Coal bevat ook mineralen, die meestal voorkomen als anorganische kristallijne en niet-kristallijne deeltjes of massa’s. Een kolenlaag kan voor wel 50 procent uit mineralen bestaan. Als het gesteente voor meer dan 50 procent uit mineralen bestaat, spreekt men eerder van een koolstofhoudende schalie dan van steenkool. De meeste gedolven kolen bevatten minder dan 20 procent minerale stoffen, en in veel kolencontracten wordt een asopbrengst van minder dan 10 procent geëist, wat ongeveer (maar meestal minder dan) het werkelijke gehalte aan minerale stoffen van een kolen is. Wereldwijd zijn meer dan 120 mineralen en anorganische verbindingen in steenkool gedocumenteerd (Finkelman, 1981; Vassilev en Vassileva, 1996; Ward, 2002; Schweinfurth en Finkelman, 2003).

Mineralen in steenkool kunnen worden onderverdeeld in twee grote categorieën: (1) mineralen die hun oorsprong hebben in het oorspronkelijke steenkoolvormende veen, syngenetische of primaire mineralen genoemd, en (2) diagenetische of secundaire mineralen, die in de steenkool zijn gebracht, opnieuw in de steenkool zijn gemobiliseerd, of zijn getransformeerd uit andere mineralen in de steenkool op enig moment nadat het oorspronkelijke steenkoolvormende veen was begraven. Sommige mineralen kunnen ook in steenkool worden gevormd door oxidatie van sulfiden en andere mineralen wanneer de steenkool aan de oppervlakte wordt blootgelegd. Dit worden tertiaire mineralen genoemd. De meeste tertiaire mineralen zijn transformaties van mineralen die zich reeds in de steenkool bevinden (Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Vassilev en Vassileva, 1996; Ward, 2002).

Syngenetische mineralen zijn meestal minuscule (micron) deeltjes die ingebed zijn in de steenkoolmatrix. Biogene bronnen van syngenetische mineralen zijn onder meer planten en organismen in de oorspronkelijke steenkoolvormende turf. Veel planten nemen mineralen op in hun structuren. Een voorbeeld hiervan is de gewone paardenstaart of schuurbies, die kiezelzuur in zijn weefsels opneemt om de structuur te verstevigen. Sommige organismen die in venen leven of worden getransporteerd, of waarvan de overblijfselen in venen worden getransporteerd, bevatten ook mineralen in hun lichaamsstructuren (zie bijvoorbeeld Andrejko en anderen, 1983).

Detritale, syngenetische mineralen omvatten klei en andere sedimenten die tijdens overstromingen in de steenkool-vormende venen worden getransporteerd. Detritische mineralen omvatten ook stof en slib dat door de wind in het veen wordt meegevoerd. Dikke, geconcentreerde detritale sedimenten vormen gesteenteschotten in steenkool. Fijnere, minder geconcentreerde sedimenten worden verspreid in het steenkoolvormende veen zonder zichtbare gesteentelamellen of bedding.

Een breed scala van chemische precipitaten kan ook voorkomen in veen door verschillende processen die betrokken zijn bij veenvorming, waaronder de bacteriële reductie van sulfaten in het poriewater van veen.

Als een veen eenmaal begraven is, wordt gezegd dat de introductie en transformatie van mineralen diagenetisch is. Diagenetische mineralen hebben de neiging grover kristallijn te zijn dan syngenetische mineralen. Nadat steenkool het bruinkoolstadium heeft bereikt, komen diagenetische mineralen meestal voor als dikkere concentraties in kloven en breukvullingen, die met het blote oog zichtbaar zijn. Dit onderscheid is belangrijk, omdat spleetvullende mineralen gemakkelijker uit steenkool te verwijderen zijn dan syngenetische, authigene mineralen (Rao en Gluskoter, 1973; Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Ward, 1989; van Krevelen, 1993).

De hoeveelheid, de deeltjesgrootte en het type minerale bestanddelen in steenkool zijn van invloed op een grote verscheidenheid aan toepassingen, waaronder verbranding voor stoom voor de productie van elektrische energie en de productie van metallurgische cokes voor de productie van staal. Inzicht in minerale bestanddelen is niet alleen belangrijk voor de praktische processen en het onderhoud van verbrandingsapparatuur, maar ook vanwege de chemische reacties die tijdens de verbranding optreden, en de resulterende samenstelling van emissies en vaste residuen, vooral in landen waar de chemische samenstelling van de emissies of residuen is gereguleerd.

Lees meer

Download hieronder PDF’s om te helpen bij het identificeren van veel voorkomende mineralen die in steenkool kunnen worden aangetroffen, waaronder: calciet, kleimineralen, marcasiet en pyriet, kwarts, sideriet, en shaleriet.