Antracite - Anthracite

Carvão antracito Carvão
negro, carvão duro, carvão de pedra, carvão cego, carvão Kilkenny, carvão corvo, carvão craw, diamante negro

Rocha metamórfica
Carvão antracite
Composição
86-98% de carbono

O antracito , também conhecido como carvão duro , é uma variedade dura e compacta de carvão que tem um brilho submetálico . Ele tem o maior conteúdo de carbono , o menor número de impurezas e a maior densidade de energia de todos os tipos de carvão, além de possuir a classificação mais alta de carvão.

O antracito é o tipo de carvão mais metamorfoseado (mas ainda representa metamorfismo de baixo grau), no qual o teor de carbono está entre 86% e 98%. O termo é aplicado às variedades de carvão que não emitem alcatrão ou outros vapores de hidrocarbonetos quando aquecidos abaixo de seu ponto de ignição . O antracito acende com dificuldade e queima com uma chama curta, azul e sem fumaça.

O antracito é classificado em grau padrão, que é usado principalmente na geração de energia, e alto grau (HG) e ultra alto grau (UHG), cujos principais usos são no setor de metalurgia . O antracito é responsável por cerca de 1% das reservas globais de carvão e é extraído apenas em alguns países ao redor do mundo. A China responde pela maior parte da produção global ; outros produtores são Rússia , Ucrânia , Coréia do Norte , África do Sul , Vietnã , Reino Unido , Austrália , Canadá e Estados Unidos . A produção total em 2010 foi de 670 milhões de toneladas.

Nomes

Antracite deriva do grego anthrakítēs ( ἀνθρακίτης ), literalmente "semelhante ao carvão". Outros termos que se referem a antracite estão carvão preto , carvão , carvão de pedra , carvão escuro , carvão café , carvão cego (na Escócia), Kilkenny carvão (na Irlanda), carvão corvo ou carvão craw , e diamante negro . "Blue Coal" é o termo para uma marca de antracita que já foi popular e registrada, extraída pela Glen Alden Coal Company na Pensilvânia, e pulverizada com um corante azul na mina antes do envio para seus mercados do nordeste dos EUA para diferenciá-la de seus concorrentes .

Culm tem significados diferentes em inglês britânico e americano . No inglês britânico, "colmo" é o antracito imperfeito do norte de Devon e da Cornualha , que era usado como pigmento . O termo também é usado para se referir a alguns estratos de rocha carbonífera encontrados na Grã-Bretanha e nos países montanhosos do Reno (as medidas do colmo ). Por último, pode se referir ao carvão exportado da Grã-Bretanha durante o século XIX. No inglês americano, "colmo" refere-se ao desperdício ou folga da mineração de antracito, principalmente poeira e pequenos pedaços não adequados para uso em fornos domésticos.

Propriedades

O antracito é semelhante em aparência ao jato mineralóide e às vezes é usado como uma imitação de jato.

O antracito difere do carvão betuminoso comum por sua maior dureza (2,75–3 na escala de Mohs ), sua densidade relativa mais alta de 1,3–1,4 e brilho, que geralmente é semimetálico com um reflexo levemente marrom. Ele contém uma alta porcentagem de carbono fixo e uma baixa porcentagem de matéria volátil . Também não tem entalhes macios ou fibrosos e não suja os dedos quando friccionada. A antracitização é a transformação do carvão betuminoso em antracite.

O teor de umidade da antracita recém-extraída geralmente é inferior a 15%. O conteúdo de calor do antracito varia de 26 a 33 MJ / kg (22 a 28 milhões de Btu / tonelada curta ) em uma base úmida e livre de matéria mineral. O conteúdo de calor do carvão antracito consumido nos Estados Unidos é em média de 29 MJ / kg (25 milhões de Btu / ton), na base do recebimento (ou seja, contendo umidade inerente e matéria mineral). Desde a década de 1980, rejeitos de antracito ou resíduos de minas têm sido usados ​​para geração de energia a carvão em uma forma de reciclagem . A prática conhecida como recuperação está sendo aplicada a estacas de colmo anteriores às leis que exigem que os proprietários de minas restaurem as terras às suas condições originais aproximadas.

