Cărbunele conține, de asemenea, minerale, care se prezintă în principal sub formă de particule sau mase anorganice cristaline și necristaline. Un filon de cărbune poate fi alcătuit în proporție de până la 50 la sută din minerale. La mai mult de 50 la sută materie minerală, roca ar fi denumită șist carbonat mai degrabă decât cărbune. Majoritatea cărbunilor extrași au mai puțin de 20 la sută materie minerală, iar multe contracte de cărbune cer un randament de cenușă mai mic de 10 la sută, ceea ce reprezintă aproximativ (dar în general mai puțin decât) conținutul real de materie minerală al cărbunelui. Mai mult de 120 de minerale și compuși anorganici au fost documentați în cărbunele din întreaga lume (Finkelman, 1981; Vassilev și Vassileva, 1996; Ward, 2002; Schweinfurth și Finkelman, 2003).

Mineralele din cărbune pot fi împărțite în două mari categorii: (1) minerale care își au originea în turba originală de formare a cărbunelui, denumite minerale sinogenetice sau primare, și (2) minerale diagenetice sau secundare, care au fost introduse în cărbune, remobilizate în cărbune sau transformate din alte minerale din cărbune în orice moment după ce turba originală de formare a cărbunelui a fost îngropată. Unele minerale se pot forma, de asemenea, în cărbune prin oxidarea sulfurilor și a altor minerale atunci când cărbunele este expus la suprafață. Acestea ar fi denumite minerale terțiare. Majoritatea mineralelor terțiare sunt transformări ale mineralelor care se află deja în cărbune (Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Vassilev și Vassileva, 1996; Ward, 2002).

Mineralele sinergetice tind să fie particule minuscule (microni) încorporate în matricea cărbunelui. Sursele biogenetice de minerale singenetice includ plantele și organismele din turbele originale de formare a cărbunelui. Multe plante încorporează minerale în structurile lor. Un exemplu în acest sens este coada-calului comun, care încorporează siliciu în țesuturile sale pentru a asigura rezistența structurală. Unele organisme care trăiesc în turbă, sau sunt transportate în turbă, sau ale căror rămășițe sunt transportate în turbă conțin, de asemenea, minerale în structurile corpului lor (a se vedea, de exemplu, Andrejko și alții, 1983).

Mineralele eterice, sinogenetice includ argilele și alte sedimente transportate în turbele formatoare de cărbune în timpul inundațiilor. Mineralele detritice includ, de asemenea, praful și nămolul transportate în turbă de vânt. Sedimentele detritale groase și concentrate formează fragmente de rocă în cărbune. Aportul de sedimente mai fine, mai puțin concentrate, este diseminat în turba de formare a cărbunelui fără o stratificare sau un pat de rocă vizibil.

În turbă poate apărea, de asemenea, o gamă largă de precipitate chimice prin diverse procese implicate în peatificare, inclusiv reducerea bacteriană a sulfaților din apele poroase ale turbei.

După ce o turbă este îngropată, se spune că introducerea și transformarea mineralelor este diagenetică. Mineralele diagenetice tind să fie mai grosier cristaline decât cele sinogenetice. După ce cărbunele a ajuns la stadiul de lignit, mineralele diagenetice tind să apară sub formă de concentrații mai groase în umpluturile de cleat și de fracturi, care sunt vizibile cu ochiul liber. Această distincție este semnificativă, deoarece mineralele de umplere a cleaturilor sunt mai ușor de îndepărtat din cărbune decât mineralele singenetice, authigenice (Rao și Gluskoter, 1973; Mackowsky, 1982; Renton, 1982; Ward, 1989; van Krevelen, 1993).

Cantitatea, dimensiunea particulelor și tipul de materie minerală din cărbune influențează o mare varietate de utilizări, inclusiv arderea pentru abur pentru producerea de energie electrică și producerea de cocs metalurgic pentru fabricarea oțelului. Înțelegerea componentelor minerale este importantă nu numai pentru procesele practice și pentru întreținerea echipamentelor de ardere, ci și din cauza reacțiilor chimice care au loc în timpul arderii și a compoziției rezultate a emisiilor și a reziduurilor solide, în special în țările în care compoziția chimică a emisiilor sau a reziduurilor este reglementată.

Învățați mai mult

Descărcați PDF-urile de mai jos pentru a vă ajuta în identificarea mineralelor comune care pot fi găsite în cărbune, inclusiv: calcit, minerale argiloase, marcasită și pirită, cuarț, siderit și sfalerit.