의 압력을 받으면서 만들어집니다. 화석이 매장되기에 가장 적합한 환경은 지각판의 이동으로 형성된 습지성 이탄 지대입니다. 역청탄은 구조에 상당한 화학적 변화를 겪습니다. 탄소가 풍부해지고 수분, 산소, 휘발성 물질을 잃습니다. 석탄의 무기 불순물은 석탄 형성 물질과 새로 생성된 광물로 이루어집니다. 이들은 미세 분산물, 결정, 얇은 층, 렌즈, 단괴 형태로 존재합니다. 이러한 복잡한 과정을 거쳐 검은색의 단단한 가연성 암석이 형성됩니다.
역청탄에는 다음과 같은 물리적 특징이 있습니다.
- 단단함;
- 치밀함;
- 기계적 강도가 높음;
- 가열할 때 겔화 성분과 지질 성분이 가소성 덩어리로 변해 다공질 코크스 재료를 형성할 수 있음.
| 석탄 종류 | 비중(g/cm³) |
| 부식질탄 | 1,4–1,5 |
| 굴리톨라이트 갈탄 | 1,6–1,8 |
| 무연탄 | 1,3–1,5 |
위 값은 석탄 물질 자체 또는 덩어리 재료의 밀도를 나타냅니다. 저장, 운송, 적재함 용량 계산에는 벌크 밀도가 더 중요합니다. 덩어리 사이에 빈 공간이 있으므로 역청탄 1m³의 무게는 일반적으로 빈 공간이 없는 치밀한 1m³보다 작습니다. 회분이 30% 이하인 역청탄은 산업용으로 적합합니다.
| 재료 | 1m³ 무게, kg |
| 일반 역청탄 또는 괴탄 | 700–900 |
| 무연 괴탄 | 800–950 |
| 미분탄 또는 석탄 분진 | 550–750 |
| 습하거나 다져진 석탄 | 900–1200 |
이 광물 자원에서 가장 중요한 기준은 발열량입니다. 역청탄은 발열량이 높지만 그 수치는 등급, 수분, 회분에 따라 달라집니다. 건조 무회 기준으로는 보통 약 30.5–36.8MJ/kg이 제시되며, 수분과 회분이 있는 실제 사용 상태에서는 발열량이 훨씬 낮을 수 있습니다. 역청탄의 조성은 탄층이 형성된 곳에 따라 달라지며 여러 복합 성분으로 이루어집니다.
| 물질 | 탄소 | 수소 | 산소 | 황 | 질소 | 휘발분 | 수분 | 회분 |
| 질량분율, % | 75–92 | 2,5–5,7 | 1,5–15 | 0,5–4 | 0,5–2 | 2–48 | 1–12 | 2–45 |
위 성분의 함량은 역청탄 등급에 따라 달라집니다. 무기 불순물은 연소 과정에서 위험하며 일부 화합물에는 유해한 발암성이 있습니다.
역청탄의 용도
역청탄은 여러 생산 분야에 널리 사용됩니다.
- 전력 산업;
- 중공업 및 야금 산업(코크스);
- 화학 산업;
- 구조용 자재 생산;
- 수소화(방향족 제품);
- 연료 에너지 산업(합성연료, 기체연료, 액체연료);
- 질소 강화 비료 생산;
- 왁스와 플라스틱 제조.
역청탄의 부피와 질량 계산
이 광물 자원은 사용 범위가 넓으므로 역청탄의 용적중량을 알아야 할 타당한 필요성이 있습니다. 역청탄의 비중은 두 종류로 구분합니다.
- 자연 회분을 포함한 역청탄 비중;
- 무회 질량의 비중.
산업 목적으로 필요한 연료 성분의 양을 계산할 때 이 구분은 매우 중요합니다.
역청탄의 비중은 다음 공식으로 계산합니다.
역청탄 비중 = 고체 입자의 무게 ⁄ 고체 입자의 부피
비중은 석탄 종류, 회분, 재료의 수분 함량에 따라 달라집니다.
자주 묻는 질문
역청탄 1m³의 무게는 얼마인가요?
저장 및 운송용 일반탄이나 괴탄 1m³의 벌크 무게는 보통 약 700~900kg입니다. 습하거나 다져진 석탄은 900~1200kg/m³에 이를 수 있습니다.
석탄의 비중이 벌크 무게보다 큰 이유는 무엇인가요?
비중은 석탄 물질 또는 덩어리 재료 자체의 밀도를 나타내지만 벌크 무게에는 덩어리 사이의 빈 공간이 포함됩니다. 따라서 적재함에 담긴 석탄 1m³는 빈 공간이 없는 치밀한 1m³보다 일반적으로 가볍습니다.
역청탄의 무게와 품질에 영향을 주는 것은 무엇인가요?
주요 요인은 석탄 등급, 입도, 수분 함량, 회분, 휘발분, 저장 또는 운송 시 다짐 정도입니다.