Rezervele de cărbuni și principalele țări producătoare

Capitolul I – Definitie

Cărbunii reprezintă una dintre cele mai importante substanțe minerale utile. Se remarca, intre combustibilii minerali, prin volumul mare al rezervelor sigure, vechimea exploatării si utilizările variate, fiind nu numai o valoroasa sursa de energie primara, ci si materie prima pentru industria chimica.

Cărbunii au fost cunoscuți înca din antichitate, dar, pe scara industriala, aceștia au fost folosiți numai o data cu dezvoltarea mașinismului, in cursul revoluției industriale din secolul XVIII-lea, mai intai in Marea Britanie, iar apoi in tari ca Belgia, Germania, Polonia, Rusia, S.U.A s.a. In aceasta perioada cărbunii aveau un rol vital in viața economica, devenind sursa energetica indispensabila, motiv pentru care secolul XIX-lea a mai fost numit „secolul cărbunelui”. Chiar si la începutul secolului al XX-lea ponderea cărbunelui in consumul energetic mondial depășea 9/10 din total.

Importanta economica a cărbunilor s-a menținut pana in zilele noastre, producția crescând cantitativ, dar scăzând ca pondere in balanța energetica, datorita utilizării si a altor surse de energie primara.

Capitolul II – Clasificarea cArbunilor

- Cărbuni superiori (7000-9000 kcal/kg)

- Antracitul (Fig. 1)

- Huila (Fig. 2)

- Cărbuni inferiori (2600-5000 kcal/kg)

- Cărbunele brun (Fig. 4)

- Lignitul (Fig. 3)

- Turba (Fig. 5)

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3 Fig. 4 Fig. 4

Antracitul (Fig. 1) este cel mai vechi cărbune, datând din Jurasic. Conţine 92 - 98 % carbon în masa combustibilă, dar aproape deloc materii volatile, ceea ce îl face foarte dificil de aprins. Aprinderea trebuie făcută cu un combustibil de suport, care să-l aducă la temperatura de 800 °C, temperatura de aprindere a carbonului. În momentul extracţiei conţine 3 - 12 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 - 25 MJ/kg. Datorită aprinderii dificile este puţin folosit în energetică, fiind folosit în industria chimică la producerea electrozilor.

Huila (Fig. 2) este un cărbune vechi, datând din Cretacic şi Jurasic. Conţine 75 - 92 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă suficiente materii volatile pentru aprindere. În momentul extracţiei conţine 1 - 5 % umiditate. Are o putere calorifică de 20 - 29 MJ/kg. Este cel mai preţios cărbune. Huilele cu flacără lungă (numele vine de la durata degajării volatilelor, care ard cu flacără vizibilă) şi de gaz (numele vine tot de la cantitatea volatilelor) nu cocsifică, ca urmare se folosesc în scopuri energetice. Huila de cocs şi parţial cea grasă (în amestec cu cea de cocs) cocsifică, ca urmare este folosită la producerea cocsului, valorificare mult mai valoroasă decât prin ardere. Huilele slabă şi antracitoasă au puţine volatile, sunt greu de ars.

Cărbunele brun (Fig. 4) este un cărbune mai vechi, din Paleogen. Conţine 60 - 78 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă multe materii volatile. În momentul extracţiei conţine 30 - 45 % umiditate. Are o putere calorifică de 6 - 18 MJ/kg (uzual 7 - 9 MJ/kg). Este mult folosit, în special lignitul, care se găseşte în cantităţi mari, de exemplu în România în bazinul Olteniei, în scopuri energetice, fiind combustibilul clasic în termocentralele pe bază de cărbune.

Cărbunele brun huilos este un cărbune specific României, are aspect de huilă, însă putere calorifică sub 20 MJ/kg, ca urmare nu poate fi considerat huilă. Este folosit în scopuri energetice.

Turba (Fig. 5) este cel mai tânăr cărbune, din Neogen, formându-se şi astăzi. Conţine 52 - 62 % carbon în masa combustibilă, iar prin încălzire degajă foarte multe materii volatile. În momentul extracţiei ea conţine 75 - 80 % umiditate, ca urmare trebuie uscată, stare în care are o putere calorifică de 12 - 20 MJ/kg. Turba uscată şi brichetată se foloseşte drept combustibil casnic. De asemenea, ea se poate folosi ca material filtrant sau ca îngrăşământ.

Capitolul III – Utilizarea carbunelui

Cărbunele are o varietate de utilizări. El poate fi folosit drept combustibil, atât casnic, cât şi în producerea de curent electric produs cu ajutorul turbinelor din termocentrale. Prin ardere cărbunele eliberează căldură şi produce gaze de ardere ca dioxid de carbon, dioxid de sulf şi vapori de apă. In anul 2003 24,4 % din energia primară produsă pe glob şi 40,1 % din energia electrică era produsă pe bază de cărbune, cu ponderea însemnată a huilei şi lignitului. Termocentralele moderne au redus substanţial emisiile de gaze nocive rezultate din arderea cărbunilor.

De asemenea el poate fi folosit ca materie primă în industria chimică (pentru obţinerea vopselurilor, materialelor plastice, fibrelor sintetice, îngrăşăminte, etc.) şi în metalurgie. O importanţă mare o prezintă cocsul care este folosit drept combustibil în siderurgie (pentru obţinerea unei tone de oţel, sunt necesare 600 kg cocs), în încălzire (înlocuitor al gazelor naturale), ca produs auxiliar la fabricarea fontei, a carburii de calciu și a altor derivate industriale, şi de asemenea ca reducător al minereurilor feroase în furnale. Cocsul este rezultat în urma procesului de carbonizare la temperaturi înalte, prin distilarea cărbunelui in lipsa oxigenului.