El carbón también contiene minerales, que se presentan principalmente como partículas o masas inorgánicas cristalinas y no cristalinas. Una veta de carbón puede estar compuesta hasta por un 50 por ciento de minerales. Con más del 50% de materia mineral, la roca se denominaría pizarra carbonosa en lugar de carbón. La mayoría de los carbones extraídos tienen menos del 20 por ciento de materia mineral, y muchos contratos de carbón exigen menos del 10 por ciento de rendimiento de cenizas, que es aproximadamente (pero generalmente menos) el contenido real de materia mineral de un carbón. Se han documentado más de 120 minerales y compuestos inorgánicos en carbones de todo el mundo (Finkelman, 1981; Vassilev y Vassileva, 1996; Ward, 2002; Schweinfurth y Finkelman, 2003).

Los minerales del carbón pueden dividirse en dos grandes categorías: (1) minerales que se originaron en la turba original que formó el carbón, denominados minerales singenéticos o primarios, y (2) minerales diagenéticos o secundarios, que se introdujeron en el carbón, se removilizaron en el carbón o se transformaron a partir de otros minerales en el carbón en cualquier momento después de que se enterrara la turba original que formó el carbón. Algunos minerales también pueden formarse en el carbón por oxidación de sulfuros y otros minerales cuando el carbón está expuesto en la superficie. Estos se denominarían minerales terciarios. La mayoría de los minerales terciarios son transformaciones de minerales que ya están en el carbón (Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Vassilev y Vassileva, 1996; Ward, 2002).

Los minerales singénicos tienden a ser partículas diminutas (micras) incrustadas en la matriz del carbón. Las fuentes biogénicas de minerales singenéticos incluyen plantas y organismos en las turbas originales que forman el carbón. Muchas plantas incorporan minerales en sus estructuras. Un ejemplo de ello es la cola de caballo común, o junco de limpieza, que incorpora sílice en sus tejidos para proporcionar resistencia estructural. Algunos organismos que viven o son transportados a las turberas, o cuyos restos son transportados a las turberas, también contienen minerales en sus estructuras corporales (véase, por ejemplo, Andrejko y otros, 1983).

Los minerales detríticos y singénicos incluyen arcillas y otros sedimentos transportados a las turberas que forman el carbón durante las inundaciones. Los minerales detríticos también incluyen el polvo y el limo transportados a la turba por el viento. Los sedimentos detríticos gruesos y concentrados forman partes de roca en el carbón. Los aportes de sedimentos más finos y menos concentrados se diseminan en la turba formadora de carbón sin una lámina o lecho de roca visible.

Una amplia gama de precipitados químicos también puede ocurrir en la turba a través de varios procesos involucrados en la peatificación, incluyendo la reducción bacteriana de los sulfatos en las aguas de los poros de la turba.

Una vez que una turba está enterrada, la introducción y transformación de minerales se dice que es diagenética. Los minerales diagenéticos tienden a ser más groseramente cristalinos que los minerales singenéticos. Una vez que el carbón ha alcanzado la fase de lignito, los minerales diagenéticos tienden a presentarse como concentraciones más gruesas en los rellenos de hendiduras y fracturas, que son visibles a simple vista. Esta distinción es significativa, porque los minerales de relleno de hendiduras son más fáciles de eliminar del carbón que los minerales singenéticos, autígenos (Rao y Gluskoter, 1973; Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Ward, 1989; van Krevelen, 1993).

La cantidad, el tamaño de las partículas y el tipo de materia mineral del carbón influyen en una amplia variedad de usos, incluida la combustión para obtener vapor para la producción de energía eléctrica y la producción de coque metalúrgico para fabricar acero. La comprensión de los componentes minerales no sólo es importante para los procesos prácticos y el mantenimiento de los equipos de combustión, sino también por las reacciones químicas que se producen durante la combustión, y la composición resultante de las emisiones y los residuos sólidos, especialmente en los países en los que la composición química de las emisiones o los residuos está regulada.

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Descargue los siguientes PDF para ayudar a identificar los minerales comunes que se pueden encontrar en el carbón, incluyendo: calcita, minerales de arcilla, marcasita y pirita, cuarzo, siderita y esfalerita.