Carbunii

Cărbunele este o rocă sedimentară de culoare brun - neagră cu proprietăți combustibile formată prin (carbonizare) îmbogățirea în carbon (în condițiile lipsei oxigenului) a resturilor unor plante din epocile geologice. Procesul de incarbonizare a plantelor preistorice s-a produs cu milioane de ani în urmă, prin două procese mai importante:

1. faza biochimică produsă de bacterii și ciuperci care transformă celuloza și lignina din plante;

2. faza geochimică, faza propriu zisă de incarbonizare, care se produce la temperaturi și presiuni ridicate formându-se într-un timp îndelungat huila și antracitul. Acest proces are ca rezultat o îmbogățire de peste 50 % din volum în carbon.

Datorită energiei termice ridicate degajate prin ardere huila mai poartă numele de aurul negru.

Originea carbunelui

Cea mai mare parte a carbunelui s-a format in urma cu aproximativ 360-286 de milioane de ani, intr-o perioada numita de geologi era carbonfera tocmai datorita cantitatilor imense de carbune care s-au format atunci. Aceasta a luat nastere din padurile tropicale preistorice, ce cresteau pe pamanturile mlastinoase. Padurile se compuneau din arbori foarte diferiti de cei care traiesc in zilele noastre. Cea mai mare parte a lor erau arbori feriga giganti. Existau, de asemenea, si arbori de coada-calului giganti, dar si multe plante mai mici.

Dupa moarte ferigile uriase se celalate plante cadeau in apele mlastinoase. Aceste ape erau foarte sarace in oxigenul care favorizeaza actiunea bacteriei ce produce putrefactia, astfel incat arborii-feriga au putrezit foarte incet si s-au transsformat in turba, primul stadiu de formare a carbunelui. In timpul formarii turbei apare o degajare de gaz de mlastina, numit gaz metan.

Pentru a se transforma in carbune, turba trebuie sa fie presata. Un strat de turba cu o grosime de 10 si 15 metri vor forma un strat de carbune de doar un metru grosime. Primul stadiu al compriamrii a avut loc in mlastinile primitive, o data cu depunerea unor straturi succesive de vegetatie intrate in putrefactie, comprimand straturile inferioare sub greutatea lor.

In perioada carbonifera scoarta Pamantului a suferit o serie de transformari. In timpul uneia dintre aceste perioade, turba a fos acoperita cu nisip si cu mal. Straturie de pamant si turba au fost apoi ingropate sub mari pentru ca apoi sa revina din nou la suprafata.

In timp ce se formau noi mlastini, si noi straturi de turba. Acest proces, numit sedimentare ciclica, s-a produs de mai multe ori. In regiunile carbonifere exista un numar de zacaminte, situate unul deasupra celuilalt, cuprinse intre straturile de roca sedimentara. Unele straturi de carbune au o grosime de doar cativa milimetri, altele ating grosimi de cativa metri.

Compozitie

În tehnică, compoziția cărbunilor se exprimă parțial în elemente chimice, carbon (C), hidrogen (H), azot (N), oxigen (O) și sulf (S), parțial în substanțe ca masa minerală (A - de:Asche, en:ash) și umiditatea (W - de:Wasser, en:water).

Compoziția se poate exprima ca:

masă organică, care conține C, H, N, O și S din combinațiile organice;

masă combustibilă (en:DAF - dry, ash free), care conține și S din combinațiile minerale (pirite), care arde și el, adică tot ce arde - ceea ce nu arde (masa minerală plus umiditatea) este balastul;

masă anhidră, care conține și masa minerală, adică tot, mai puțin apa; masa uscată la aer (masa pentru analiză), care conține și umiditatea de constituție și cea

higroscopică, compoziție folosită în determinările de laborator, fiind stabilă; masa inițială (en:raw), care conține și umiditatea de îmbibație, adică compoziția cărbunelui

introdus în focare.

În timpul încălzirii, din cărbune se degajă gaze combustibile, numite materii volatile. Cu cât se degajă mai multe materii volatile, cu atât cărbunele se aprinde mai ușor.

