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.

De bovenstaande waarden beschrijven de dichtheid van de koolstofhoudende stof of van stukmateriaal. Voor opslag, levering en de berekening van een laadbak is de stortdichtheid belangrijker: door de holtes tussen de stukken weegt 1 m³ steenkool meestal minder dan een compacte kubus zonder lege ruimtes. 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, maar de waarde hangt af van de soort, het vochtgehalte en het asgehalte. Voor droge asvrije massa wordt meestal ongeveer 30,5 - 36,8 MJ/kg opgegeven; in gebruikstoestand, met vocht en as, kan de werkelijke verbrandingswarmte merkbaar lager zijn. De samenstelling van steenkool hangt af van de plaats waar de afzetting is gevormd en bestaat uit verschillende componenten:

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.