Soortelijk gewicht van steenkool en de belangrijkste eigenschappen
Steenkoollagen ontstaan in de ondergrond door ophoping van plantenresten die onder druk van gesteenten ontleden. Een gunstige omgeving voor zulke afzettingen is moerassig veengebied dat door bewegingen van tektonische platen is ontstaan. Tijdens de vorming verandert steenkool chemisch sterk: het materiaal wordt rijker aan koolstof en verliest vocht, zuurstof en vluchtige stoffen. Minerale onzuiverheden komen voor als fijne dispersies, kristalletjes, dunne tussenlagen, lenzen en concreties. Door deze processen ontstaat een harde, brandbare zwarte gesteenteachtige massa.
Steenkool heeft een aantal fysieke kenmerken:
- hard;
- dicht;
- mechanisch sterk;
- het vermogen van gegelificeerde en lipoide componenten om bij verhitting in een plastische massa over te gaan en poreus cokesmateriaal te vormen.
| Type steenkool | Soortelijk gewicht (g/cm³) |
| Humussteenkool | 1,4 - 1,5 |
| Gulitolitische bruinkool | 1,6 - 1,8 |
| Antraciet | 1,25 - 1,27 |
Volgens de bovenstaande gegevens bedraagt het gewicht van 1 m³ steenkool ongeveer 1200 tot 1500 kg/m³. Voor industrieel gebruik is steenkool geschikt wanneer het asgehalte niet hoger is dan 30%.
De verbrandingswarmte is een van de belangrijkste criteria. Steenkool heeft een hoge warmteafgifte: de vochtige asvrije massa levert ongeveer 23,8 MJ/kg, of 5700 kcal/kg. De samenstelling van steenkool hangt af van de plaats waar de afzetting is gevormd en bestaat uit verschillende componenten:
| Stof | Koolstof | Waterstof | Zuurstof | Zwavel | Stikstof | Vluchtige stoffen | Water | As |
| Massafractie, % | 75 - 95 | 1,5 - 5,7 | 1,5 - 15 | 0,5 - 4 | >1,5 | 2 - 45 | 4 - 14 | 2 - 45 |
Het gehalte van deze componenten varieert afhankelijk van de kwaliteit steenkool. Minerale onzuiverheden zijn ongewenst tijdens verbranding, en sommige verbindingen kunnen schadelijke carcinogene eigenschappen hebben.
Toepassingen van steenkool
Steenkool wordt in veel productiegebieden gebruikt:
- elektriciteitsopwekking;
- zware metallurgie, vooral cokesproductie;
- chemische industrie;
- productie van constructiematerialen;
- hydrogenering voor aromatische producten;
- brandstofenergie, waaronder synthetische, gasvormige en vloeibare brandstoffen;
- productie van met stikstof verrijkte meststoffen;
- productie van was en kunststoffen.
Berekening van volume en massa van steenkool
Door het brede gebruik van dit mineraal is het vaak nodig om het volumieke gewicht van steenkool te kennen. Het soortelijk gewicht van steenkool wordt in twee typen verdeeld:
- soortelijk gewicht met natuurlijke asinhoud;
- soortelijk gewicht van de asvrije massa.
Voor industriele berekening van de brandstofbehoefte is deze verdeling belangrijk.
Het soortelijk gewicht van steenkool wordt berekend met de formule:
SG = gewicht van vaste deeltjes ⁄ volume van vaste deeltjes
Het soortelijk gewicht kan veranderen afhankelijk van het type steenkool, het asgehalte en de vochtigheid van het materiaal.
Veelgestelde vragen
Kan de dichtheid van steenkool worden gebruikt voor nauwkeurige berekeningen?
De dichtheids- en gewichtswaarden voor steenkool in dit artikel zijn referentiewaarden. Ze zijn geschikt voor voorlopige schattingen, maar ontwerp-, bouw-, productie- en andere kritieke berekeningen moeten worden gecontroleerd aan de hand van normen, technische fiches of meetresultaten.
Waarom kan het werkelijke gewicht van steenkool afwijken van de tabel?
Het werkelijke gewicht van steenkool hangt af van samenstelling, vochtigheid, temperatuur, porositeit, fractiegrootte, materiaalkwaliteit en meetomstandigheden. Daarom kunnen werkelijke waarden afwijken van gemiddelde tabelgegevens.
Hoe bereken je de massa van steenkool op basis van dichtheid?
Gebruik voor een benaderde berekening de formule: massa = dichtheid x volume. Als de dichtheid van steenkool in kg/m3 staat en het volume in m3, is het resultaat in kilogram.