Prin aprindere și ardere cărbunele degajă căldură. Cantitatea de căldură eliberată prin arderea completă a unui kilogram de combustibil (aici cărbune) este puterea calorifică (sau căldura de ardere) a combustibilului, care în SI se exprimă în MJ/kg. În practică, utilă este puterea calorifică inferioară (Qi).

Clasificarea carbunilor

Dupa origine, vechime, compozitie, putere calorica, umiditate, reziduuri provenite din arderea si prelucrarea lor, se impart in:

Carbuni superiori (huila, antracit) Carbuni inferiori (carbune brun, lignit, turba)

Antracitul:89,5-96,5% carbon 7800-9000 kcal/kg este folosit in industria energetica si in industria chimica

Huila: 76-90% carbon 4-6% oxigen 5% hidrogen si apa 7000-9000 kcal/kg se foloseste la fabricarea cocsului si a gazului de iluminat

Carbune brun: 66-79% carbon 3500-5000 kcal/kg se utilizeaza drept combustibil si mai putin pentru cocs ,

Lignit: 2600-4100 kcal/kg; utilizare energetic si incalzirea locuintelor Turba:

contine resturi vegetale incomplet carbonizate 40-95% apa 46-60% carbon (in stare uscata)

28-40% oxigen 4-7% hidrogen 900-1500 kcal/kg se foloseste ca material izolant si amendament in agricultura

Utilizarea pe scar ă largă a cărbunilor

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 şi 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.

Evaluări ale resurselor de cărbune

Evaluarea rezervelor mondiale de cărbuni este dificilă şi, ca urmare, sunt avansate cifre foarte variabile. Sunt utilizate valorile prezentate la Conferinţa Mondială a Energiei de la Munchen (1980), când rezervele sigure şi probabile de cărbuni au fost evaluate la 10000 –11000 t.c.c, din care trei pătrimi cărbune superior.

Dintre toţi combustibilii minerali, cărbunii deţin cele mai mari rezerve certe şi probabile. Potrivit estimărilor făcute cu prilejul aceleiaşi Conferinţe de la Munchen, aceştia reprezintă 90% din rezervele de combustibili fosili, faţă de numai 4% petrol şi 1% gaze naturale.

Din rezervele economice exploatabile de aprox. 826 mld. Tone, consumul mondial actual se ridica cca. 4,5 mld. Tone, ceea ce ar asigura un consum pentru aproape 200 ani.

În ceea ce priveşte repartiţia geografică a rezervelor, aceasta este foarte inegală (Fig. 5), circa 95% fiind concentrate în emisfera nordică şi numai 5% în cea sudică (în principal în ţări ca Australia, Africa de Sud, Columbia, Brazilia); în emisfera nordică zăcămintele sunt concentrate îndeosebi între latitudinile de 35 şi 60o. Numai trei state deţin circa 90% din rezervele probabile C.S.I. (60%) S.U.A. şi China există, totodată, şi mari zone geografice care au foarte mici rezerve ca, de exemplu, Africa (2,7%), America de Sud (1,2%), Oceania (1,1%).

Contribuţia cărbunilor în balanţa energetică mondială

În prezent contributia cărbunilor pe plan mondial este de 33% la productia de energie electrică, iar estimativ pentru anul 2025 se ajunge la o contributie de 31%. Au existat scăderi ale ponderii cărbunilor de la 26% în anul 1990, la 24% în 2003 (UE, Europa Centrală si de Est, fostele State

sovietice). Pe de altă parte au existat si cresteri ale ponderii cărbunilor în SUA, Australia, Japonia, Noua Zeelandă, tările în curs de dezvoltare ale Asiei (China si India).

Repartitia geografica a resurselor de carbune

Tarile care detin importante rezerve de carbune, la nivelul anului 2005 sunt cele din America de Nord, Asia si tarile apartinatoare Comunitatii Indepenedente a Statelor, cu peste 100 miliarde tone.

Carbunii in ASIA

În Asia există doi mari producători de cărbuni: China şi India, care participă cu aproape ¼ la producţia mondială.

Republica populara chineza

Republica Populara Chineza a cunoscut o creştere deosebită a industriei carbonifere după 1950 si produce în prezent 39,8% din totalul mondial, cărbunii fiind principala sursă energetică a ţării.

