鉱物質、石炭には何が含まれているのか? ケンタッキー大学地質調査所

Mineral Matter

Mineral Matter Banner, What's in Coal?

Coal also contains minerals, which mostly occur as inorganic crystalline and noncrystalline particles or masses. 炭層は50%もの鉱物で構成されていることもある。 鉱物が50%以上の場合、その岩石は石炭ではなく炭素質頁岩と呼ばれることになる。 多くの石炭契約では、灰分が10%以下であることが要求されており、これは石炭の実際の鉱物量とほぼ同じである。 世界中の石炭には120以上の鉱物と無機化合物が記録されている(Finkelman, 1981; Vassilev and Vassileva, 1996; Ward, 2002; Schweinfurth and Finkelman, 2003)。

石炭に含まれる鉱物は2つに大別される。 (1)合成鉱物または一次鉱物と呼ばれる、オリジナルの石炭形成泥炭に由来する鉱物、(2)斜行鉱物または二次鉱物、これはオリジナルの石炭形成泥炭が埋まった後の任意の時期に石炭に導入、石炭に再移動、または石炭中の他の鉱物から変換されたものである。 また、石炭が地表に露出したときに、硫化物や他の鉱物の酸化によって形成される鉱物もある。 これらは三次鉱物と呼ばれる。 ほとんどの第三次鉱物は、すでに石炭に含まれている鉱物の変化である(Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Vassilev and Vassileva, 1996; Ward, 2002)。

Mineral matter in coalは、石炭の鉱物の起源について使用する用語を示している。

合成鉱物は石炭マトリックスに埋め込まれた微粒子(ミクロン)である傾向がある。 合成鉱物の生物起源には、元の石炭を形成する泥炭に含まれる植物や有機体が含まれる。 多くの植物は、鉱物をその構造に取り込んでいる。 例えば、スギナ(scouring rush)は、その組織にシリカを取り込み、構造的な強度を高めている。 ピートに生息する、またはピートに運ばれる、またはピートに運ばれた遺骸を持ついくつかの生物は、その体の構造に鉱物を含んでいる(例えば、Andrejko and others, 1983を参照)

離散、合生鉱物には洪水の際に石炭形成ピートに運ばれた粘土やその他の堆積物が含まれる。 また、砕屑鉱物には、風によってピートに運ばれた塵やシルトも含まれる。 厚く濃縮された砕屑物堆積物は、石炭の岩石片を形成する。 より微細で、より濃縮されていない堆積物は、目に見える岩層や岩床を形成することなく、石炭形成ピートに散布される。

ピート間隙水中の硫酸塩のバクテリアによる還元など、泥炭化に関与するさまざまなプロセスを通じて、さまざまな化学的沈殿物もピート中に発生することがある。

いったんピートが埋まると、鉱物の導入と変換は斜行性と言われる。 Diageneticな鉱物はsyngeneticな鉱物よりも粗大な結晶を持つ傾向がある。 石炭が褐炭の段階に達した後、斜行性鉱物は肉眼で見えるクリートやフラクチャーフィルに濃厚な濃度として発生する傾向がある。 この区別は重要であり、クリートフィリング鉱物はシンジェネティック、オーシジェニック鉱物よりも石炭から除去するのが容易である(Rao and Gluskoter, 1973; Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Ward, 1989; van Krevelen, 1993)。

石炭中の鉱物の量、粒子径、種類は、電気エネルギー生産のための蒸気用燃焼や鉄鋼を作るための冶金用コークスの生産など、幅広い用途に影響する。 鉱物成分の理解は、燃焼装置の実用的なプロセスやメンテナンスのために重要なだけでなく、燃焼中に起こる化学反応や、その結果生じる排出物や固体残留物の化学組成が規制されている国では特に重要である。

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以下の PDF をダウンロードして、石炭に含まれる一般的な鉱物(方解石、粘土鉱物、マルカサイトとパイライト、石英、シデライト、閃緑石など)を特定するのにお役立てください。

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