Quimicamente, o antracito pode ser considerado um estágio de transição entre o carvão betuminoso comum e a grafita , produzido pela eliminação mais ou menos completa dos constituintes voláteis do primeiro, e é encontrado mais abundantemente em áreas que foram sujeitas a tensões e pressões consideráveis , como os flancos de grandes cadeias de montanhas. O antracito está associado a rochas sedimentares fortemente deformadas que foram submetidas a pressões e temperaturas mais altas (mas aquém das condições metamórficas), assim como o carvão betuminoso está geralmente associado a rochas sedimentares menos deformadas ou planas. Por exemplo, as camadas comprimidas de antracito que são extraídas em profundidade na província dobrada de Ridge e Valley das Montanhas Apalaches da Região de Carvão do centro-leste da Pensilvânia são extensões das mesmas camadas de carvão betuminoso que são extraídas na camada geralmente plana e rochas sedimentares indeformadas mais a oeste no Planalto Allegheny de Kentucky e West Virginia , leste de Ohio e oeste da Pensilvânia. Da mesma forma, a região antracita de South Wales está confinada à porção contorcida a oeste de Swansea e Llanelli , as porções central e oriental produzindo carvão a vapor , carvão coqueificável e carvão doméstico.

Estruturalmente, o antracito mostra alguma alteração pelo desenvolvimento de planos divisionais secundários e fissuras de modo que as linhas de estratificação originais nem sempre são facilmente vistas. A condutividade térmica também é maior; um pedaço de antracite parece perceptivelmente mais frio quando segurado na mão quente do que um pedaço semelhante de carvão betuminoso à mesma temperatura. A composição química de alguns antracitos típicos é fornecida no artigo carvão .

O antracito tem um histórico de uso em altos-fornos para fundição de ferro; no entanto, faltou o espaço de poro do coque metalúrgico , que acabou substituindo o antracito.

História da mineração e uso

No sudoeste do País de Gales , o antracito é queimado como combustível doméstico, pelo menos desde a época medieval, quando era extraído perto de Saundersfoot . Mais recentemente, a mineração em grande escala de antracito ocorreu em toda a parte oeste do South Wales Coalfield até o final do século XX. A mineração continua, mas agora em menor escala.

Nos Estados Unidos, a história do carvão antracito começou em 1790 em Pottsville, Pensilvânia , com a descoberta do carvão feito pelo caçador Necho Allen no que hoje é conhecido como Região do Carvão . Diz a lenda que Allen adormeceu na base da Broad Mountain e acordou com a visão de um grande incêndio porque sua fogueira acendeu um afloramento de carvão antracito. Em 1795, uma fornalha de ferro a antracite foi construída no rio Schuylkill .

O antracito foi queimado experimentalmente pela primeira vez como combustível para aquecimento residencial nos Estados Unidos em 11 de fevereiro de 1808, pelo juiz Jesse Fell em Wilkes-Barre, Pensilvânia , em uma lareira aberta. O antracito difere da madeira porque precisa de uma corrente de ar do fundo, e o juiz Fell provou com seu desenho de grelha que era um combustível de aquecimento viável.

Na primavera de 1808, John e Abijah Smith enviaram a primeira carga de antracita extraída comercialmente pelo rio Susquehanna em Plymouth, Pensilvânia, marcando o nascimento da mineração comercial de antracita nos Estados Unidos. Dessa primeira mina, a produção atingiu o ponto mais alto de mais de 100 milhões de toneladas em 1917.

O uso de antracito foi inibido pela dificuldade de acendê-lo. Essa era uma preocupação particular na fundição de ferro usando um alto-forno . Com a invenção da explosão a quente em 1828, que usava calor residual para pré-aquecer o ar de combustão, o antracito se tornou o combustível preferido, respondendo por 45% da produção de ferro-gusa dos Estados Unidos em 15 anos. O antracito para fundição de ferro foi posteriormente substituído pela coque .

Do final do século 19 até a década de 1950, o antracito foi o combustível mais popular para aquecimento de casas e outros edifícios no norte dos Estados Unidos, até ser suplantado por sistemas de queima de óleo e, mais recentemente, por sistemas de gás natural. Muitos grandes edifícios públicos, como escolas, foram aquecidos com fornalhas a antracite durante a década de 1980.

Durante a Guerra Civil Americana , os corredores de bloqueio confederados usaram antracito como combustível sem fumaça para suas caldeiras, para evitar revelar sua posição aos bloqueadores.

