Berat tentu arang batu dan cirinya

Mendapan arang batu terbentuk di dalam kerak bumi melalui pengumpulan sisa tumbuhan yang mengalami pereputan dan tekanan batuan. Persekitaran paling sesuai bagi mendapan bahan fosil ialah kawasan gambut berpaya yang terbentuk akibat pergerakan plat tektonik. Arang batu mengalami perubahan kimia yang ketara dalam strukturnya: kandungan karbon meningkat, manakala kelembapan, oksigen dan bahan meruap berkurang. Bendasing mineral dalam arang batu terdiri daripada bahan pembentuk arang dan pembentukan mineral baharu. Ia hadir sebagai serakan halus, hablur kecil, lapisan nipis, kanta dan konkresi. Proses kompleks ini menghasilkan batuan bahan api keras berwarna hitam.

Arang batu mempunyai beberapa ciri fizikal:

• keras;
• padat;
• kuat secara mekanikal;
• komponen tergel dan lipoid mampu berubah menjadi jisim plastik apabila dipanaskan serta membentuk bahan kok berliang.

Nilai di atas menerangkan ketumpatan bahan arang batu atau bahan berketul. Bagi penyimpanan, penghantaran dan pengiraan ruang muatan, ketumpatan pukal lebih penting: disebabkan rongga di antara ketulan, 1 m³ arang batu biasanya lebih ringan daripada meter padu padat tanpa rongga. Arang batu sesuai untuk kegunaan industri apabila kandungan abunya tidak melebihi 30%.

Haba pembakaran ialah kriteria terpenting bagi bahan galian ini. Arang batu mempunyai keluaran haba yang tinggi, tetapi nilai tersebut bergantung pada gred, kelembapan dan kandungan abu. Bagi jisim kering tanpa abu, nilai sekitar 30,5 - 36,8 MJ/kg biasanya dinyatakan; dalam keadaan operasi dengan kandungan lembapan dan abu, haba pembakaran sebenar mungkin jauh lebih rendah. Komposisi arang batu bergantung pada tempat pembentukan mendapan dan mengandungi beberapa komponen kompleks:

Kandungan komponen di atas berbeza mengikut gred arang batu. Bendasing mineral berbahaya semasa pembakaran dan sesetengah sebatian mempunyai sifat karsinogen yang memudaratkan.

Bidang kegunaan arang batu

Arang batu digunakan secara meluas dalam banyak bidang pengeluaran:

• tenaga elektrik;
• industri metalurgi berat (kok);
• industri kimia;
• pengeluaran bahan struktur;
• penghidrogenan (produk aromatik);
• tenaga bahan api (bahan api sintetik, gas dan cecair);
• pengeluaran baja diperkaya nitrogen;
• pembuatan lilin dan plastik.

Pengiraan isi padu dan jisim arang batu

Disebabkan penggunaan bahan galian ini yang meluas, berat isi padu arang batu perlu diketahui. Berat tentu arang batu dibahagikan kepada dua jenis:

• berat tentu arang batu dengan kandungan abu semula jadi;
• berat tentu jisim tanpa abu.

Pembahagian ini amat penting bagi pengiraan keperluan komponen bahan api untuk tujuan industri.

Berat tentu arang batu dikira menggunakan formula berikut:

Berat tentu arang batu = berat zarah pepejal ⁄ isi padu zarah pepejal

Berat tentu berubah mengikut jenis batuan arang, kandungan abu dan kelembapan bahan.