Cómo se forma el carbón
La formación del carbón:
El carbón es producto del movimiento de la corteza terrestre. Ya en la Era Paleozoica hace más de 300 millones de años, la Era Mesozoica hace más de 100 millones de años y la Era Cenozoica hace decenas de millones de años, una gran cantidad de restos de plantas se transformaron en carbón mediante complejas bioquímicas y geoquímicas. , y la química física. La muerte, la acumulación, el entierro y la transformación en carbón han pasado por una serie de procesos evolutivos, este proceso se llama coalogénesis.
Generalmente se cree que el proceso de formación del carbón se divide en dos etapas: la etapa de peatización y la etapa de carbonificación. El primero es principalmente un proceso bioquímico y el segundo es un proceso fisicoquímico.
Etapa de turbera
La primera etapa de la turbera es que las plantas continúan reproduciéndose en turberas, lagos o mares poco profundos, y sus restos continúan descomponiéndose, combinándose y acumulándose con la participación de microorganismos. El papel dominante en esta etapa es la biogeoquímica. Las plantas inferiores forman sapropel mediante procesos biogeoquímicos y las plantas superiores forman turba. Por lo tanto, la primera etapa de formación del carbón puede denominarse etapa de sapropelización o etapa de peatización.
Etapa de coalificación
La etapa de carbonificación consta de dos procesos consecutivos:
El primer proceso es la compactación de la capa de turba bajo la acción del calor y la presión geotérmica. , pérdida de agua, envejecimiento de las extremidades, induración y otros cambios para convertirse en lignito. El lignito es más denso que la turba y su composición también ha sufrido cambios significativos: el contenido de carbono ha aumentado relativamente, el contenido de ácidos húmicos ha disminuido y el contenido de oxígeno también ha disminuido. Debido a que el carbón es una roca orgánica, este proceso también se llama diagénesis.
El segundo proceso es el proceso de transformación del lignito en hulla bituminosa y carbón de antracita. Durante este proceso, las propiedades del carbón cambian, por lo que este proceso también se llama metamorfismo. La corteza terrestre continuó hundiéndose y la capa de lignito se espesó. Bajo la acción del calor geotérmico y la presión estática, el lignito continúa sufriendo cambios físicos y químicos y se compacta y pierde agua. Su composición interna, estructura y propiedades han cambiado aún más. Este proceso es el metamorfismo del lignito en carbón bituminoso. El contenido de carbono del carbón bituminoso es mayor que el del lignito y el contenido de oxígeno es reducido. El ácido húmico ya no existe en el carbón bituminoso. El carbón bituminoso continúa sufriendo metamorfismo. Cambio de bajo a alto grado metamórfico. Como resultado, aparecieron carbón de llama larga y carbón gaseoso con un bajo grado de deterioro, carbón graso y carbón coquizable con un grado medio de deterioro, y carbón pobre y carbón pobre con un alto grado de deterioro. El contenido de carbono entre ellos también aumenta con el grado de metamorfismo.
La temperatura juega un papel decisivo en las reacciones químicas durante la formación del carbón. A medida que la formación se profundiza y la temperatura del suelo aumenta, el grado de metamorfismo del carbón se profundiza gradualmente. Cuanto más tiempo se aplica la temperatura alta, mayor es el grado de deterioro del carbón y viceversa. Bajo la acción simultánea de la temperatura y el tiempo, el proceso metamórfico del carbón es básicamente un proceso de cambio químico. Las reacciones químicas que se llevan a cabo durante su proceso de cambio son diversas, entre ellas la deshidratación, descarboxilación, desmetanación, desoxigenación y polimerización por condensación, etc.
La presión también es un factor importante en el proceso de formación del carbón. Con la precipitación de gas y el aumento de presión durante el proceso de carbonificación, la velocidad de reacción será cada vez más rápida, pero puede promover cambios en la estructura física del carbón durante el proceso de carbonificación, reducir la porosidad, la humedad y aumentar la densidad del carbón. Carbón de baja densidad.
La edad de formación del carbón
En todo el tiempo geológico, existen tres períodos principales de formación de carbón a nivel mundial:
(1) Los períodos Carbonífero y Paleozoico En el Pérmico, las plantas formadoras de carbón eran principalmente plantas de esporas. Los principales tipos de carbón son el carbón bituminoso y la antracita.
(2) En los períodos Jurásico y Cretácico de la Era Mesozoica, las plantas formadoras de carbón eran principalmente gimnospermas. Los principales tipos de carbón son el lignito y el carbón bituminoso.
(3) En el Período Terciario de la Era Cenozoica, las plantas formadoras de carbón eran principalmente angiospermas. El principal tipo de carbón es el lignito, seguido de la turba y algo de carbón bituminoso joven.
Minerales en el carbón:
Divididos por fuente:
Minerales primarios (plantas formadoras de carbón en sí)
Minerales secundarios (mezclados en el proceso de formación del carbón)
Minerales exóticos (mezclados en el proceso de extracción del carbón)
Divididos según propiedades:
[1] Minerales arcillosos: Caolinita Al4 [Si4O10](OH)8, hidromica K21Al2[(Si2Al)4O10](OH)2·nH2O
[2] Minerales sulfurados: pirita FeS2, marcasita FeS2
[3] Minerales carbonatados: calcita CaCO3, etc.
[4] Minerales óxidos: cuarzo SiO2
[5] Minerales sulfatos: Yeso CaSO4·2H2O
Análisis industrial de carbón: humedad, cenizas, materia volátil, carbono fijo
Análisis elemental del carbón: C, H, O, N, S