La caratterizzazione del carbone è lo studio analitico finalizzato alla determinazione della composizione chimica del carbone.
Questa è estremamente complessa ed è tuttora oggetto di studio. In generale si distinguono componenti organiche (che sono prevalenti) dette, "macerali", ed inorganiche (costituenti minori), dette "minerali".
Esistono due tipi di analisi per caratterizzare il carbone: analisi immediata (o approssimata) analisi elementare.
Analisi immediata o approssimata
Consente di determinare umidità, ceneri, sostanze volatili e carbonio fisso secondo le seguenti metodologie: umidità: perdita in peso percentuale in seguito a riscaldamento a 104-110 °C prolungato fino a peso costante; ceneri: percentuale di peso residua dopo combustione completa; sostanze volatili: perdita in peso percentuale in seguito a riscaldamento del campione essiccato in assenza di aria fino a 950 °C per 7 minuti; carbonio fisso: si ottiene per sottrazione dal peso totale di tutti gli altri contributi.
Le grandezze sopra descritte hanno un'influenza diretta sulla combustione GrandezzaInfluenza suumiditàpotere calorificoceneriresiduo incombustibilesostanze volatilimodalità di combustione e stabilitàcarbonio fissoclasse di appartenenza
Analisi elementare
Consente di determinare il tenore in peso dei principali costituenti atomici del carbone: carbonio, idrogeno, ossigeno, zolfo e azoto. Tale determinazione si effettua su materiale essiccato e non tiene conto delle ceneri. Viene quindi accoppiata con quella del contenuto di ceneri e di umidità.
I risultati dell'analisi elementare consentono di stimare: potere calorifico rango di carbonificazione quantità prodotta di alcuni degli inquinanti che si formano durante la combustione (ossidi di azoto e di zolfo).
Nella lettura dei dati di analisi occorre prestare attenzione alla base di calcolo con cui vengono forniti. Ci sono più possibilità: peso totale, base secca, base umida priva di ceneri, base secca priva di ceneri.
Altre analisi
Sono spesso effettuate le seguenti analisi: distribuzione dello zolfo: minerale (FeS2, solfati) ed inorganico (20 - 80% del totale). Il contenuto di zolfo definisce il grado del carbone (S<1% basso zolfo, S=1-3% medio zolfo, S>3% alto zolfo); analisi del contenuto minerale (SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, K2O, BaO, TiO2, P2O5) e valutazione del comportamento a fusione delle ceneri.
Il carbone viene utilizzato anche per vulcanizzazione.
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