A invenção da fornalha Wootten permitiu que as locomotivas queimassem antracito diretamente de forma eficiente, particularmente colmo residual. No início do século 20 nos Estados Unidos, a Delaware, Lackawanna & Western Railroad começou a usar apenas o carvão antracito mais caro em suas locomotivas de passageiros, apelidou-se de "The Road of Anthracite" e anunciou amplamente que os viajantes em sua linha podiam fazer viagens ferroviárias sem precisar suas roupas manchadas de fuligem. Os anúncios apresentavam uma mulher vestida de branco chamada Phoebe Snow e poemas contendo versos como "Meu vestido permanece branco / Da manhã à noite / Na estrada de Antracite". Da mesma forma, a Great Western Railway no Reino Unido foi capaz de usar seu acesso ao antracito (dominava a região do antracito) para ganhar uma reputação de eficiência e limpeza incomparável a outras empresas do Reino Unido.

Os motores de combustão interna acionados pelos chamados "mistos", "pobres", "semi-água" ou " gás Dowson " produzidos pela gaseificação do antracito com ar (e uma pequena proporção de vapor) foram em certa época os mais econômicos método de obtenção de energia, exigindo apenas 1 libra por cavalo-vapor-hora (0,6  kg / kWh ) ou menos. Antigamente, grandes quantidades de antracita para fins energéticos eram exportadas do País de Gales para a França, Suíça e partes da Alemanha. Em abril de 2013, a mineração comercial generalizada de antracito no País de Gales foi encerrada, embora alguns grandes locais a céu aberto permaneçam, juntamente com algumas operações de mineração à deriva relativamente pequenas .

Antracite hoje

O antracito geralmente custa duas a três vezes mais que o carvão comum. Em junho de 2008, o custo de atacado do antracito era de US $ 150 / tonelada curta .

O principal uso do antracito hoje é como combustível doméstico em fogões manuais ou fornos automáticos. Ele fornece alta energia por seu peso e queima de forma limpa com pouca fuligem, o que o torna ideal para essa finalidade. Seu alto valor o torna proibitivamente caro para uso em usinas de energia. Outros usos incluem as partículas finas usadas como meio de filtro e como ingrediente em briquetes de carvão . O antracite era um combustível autorizado nos termos da Lei do Ar Limpo do Reino Unido de 1993 , o que significa que poderia ser usado dentro de uma Área de Controle de Fumaça designada, como os bairros centrais de Londres.

Mineração

A China hoje é de longe a maior parte da produção global de antracito, respondendo por mais de três quartos da produção global. A maior parte da produção chinesa é de antracita de grau padrão, que é usada na geração de energia. O aumento da demanda na China fez daquele país um importador líquido do combustível, principalmente do Vietnã, outro grande produtor de antracito para geração de energia, embora o aumento do consumo interno no Vietnã signifique que as exportações possam ser reduzidas.

A produção atual de antracito nos Estados Unidos gira em torno de cinco milhões de toneladas por ano. Desse total, cerca de 1,8 milhão de toneladas foram extraídas no estado da Pensilvânia. A mineração de carvão antracito continua até hoje no leste da Pensilvânia e contribui com até 1% do produto bruto do estado. Mais de 2.000 pessoas foram empregadas na mineração de carvão antracito em 1995. A maior parte da mineração até aquela data envolvia a recuperação de carvão de pilhas de escória (pilhas de resíduos da mineração de carvão anterior) em minas fechadas próximas. Algum carvão antracito subterrâneo também está sendo extraído.

Os países que produzem antracita HG e UHG incluem a Rússia e a África do Sul. O antracito HG e UHG é usado como coque ou substituto do carvão em várias aplicações de carvão metalúrgico ( sinterização , PCI , carga direta de BF , pelotização ). Ele desempenha um papel importante na redução de custos no processo de fabricação de aço e também é usado na produção de ferroligas , silicomanganês , carboneto de cálcio e carboneto de silício . A África do Sul exporta antracita de baixa qualidade e alto teor de cinzas para o Brasil para ser usada na produção de aço.

