Kolen: toepassing en diversiteit

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-07 21:00

Het is moeilijk om je iets voor te stellen dat onmisbaarder is voor de mensheid dan steenkool. De toepassing ervan is zo multifunctioneel dat je je soms afvraagt. Op zulke momenten sluipt de twijfel onwillekeurig binnen en klinkt er een volkomen logische vraag in mijn hoofd: “Wat? Is het allemaal steenkool?!” Iedereen is eraan gewend steenkool als een brandbaar materiaal te beschouwen, maar in feite is het toepassingsgebied zo breed dat het gewoon ongelooflijk lijkt.

Vorming en oorsprong van steenkoollagen

Het verschijnen van steenkool op aarde dateert uit het verre Paleozoïcum, toen de planeet zich nog in de ontwikkelingsfase bevond en een volledig buitenaards uiterlijk voor ons had. De vorming van steenkoollagen begon ongeveer 360.000.000 jaar geleden. Dit gebeurde voornamelijk in de bodemsedimenten van prehistorische reservoirs, waar organische materialen zich miljoenen jaren lang ophoopten.

Met andere woorden,steenkool zijn de overblijfselen van de lichamen van gigantische dieren, boomstammen en andere levende organismen die naar de bodem zijn gezonken, vergaan en onder de waterkolom gedrukt. Het proces van vorming van afzettingen is vrij lang en het duurt minstens 40.000.000 jaar voor de vorming van een steenkoollaag.

Mijnbouw

Mensen begrijpen al lang hoe belangrijk en onvervangbaar steenkool is, de eigenschappen en toepassingen ervan hebben het relatief recent op zo'n grote schaal kunnen evalueren en aanpassen. Grootschalige ontwikkeling van steenkoolafzettingen begon pas in de XVI-XVII eeuw. in Engeland, en het gewonnen materiaal werd voornamelijk gebruikt voor het smelten van ruwijzer, noodzakelijk voor de vervaardiging van kanonnen. Maar de productie ervan was volgens de huidige normen zo onbeduidend dat het niet industrieel genoemd kon worden.

Grootschalige mijnbouw begon pas tegen het midden van de 19e eeuw, toen de zich ontwikkelende industrialisatie onmisbaar werd voor steenkool. Het gebruik ervan was in die tijd echter uitsluitend beperkt tot verbranding. Honderdduizenden mijnen zijn nu actief over de hele wereld en produceren meer per dag dan in een paar jaar tijd in de 19e eeuw.

Rassen van steenkool

Afzettingen van steenkoollagen kunnen een diepte van enkele kilometers bereiken, tot in de dikte van de aarde, maar niet altijd en niet overal, omdat het zowel qua inhoud als qua uiterlijk heterogeen is.

Er zijn 3 hoofdtypen van dit fossiel: antraciet, bruinkool en turf, dat in de verste verte doet denken aan steenkool.

1. Antraciet is de oudste formatie ter wereld in zijn soortgeslacht, de gemiddelde leeftijd van deze soort is 280.000.000 jaar. Het is erg hard, heeft een hoge dichtheid en heeft een koolstofgeh alte van 96-98%.
2. De hardheid en dichtheid van bruinkool is relatief laag, evenals het koolstofgeh alte. Het heeft een onstabiele, losse structuur en is ook oververzadigd met water, waarvan het geh alte kan oplopen tot 20%.
3. Turf is ook geclassificeerd als een soort steenkool, maar nog niet gevormd, dus het heeft niets met steenkool te maken.

Kolen eigenschappen

Nu is het moeilijk om je een ander materiaal voor te stellen dat nuttiger en praktischer is dan steenkool, waarvan de belangrijkste eigenschappen en toepassing de hoogste lof verdienen. Dankzij de stoffen en verbindingen die erin zitten, is het gewoon onmisbaar geworden op alle gebieden van het moderne leven.

Het bestanddeel van steenkool ziet er als volgt uit:

• gemiddelde vluchtige stof bereikt 35-40%;
• gemiddeld asgeh alte niet hoger dan 15-18%;
• gemiddeld vochtgeh alte schommelt tussen 12-15%;
• gemiddeld caloriegeh alte is 5500-7000 kcal/kg.

Al deze componenten maken steenkool, waarvan de toepassing en het gebruik zo multifunctioneel is. Vluchtige stoffen in steenkool zorgen voor een snelle ontsteking met als gevolg het bereiken van hoge temperaturen. Vochtgeh alte vereenvoudigt verwerkingsteenkool, calorische inhoud maakt het gebruik ervan onmisbaar in farmaceutische producten en cosmetica, as zelf is een waardevol mineraal materiaal.

Het gebruik van steenkool in de moderne wereld

Het gebruik van mineralen is anders. Steenkool was oorspronkelijk alleen een bron van warmte, toen energie (het veranderde water in stoom), maar nu zijn de mogelijkheden van steenkool in dit opzicht gewoon onbeperkt.

De thermische energie van de verbranding van steenkool wordt omgezet in elektrische energie, er worden cokes-chemische producten van gemaakt en vloeibare brandstof wordt gewonnen. Steenkool is het enige gesteente dat zeldzame metalen als germanium en gallium als onzuiverheden bevat. Hieruit wordt cokesovengas gewonnen, dat vervolgens wordt verwerkt tot benzeen, waaruit coumaronhars wordt geïsoleerd, waaruit allerlei verven, vernissen, linoleum en rubber worden gemaakt. Aromatische koolwaterstoffen, fenolen en pyridinebasen worden gewonnen uit steenkool. Tijdens de verwerking wordt steenkool gebruikt bij de productie van vanadium, grafiet, zwavel, molybdeen, zink, lood en vele andere waardevolle en nu onvervangbare producten.