Principalele exploatări se fac în China de nord-est (Manciuria) la Fushun (una dintre cele mai mari exploatări la zi din lume) şi Benxi – bazinele Taiyuan şi Datong, în provincia Honan şi în provinciile Yunan şi Hunan.

Zăcămintele sunt de calitate superioară, grosimea statelor este mică, iar adâncimea de exploatare redusă permite de multe ori exploatarea în carieră.

Regiuni de exploatare: Regiunea de Nord-Est – cele mai mari zăcăminte FUSHUN – Exploatări în carieră, huilă Provinciile BENXI şi SHANXI Regiunea de Nord Bazinele TAIYUAN și DATONG Regiunea

Centrală şi de Sud - cărbuni inferiori Provinciile YUNNAN şi HUNAN India

India, a doua producătoare de pe continent, după China si a treia pe plan mondial deţine mari zăcăminte de huilă. A cunoscut o creştere rapidă datorită cererii siderurgiei naţionale şi a exportului spre Japonia.

Exploatările de cărbuni superiori au loc la vest de Calcutta în statele: Bengalul de Vest, Madhya Prades si Bihar (Fig.8). In partea Central Estică sunt exploatate zăcămintele de pe Valea Godavari, iar in regiunea Estică cele din apropiere de Madras.

India deţine 90 % din rezervele de cărbuni inferiori exploatate la Statul Tamil Nadu.Regiuni de exploatare:

Cărbuni superiori: La Vest de Calcutta – în statele:Bengalul de Vest, Madhya Prades, Bihar Partea Central Estică – Zăcămintele de pe Valea Godavari Regiunea Estică – în apropiere de Madras

Cărbuni inferiori: 90 % din rezervele de cărbuni inferiori. Statul Tamil Nadu

Kazahstan

Kazahstan deţine rezerve ce ar putea asigura producţia pentru 100 de ani, deşi aceasta a scăzut la 50% in ultimii ani.

Bazinele de exploatare din Kazahstan se afla la Karaganda, la Nord de lacul Balhaş (principalul bazin carbonifer, huila cocsificabilă şi cărbune brun) si la Ekibastuz (10% din producţia ţării).

Carbunii in AMERICA

America de nord

America de Nord participă cu aproape 1/3 la producţia mondială, Statele Unite ale Americii se situează pe locul al doilea în producţia mondială. Repartiţia rezervelor este în vest, în zona Munţilor Stâncoşi (în statele Montana, Wyoming, Utah, Colorado, Washington, Dakota de Nord),în estul şi centrul ţării.

Cel mai important este Complexul carbonifer din estul ţării, axat pe Munţii Apalaşi, care se desfăşoară din statul Pennsylvania, în nord, până în statul Alabama, în sud. Este principala bază de aprovizionare cu cărbuni cocsificabili a S.U.A. A doua bază carboniferă este cea din bazinul mijlociu al fluviului Mississippi, în care zăcămintele sunt cantonate în statele cu Ohio, Nebraska, Kansas şi Oklahoma (în vest). Regiuni de exploatare:

Regiunea Muntilor Stancosi (75%, dar cu o participare la productie de doar 35%), cuexploatari in statele: Dakota de Nord, Colorado, Wyoming. Regiunea Muntilor Appalachi: Pennsylvania, Virginia de Vest si Alabama. Bazinul Fluviului Mississippi:-bazinul central- estic: Illinois, Montana, Indiana, Kentucky, Ohio

-bazinul central- vestic: Iowa, Missouri, Nebraska-bazinul sudic: Texas, Louisiana

Canada

Canada deţine o producţie echilibrată de cărbuni, cu un uşor avantaj asupra cărbunilor superiori. Cele 25 de mine (dintre care 13 produc numai pentru export) asigură 95% din producţia totală.Exploat ările au loc in partea estica in : Noua Scoţie New Brunswick Prov. Alberta Prov. Saskatchewan

America de Sud

America de Sud este continentul cu cea mai mică participare la producţia mondială (0,5%) Columbia (30 mil. tone producţie) deţine peste 50% din rezervele continentului calitatea cărbunelui fiind superioar

Carbunii in EUROPA

Europa se situează pe primul loc în ceea ce priveşte participarea la producţia mondială, aceasta scăzând însă de la peste 50% înainte de 1980 la mai puţin de 1/3 în prezent.