Dimensionamento e classificação

O antracito é processado em diferentes tamanhos pelo que é comumente conhecido como rompedor . O carvão grande é retirado da mina e passado através de rompedores com rolos dentados para reduzir os pedaços em pedaços menores. Os pedaços menores são separados em tamanhos diferentes por um sistema de peneiras graduadas, colocadas em ordem decrescente. O dimensionamento é necessário para diferentes tipos de fogões e fornos.

O antracito é classificado em três graus, dependendo de seu conteúdo de carbono. O grau padrão é usado como combustível doméstico e na geração de energia industrial. Os graus mais raros de antracito são mais puros - ou seja, têm maior teor de carbono - e são usados ​​na siderurgia e em outros segmentos da indústria metalúrgica. As características técnicas dos vários graus de antracite são as seguintes:

	Antracite de grau padrão	Antracite de alto grau	Antracite de grau ultra alto	Coca
Umidade (máximo)	15%	15%	13%	5%
Cinza (máximo)	20%	15%	12%	14%
Voláteis (máximo)	10%	10%	5%	2%
Carbono fixo (mínimo)	73%	80%	85%	84%
Enxofre (máximo)	1%	1%	0,6%	0,8%

O antracito é dividido por tamanho principalmente em aplicações que precisam de grumos (normalmente maiores que 10 mm) - vários processos industriais onde substitui o coque metalúrgico e combustível doméstico - e aquelas que precisam de finos (menos de 10 mm), como sinterização e pelotização.

A classificação americana comum por tamanho é a seguinte:

Grumo, barco a vapor, ovo e carvão de fogão, este último em dois ou três tamanhos, todos os três sendo acima de 1+ Tamanho de 1 ⁄ 2 pol. (38 mm) em telas de orifício redondo.

Nota alta

Antracita de alto grau (HG) e ultra alto grau (UHG) são os mais altos graus de carvão antracito. Eles são as formas mais puras de carvão, tendo o mais alto grau de coalificação , a maior quantidade de carbono e conteúdo de energia e o menor número de impurezas (umidade, cinzas e voláteis).

O antracito de alto e ultra alto grau é mais duro do que o antracito de grau padrão e possui uma densidade relativa mais alta. Um exemplo de uma fórmula química para antracita de alto grau seria C ₂₄₀ H ₉₀ O ₄ NS, representando 94% de carbono. O antracito UHG normalmente tem um teor mínimo de carbono de 95%.

Eles também diferem no uso do antracito de grau padrão (usado principalmente para geração de energia), sendo empregados principalmente na metalurgia como um substituto econômico para o coque em processos como sinterização e pelotização , bem como injeção de carvão pulverizado (PCI) e injeção direta em altos-fornos . Eles também podem ser usados ​​na purificação de água e internamente como combustível sem fumaça .

O antracito HG e UHG representam uma pequena porcentagem do mercado total de antracita. Os principais países produtores são Rússia, Ucrânia, Vietnã, África do Sul e Estados Unidos.

Classificações padrão por tamanho

Nome	Imperial (polegadas)	Métrico (mm)
castanha	7 ⁄ 8 - 1+1 ⁄ 2  pol.	22–38 mm
Ervilha	9 ⁄ 16 - 7 ⁄ 8	14-22
Trigo sarraceno	3 ⁄ 8 - 9 ⁄ 16	9,5-14,3
Arroz	3 ⁄ 16 - 3 ⁄ 8	4,8-9,5
Cevada	3 ⁄ 32 - 3 ⁄ 16	2,4-4,8

Os tamanhos principais usados ​​nos Estados Unidos para aquecimento doméstico são castanha, ervilha, trigo sarraceno e arroz, sendo a castanha e o arroz os mais populares. Castanha e ervilha são usados ​​em fornos manuais, enquanto os menores, arroz e trigo sarraceno, são usados ​​em fornos automáticos. O arroz é atualmente o tamanho mais procurado devido à facilidade de uso e popularidade desse tipo de forno.

Em South Wales, uma classificação menos elaborada é adotada, mas muito cuidado é exercido na coleta manual e na limpeza do carvão de partículas de pirita nas qualidades superiores conhecidas como melhores carvões para malte, que são usados ​​para secar malte em estufa.

O pó de antracite pode ser transformado em briquetes e é vendido no Reino Unido sob nomes comerciais como Phurnacite , Ancit e Taybrite.

