Kohle enthält auch Mineralien, die meist als anorganische kristalline und nichtkristalline Partikel oder Massen auftreten. Ein Kohleflöz kann bis zu 50 Prozent aus Mineralien bestehen. Bei einem Anteil von mehr als 50 % Mineralien würde man das Gestein als kohlenstoffhaltigen Schiefer und nicht als Kohle bezeichnen. Die meisten geförderten Kohlen bestehen aus weniger als 20 Prozent Mineralstoffen, und viele Kohleverträge verlangen einen Aschegehalt von weniger als 10 Prozent, was ungefähr dem tatsächlichen Mineralstoffgehalt einer Kohle entspricht (aber im Allgemeinen darunter liegt). Weltweit sind mehr als 120 Mineralien und anorganische Verbindungen in Kohle dokumentiert worden (Finkelman, 1981; Vassilev und Vassileva, 1996; Ward, 2002; Schweinfurth und Finkelman, 2003).

Mineralien in Kohle lassen sich in zwei große Kategorien einteilen: (1) Mineralien, die aus dem ursprünglichen kohlebildenden Torf stammen und als syngenetische oder primäre Mineralien bezeichnet werden, und (2) diagenetische oder sekundäre Mineralien, die in die Kohle eingebracht, in der Kohle remobilisiert oder aus anderen Mineralien in der Kohle umgewandelt wurden, nachdem der ursprüngliche kohlebildende Torf zu irgendeinem Zeitpunkt vergraben wurde. Einige Mineralien können sich in der Kohle auch durch Oxidation von Sulfiden und anderen Mineralien bilden, wenn die Kohle an der Oberfläche freigelegt wird. Diese werden dann als tertiäre Minerale bezeichnet. Bei den meisten tertiären Mineralien handelt es sich um Umwandlungen von Mineralien, die bereits in der Kohle enthalten sind (Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Vassilev und Vassileva, 1996; Ward, 2002).

Syngenetische Mineralien sind in der Regel winzige (Mikrometer) Partikel, die in die Kohlematrix eingebettet sind. Zu den biogenen Quellen syngenetischer Mineralien gehören Pflanzen und Organismen in den ursprünglichen kohlebildenden Toren. Viele Pflanzen bauen Mineralien in ihre Strukturen ein. Ein Beispiel hierfür ist der Ackerschachtelhalm, der Kieselsäure in sein Gewebe einbaut, um ihm strukturelle Festigkeit zu verleihen. Einige Organismen, die in Torf leben oder in Torf transportiert werden, oder deren Überreste in Torf transportiert werden, enthalten ebenfalls Mineralien in ihren Körperstrukturen (siehe z. B. Andrejko und andere, 1983).

Detritische, syngenetische Mineralien umfassen Tone und andere Sedimente, die bei Überschwemmungen in die kohlebildenden Torfböden transportiert werden. Zu den detritischen Mineralien gehören auch Staub und Schluff, die durch den Wind in den Torf getragen werden. Dicke, konzentrierte detritische Sedimente bilden Gesteinsschichten in der Kohle. Feinere, weniger konzentrierte Sedimenteinträge werden ohne sichtbare Gesteinsschichten oder -schichten in den kohlebildenden Torf eingestreut.

Eine breite Palette chemischer Ausscheidungen kann ebenfalls in Torf vorkommen, und zwar durch verschiedene Prozesse, die an der Torfbildung beteiligt sind, einschließlich der bakteriellen Reduktion von Sulfaten in den Porenwässern des Torfs.

Wenn ein Torf vergraben ist, wird die Einführung und Umwandlung von Mineralien als diagenetisch bezeichnet. Diagenetische Minerale neigen dazu, grobkristalliner zu sein als syngenetische Minerale. Nachdem die Kohle das Braunkohlestadium erreicht hat, treten diagenetische Minerale in der Regel in dickeren Konzentrationen in Klüften und Bruchschüttungen auf, die mit bloßem Auge sichtbar sind. Diese Unterscheidung ist von Bedeutung, da sich Stollenfüllungsminerale leichter aus der Kohle entfernen lassen als syngenetische, authigene Minerale (Rao und Gluskoter, 1973; Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Ward, 1989; van Krevelen, 1993).

Die Menge, die Partikelgröße und die Art der Mineralstoffe in der Kohle beeinflussen eine Vielzahl von Verwendungszwecken, einschließlich der Verbrennung für Dampf zur Erzeugung von elektrischer Energie und der Herstellung von Hüttenkoks zur Stahlerzeugung. Die Kenntnis der mineralischen Bestandteile ist nicht nur für die praktischen Verfahren und die Wartung der Verbrennungsanlagen wichtig, sondern auch wegen der chemischen Reaktionen, die bei der Verbrennung ablaufen, und der daraus resultierenden Zusammensetzung der Emissionen und festen Rückstände, insbesondere in Ländern, in denen die chemische Zusammensetzung der Emissionen oder Rückstände geregelt ist.

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Laden Sie die folgenden PDFs herunter, die Ihnen helfen, häufige Mineralien zu identifizieren, die in Kohle vorkommen können, darunter: Calcit, Tonmineralien, Markasit und Pyrit, Quarz, Siderit und Sphalerit.