FEDERATIA RUSA

Federaţia Rusa dispune de mari bazine carbonifere în partea europeană. Deţine primul loc în lume la rezervele şi producţia de turbă, exploatate din E si V Siberiei. Producţia carboniferă a cunoscut o scădere substanţială după 1990, datorită scăderii cererii interne şi a reducerii exporturilor (doar 5% din producţia mondială).

Bazinele de exploatare ale Federaţiei Ruse sunt: Bazinul Peciora, care dispune de rezerve mari de cărbuni superiori si este considerat cel mai extins bazin carbonifer al Europei. Este cunoscut şi sub denumirea de “Donbasul Polar” si alimentează Regiunea Sankt Petersburg şi Regiunea Industriala a Moscovei. Bazinul Moscovei posedă rezerve de cărbuni energetici şi este principala sursă de combustibili pentru industria energiei electrice din regiune.

De asemenea in regiunea Munţilor Ural se afla câteva bazine carbonifere cu importanţa deosebită pentru industria locală: Bazinul Ekaterinburg, Bazinul Kizel, Bazinul Celeabinsk.

Un alta bazin cu importante resurse de cărbune este Bazinul Kuzneţk, situat pe râul Tomi, afluent al fluviului. Obi, ce deţine cca. 200 straturi carbonifere, fiind cel mai important pentru producţia ţării (35%). De aici se extrage cărbune cocsificabil pentru siderurgia Siberiei de Vest.

In partea Asiatică se afla Bazinul Kansk-Acinsk, unde se fac exploatări în suprafaţă; Bazinul Ceremhovo-Irkutsk, situat la nord de Lacul Baikal, cu exploatări huilifere; Bazinul Tunguska – în partea centrală a Siberiei si Bazinul Lena cu o valorificare mai slabă.

In partea de nord a Siberiei sunt localizate Bazinul Taimîr si Bazinul Kolîma, iar in Extremul Orient, Bazinul Bureea, Bazinul Sucean si Bazinul Sahalin.

Regiuni de exploatare:1.Regiunea Muntilor Ural:

Bazinul Ekaterinburg, Bazinul Kizel, Bazinul Celeabinsk Bazinul Kuznetk- situat pe Raul Tomi, afluent al Raului Obi detine circa 200 staturi carbonifere este cel mai important pentru productia tarii (35%) se extrage carbune cocsificabil pentru industria Siberiei de Vest

2.Partea asiatica: Bazinul Kansk- Acinsk (exploatari in suparafata) Bazinul Ceremhovo- Irkutsk, la nord de Lacul Baikal, cu exploatari huilifere Bazinul Tunguska, in partea centrala a Siberiei Bazinul Lena cu o valorificare mai slaba

3.Partea de nord a Siberiei: Baznul Taimir Bazinul Kolima

4.Extremul Orient: Bazinul Bureea Bazinul Sucean Bazinul Sahalin

Germania

Germania şi-a redus drastic producţia, de la cca. 500 mil. tone la cca. 51,2 mil. tone, din care aproape ¾ cărbune inferior (lignit) ocupând astfel locul întâi pe glob la producţia de cărbune inferior. Germania a cunoscut o reducere substanţială a producţiei de cărbune (după 1990 producţia de cărbuni superiori s-a redus cu 50%, iar cea de cărbuni inferiori cu 24%)

Zăcămintele de cărbune inferior sunt concentrate îndeosebi în partea estică în bazinele Saxono-Thuringian (sau al Elbei), cu cea mai mare participare (peste 1/2) la producţia totală a ţării şi Lauchhammer, aceasta din urmă având însă rezerve mai importante. Alte bazine se află în partea vestică: Aachen, Koln, Saxonia Inferioară, Bavaria, se remarcă bazinele Ruhr şi Saar.

Se remarcă printr-o mare producţie de cărbuni energetici (loc II in Europa, după Federaţia Rusă), 3% din producţia mondială.

Prezenţa cărbunilor a constituit unul din factorii potenţiali ai dezvoltarii. industriale , alături de prezenţa Rinului.

Germania de E (Regiunea Saxono-Turingiana) ofera peste 50% din productia nationala; Bazinul Lauchhamer; Germania de V (Bazinul Aachen, Bazinul Ville Koln).

