Propiedades físico-químicas del carbón (mineral)

El carbón se evalúa de acuerdo con ciertas propiedades que se han definido por métodos de ensayo y medida.

Las más importantes de estas propiedades son:

1) potencia calorífica: quizá la más importante, puesto que el calor potencial es en realidad la mercancía objeto de compraventa. Estos valores dependen de la cantidad de humedad y de cenizas, así como de la composición de la materia orgánica. Varían desde 3000 cal/g en ciertos lignitos hasta 8300 en algunos carbones secos de alto grado;

2) humedad: componente no combustible que aumenta el peso muerto del carbón, consume calor en la ignición de la parte combustible y debilita su estructura física. Sus valores varían desde el 40 % en muchos lignitos hasta el 2 o 3 % en la antracita;

3) ceniza: materia mineral inorgánica del carbón que queda como residuo de la combustión, originada en parte por sales y sedimentos infiltrados en el carbón durante su proceso de formación. La cantidad de materia mineral retenida por el combustible comercial depende en gran parte del cuidado que se haya tenido en la preparación del carbón en el volcadero de la mina (lugar en que se carga el carbón). En la mayoría de las minas de carbón modernas funcionan plantas de lavado para la separación de la materia inútil del combustible;

4) azufre: impureza inorgánica del carbón, que lo tiene principalmente en forma de pirita de hierro (FeS2), aunque se presenta a veces en forma de sulfato y combinada con el carbono en forma orgánica. El azufre es perjudicial debido principalmente a que en la combustión forma ácidos muy corrosivos;

5) temperatura de fusión de las cenizas, es decir, aquella a que la ceniza se plastifica o fluidifica en los emparrillados de los hornos. Los carbones pobres producen escorias (cenizas fundidas) que ocasionan graves averías al obstruir los pasos de aire de las parrillas o de las toberas (aberturas para permitir el paso del aire insuflado) y corroer el hierro. Las temperaturas de fusión varían desde los 1010 a los 1540°C y pueden incluso ser superiores;

6) tamaño: determinado hasta cierto punto por el grado de rotura que sufre en la manipulación, pero regulado asimismo por la trituración y el tamizado que se realizan durante el proceso minero;

7) triturabilidad: propiedad de interés principal para los fabricantes de cemento y de las instalaciones de fuerza motriz que utilicen carbón en polvo. Los carbones difieren mucho en dureza, pero la presencia de minerales duros, como pizarra y pirita, aumenta la dificultad de trituración;

8) desmenuzamiento: propiedad afín a la triturabilidad, pero perjudicial generalmente para los carbones destinados a usos domésticos;

9) características de coquificación: sólo existentes en los grados bituminosos, no en los lignitos, carbones subbituminosos ni antracita. Esta propiedad es muy significativa no sólo en la clasificación de un carbón destinado a los hornos de coque, sino también en la predicción de su eficacia en las parrillas;

10) tendencia a formar escorias: función derivada de la composición de las cenizas así como de las condiciones de manipulación. Para que la extracción de las cenizas sea fácil, es necesario que éstas sean lameliformes o finamente granuladas;

11) grado de ignición: que depende de las propiedades físico-químicas del carbón y que influye en la velocidad de la combustión;

12) uniformidad de calidad: propiedad importante para el operario encargado de regular las condiciones de tiro de los hornos. En ciertos casos un carbón de calidad pobre pero uniforme puede ser preferible a otro de calidad más elevada pero variable.

Para más información ver: carbón (mineral).