Regiuni de exploatare:

Bazinul Ruhr: Principala regiune de extractie a carbunilor superiori Rezervele sunt estimate la peste 20 miliarde tone, centrate in 124 strate, care contin cele

aproape 10 miliarde tone de carbuni inferiori Prezenta carbunilor a constituit unul dintre factorii potentiali ai dezvoltarii industriale, alaturi

de prezenta Rhinului

Bazinul Saar: Este localizat in apropierea granitei cu Franta Are o importanta secundara

Polonia

Polonia (cca. 137 mil tone producţia anului 1997) deţine cele mai mari rezerve de huilă din Europa Centrală. Cărbunii participă cu peste 90% în balanţa de combustibili primari, constituind principala sursă energetică a ţării.

Huilă cocsificabilă se exploatează în Silezia Inferioară – în bazinul Walbrzych 5% şi în Podişul Lublin, iar cărbunii inferiori din voievodatul Poznan şi din Silezia Inferioară.

Prezenţa căilor navigabile Odra şi Wisla oferă un avantaj deosebit pentru transportul cărbunilor spre porturile de la M. Baltică.

Regiuni de exploatare:Cărbunii inferiori:

Bazinul Turow Bazinul Konin-Turek

Turba- NE tarii Colinele Mazuriei

Cehia si Slovacia

În Cehia şi Slovacia (cca. 40,7 mil tone 1997, faţă de aproape 120 mil. tone 1999). Cărbunii constituie principala sursă de energie primară. Exploatări huilifere se află în Boemia şi Moravia (Kladno, Kosice, Plsen) şi Boemia de Nord (bazinele Most şi Sokolov).

Marea Britanie

În Marea Britanie rezervele sunt încă mari (cca. 5 mld. tone), apreciate a asigura, la nivelul producţiei actuale, consumul pentru aproape 1000 de ani. Există cinci bazine carbonifere mai importante: bazinul Scoţiei, Northumberland, Yorkshire, Lancashire şi Ţara Galilor (Wales), care deţin huilă cocsificabilă de diferite tipuri. Marea Britanie a dominat industria carboniferă mai mult de 100 de ani. Cărbunii au avut o contribuţie hotărâtoare în dezvoltarea industriei tarii. Exploatarea cărbunelui din perioade timpurii şi în cantităţi însemnate au fost favorizate de existenţa zăcămintelor de bună calitate şi de adâncimea redusă de exploatare.

Regiuni de exploatare: Bazinul Wales Bazinul Yorkshire Bazinul Northumberland

Ucraina

Bazinul carbonifer, principalul, este Donetk: Este situat pe cursul inferior al Donetului 60% din resursele de carbune sunt carbuni energetici Contine aproape 300 de straturi de carbune, dar se exploateaza circa 100 Este considerat bazinul cu cea mai mare pondere a carbunilor cocsificabili din Europa Pozitia gografica favorabila, determinata de prezenta minereurilor de fier de la Krivoi-Rog

si caile de transport naval (Canalul Volga- Don, legatura intre Marea Neagra si Marea Baltica), a dus la dezvoltarea industriei, in special a siderurgiei.

Cehia

Principala regiune carbonifera (carbuni superiori) este Ostrava Karvina (Silezia Ceha), in care se obtine peste 80% din productia tarii.

Alte bazine cu carbuni superiori sunt:

Bazinul Rosice (la V de Brno) Bazinul Plzen (la V de Praga) Bazinul Kladno (la V de Praga)

Bazine cu carbuni inferiori sunt:

Boemia Nordica Bazinul Most Bazinul Sokolov

Romania

În România între combustibilii minerali clasici (cărbune, petrol şi gaze naturale), cărbunii ocupă primul loc după mărimea rezervelor. Aceştia sunt, totuşi, destul de modeste (cca. 1,15 mld. tone) şi alcătuite, în mare majoritate, din cărbuni inferiori (1,10 mld. tone). Producţia a scăzut mult în ultimii ani, înregistrându-se doar 31,2 mil. tone în 1991 (din care 3,2 mil. t. huilă) crescând până la 36,1 mil. tone în 1996 (din care 1,3 mil. tone huilă). Ca repartiţie geografică, ele sunt concentrate în cea mai mare parte în Oltenia şi Depresiunea Petroşani.

Cărbunii superiori:

Bazinul Petroşani, situat pe cursul superior al Jiului (Uricani, Lupeni, Petroşani, Vulcan, Aninoasa, Livezeni, Petrila)

În Munţii Banatului (Anina, Doman, Secu), Defileul Dunării (Baia Nouă, Cozla, Bigăr etc.)

Cărbunii inferiori

Bazinul Motru – Jilş – Rovinari, situat în Podişul Getic

Bazinul Huscioarei, situat în Podişul Mehedinţi

Bazinul Alunu-Berbeşti, amplasat în Subcarpaţii Gorjului şi Vâlcei

Alte bazine carbonifere:

Bazinele Munteniei centrale şi subcarpatice

Bazinul Barcău-Crasna

Bazinul Baraolt

Bazinul Valea Crişului

Comunitatea statelor independente

Comunitatea Statelor Independente se înscrie între cele mai mari producătoare de cărbuni din lume, deţinând, totodată, aproape 2/3 din rezervele mondiale certe şi probabile, din care 90% sunt localizate în partea asiatică a ţării. Cărbunele a fost mai întâi exploatat în partea europeană a ţării unde există câteva mari bazine carbonifere, cel mai important fiind bazinul Donbas din Ucraina, deţinând 40% cărbuni cocsificabili, aflat în apropierea zăcămintelor de minereu de fier de la Krivoi-Rog şi Kerci, în bazinul Peciora şi în munţii Ural, excepţie făcând bazinele Kizel şi Celeabinsk.

În partea asiatică, unde sunt concentrate circa 90% din rezervele de cărbune ale C.S.I. cel mai mare bazin în exploatare este Kuzbas – situat în bazinul fluviului Obi, pe afluentul său Tomi, şi în bazinul Karaganda 1/10 la producţia ţării. Alte bazine carbonifere din partea asiatică sunt: Ekibastus din Kazahstan, Minusinsk, în sudul Siberiei Occidentale, Kansk-Acinsk din bazinul superior al Eniseiului, Ceremhovo în vestul lacului Baikal, Tunguska, în partea central siberiană.

Comunitatea Statelor Independente deţine, totodată, şi cele mai mari rezerve de turbă din lume, evaluate la circa 150 mld. t.c.c., localizate în partea central-europeană, Siberia Occidentală şi Orientală.

Carbunii in Africa

1.6.4.1 Africa de Sud

Africa de Sud producea cca. 220,1 mil. tone in anul 1997 (în exclusivitate huilă). Cel mai important bazin carbonifer se află în Transvaal (Withbank).

Dupa 1990, productia a crescut constant, cu 5 milioane tone pe an, crestere datorata cererii ridicate la export (in 2003 ajunge la 240 milioane tone pe an).

Regiuni de exploatare: Bazinul Witbank Provincia Transvaal

Provincia Orange Provincia Natal

Carbunii in Oceania

1.6.5.1 Australia

Australia are rezerve apreciabile de huilă şi o producţie de peste 200 mil. tone (din care peste ¾ cărbune brun). Zăcămintele sunt concentrate de-a lungul Cordilierei Australiene, în statele Noua Galie de Sud statele Queensland şi Australia de Sud.

Regiuni de exploatare:

Regiuna Alpilor Australieni – exploatări în carieră, calitate foarte bună a cărbunilor Baz. Sydney Baz. Ipswich Baz. Newcastle Baz. Blair Athol

NE Australiei Charles

SV Australiei Collie

Insula Tasmania

Impactul asupra mediului

O proprietate a cărbunilor este oxireactivitatea, adică tendinţa lor de a reacţiona cu oxigenul sau de a arde în oxigen şi de a forma oxizi. Cărbunii au o oxireactivitate cu atât mai mare cu cât sunt mai tineri, adică au un grad de carbonizare mai mic.

Cărbunii reacţionează cu oxigenul din aer, chiar la temperatura obişnuită (combustie lentă), însă arderea propriu-zisă are loc la o anumită temperatură, specifică fiecărui tip de combustibil, numită temperatură de aprindere. Temperatura de aprindere este cu atât mai mare cu cât gradul de carbonizare este mai avansat.

La arderea cărbunilor rezultă gaze, care conţin: CO2, SO2, NOX, H2O(V) etc. Din cadrul acestor efluenţi gazoşi, atenţia s-a concentrat în principal pe gazele acide (SO2, NOX), ca urmare a rolului pe care îl au asupra mediului, pe termen lung. În literatura de specialitate se menţionează faptul că, prin arderea cărbunilor, se evacuează în atmosferă anual aproximativ 120 milioane tone de cenuşă, care, împreună cu praful ce se degajă, formează anual 200–250 milioane tone de aerosoli.

De asemenea, prin arderea cărbunilor şi a ţiţeiului cu un conţinut de 1% sulf se evacuează în atmosferă aproximativ 60 milioane tone de SO2.

Având în vedere efectele nocive ale gazelor rezultate prin arderea cărbunilor şi păcurii, în România s-a luat măsura ca, începând cu anul 1996, să nu se mai importe şi comercializeze aceste produse, cu un conţinut mai mare de 1,1–1,80%, pentru cărbuni, şi 1,34–1,50%, pentru păcură.

De aceea, este necesar ca pentru protecţia vieţii pe pământ să se acorde o atenţie deosebită depoluării atmosferei de aceşti agenţi nocivi.

Dioxidul de carbon (CO2) rezultat în urma proceselor de utilizare a cărbunelui afectează temperatura atmosferei inferioare. Acest gaz absoarbe radiaţiile termice şi reflectă o parte din radiaţiile infraroşii, conducând la efectul de seră sau la încălzirea globală a atmosferei şi deci la apariţia unor dezechilibre în ecologia mondială.

Monoxidul de carbon, obţinut prin arderea cărbunelui într-o atmosferă insuficientă de oxigen, este convertit în dioxid de carbon. Aceste gaze ale carbonului nu sunt considerate ca fiind o problemă pentru poluarea mediului.

Celelalte gaze rezultate în urma arderii cărbunelui (SOX, şi NOX), emise în atmosferă, conduc la apariţia ploilor acide, iar parte din ele se depun la sol, ca depuneri uscate.

Oxizii de sulf şi de azot sunt absorbiţi în picăturile mici de apă din nori, transformându-se în acizi. În continuare, dizolvarea cauzează disocierea acizilor în ioni, care ajung pe sol împreună cu precipitaţiile. Acest proces este denumit depunere umedă.

Pe de altă parte, oxizii de azot absorb radiaţiile ultraviolete din radiaţia solară, declanşând reacţii fotochimice care produc smogul, din care face parte şi ozonul.

Dioxidul de sulf are o acţiune nocivă şi asupra plantelor, chiar şi atunci când se află în cantităţi mici. În situaţia în care cantitatea de SO2 din atmosferă este mare şi umiditatea aerului ridicată, se formează acizii oxigenaţi ai sulfului, care provoacă arsuri şi pete pe toate organele plantelor. În acest caz, pe frunze apar pete brune şi galbene, care se menţin până la căderea frunzelor. Pe de altă parte, SO2 poate fi absorbit de unele plante în cantităţi proporţionale cu antitatea de sulf găsită în plante, transformându-se în ionul SO24 − , care este de 30 de ori mai puţin toxic, contribuind substanţial la depoluarea atmosferei.

În prezent, desulfurarea gazelor este singura metodă convenţională utilizată pentru reducerea emisiilor de sulf după arderea cărbunelui. Prin această metodă poate fi asigurată o reducere de peste 90% a sulfului din fluxul de gaze.

Denitrificarea fluxurilor de gaze prin reducere catalitică selectivă are utilizări limitate, cu rezultate acceptabile în reducerea emisiilor de oxizi de azot de la termocentrale. Tehnologiile viitoare includ arderea în pat fluidizat, unde eliminarea sulfului poate fi realizată în timpul arderii cărbunelui, urmată de o reducere a emisiilor de dioxid de sulf de 35-50%.

De asemenea, cărbunii pot fi transformaţi în combustibili lichizi, în prezenţa unor substanţe donoare de hidrogen şi a unor catalizatori, combustibili sintetici în care sulful şi alte impurităţi sunt eliminate în mare măsură.