Fogos subterrâneos

Historicamente, de tempos em tempos, camadas subterrâneas de carvão pegavam fogo, geralmente devido a atividades de mineração descuidadas ou infelizes. O bolsão de carvão inflamado é alimentado com oxigênio por vias de ventilação que ainda não foram descobertas. Eles podem arder por anos. Normalmente, as aberturas de exaustão em áreas povoadas são logo detectadas e vedadas, enquanto as aberturas em áreas desabitadas permanecem desconhecidas. Ocasionalmente, as aberturas são descobertas por meio de vapores detectados pelos transeuntes, geralmente em áreas florestais. As tentativas de extinguir os remanescentes às vezes foram inúteis, e várias dessas áreas de combustão existem hoje. A existência de um local de combustão subterrâneo pode às vezes ser identificada no inverno, onde a neve caída é derretida pelo calor conduzido de baixo para cima. As propostas para aproveitar esse calor como energia geotérmica não foram bem-sucedidas.

Um veio de antracito que pegou fogo em Centralia, Pensilvânia , em 1962, está queimando desde então, transformando o outrora próspero bairro em uma cidade fantasma .

Reservas principais

Entre os produtores atuais, Rússia, China e Ucrânia têm as maiores reservas recuperáveis ​​estimadas de antracito. Outros países com reservas substanciais incluem Vietnã e Coréia do Norte.

Geologicamente, o maior depósito de antracito mais concentrado do mundo é encontrado na Mina de Carvão Lackawanna, no nordeste da Pensilvânia , Estados Unidos, e em torno de Scranton , Pensilvânia. Localmente chamado de Região do Carvão , o depósito contém 480 milhas quadradas (1.200 km ² ) de rocha contendo carvão que originalmente continha 22,8 bilhões de toneladas curtas (20,68 bilhões de toneladas) de antracito. A região geográfica tem aproximadamente 100 milhas (161 km) de comprimento e 30 milhas (48 km) de largura. Por causa da mineração histórica e do desenvolvimento das terras que recobrem o carvão, estima-se que 7 bilhões de toneladas curtas (6,3 bilhões de toneladas) de reservas mineráveis ​​permaneçam. Os Estados Unidos também contêm vários depósitos menores de antracito, como aqueles historicamente minerados em Crested Butte, Colorado .

O Depósito de Antracito Groundhog, localizado na Colúmbia Britânica , Canadá, é o maior depósito de antracito anteriormente não desenvolvido do mundo. É propriedade da empresa australiana de capital aberto Atrum Coal e possui 1,57 bilhão de toneladas de antracito de alto teor.

Antracitos de idade terciária ou cretácea mais recente são encontrados na passagem de Crowsnest, parte das montanhas rochosas no Canadá e em vários lugares nos Andes, no Peru.

Veja também

• Antratsyt  - Cidade em Luhansk Oblast, Ucrânia, uma cidade na Ucrânia que leva o nome de um grande suprimento de antracito encontrado lá
• Carvão betuminoso , um carvão mais macio
• História dos mineiros de carvão
• História da mineração de carvão

Notas

Referências

• "Antracite"  . Encyclopædia Britannica . 2 (9ª ed.). 1878. p. 106

Atribuição:

• Bauerman, Hilary (1911). "Antracite"  . Em Chisholm, Hugh (ed.). Encyclopædia Britannica . 2 (11ª ed.). Cambridge University Press. pp. 105–106.

Leitura adicional

• Chandler, Alfred D. (1972). “Carvão antracito e os primórdios da revolução industrial nos Estados Unidos”. Revisão do histórico de negócios . 46 (2): 141–181. doi : 10.2307 / 3113503 . JSTOR  3113503 .
• Hudson Coal Company (1932). The Story of Anthracite . Nova york. p. 425.- Visão geral útil da indústria no século 20; imparcial com a perspectiva do operador

Fontes primárias

• Relatório da comissão do carvão dos Estados Unidos .... (5 vol em 3; 1925) Investigação oficial do governo dos EUA. online vol 1-2
  • Tryon, Frederick Gale e Joseph Henry Willits, eds. O que a Comissão do Carvão encontrou: um resumo oficial da equipe (1925).
• Comitê de políticas gerais de operadores de antracite. A greve do carvão antracito de 1922: uma declaração de suas causas e objetivos subjacentes (1923); Declaração oficial dos operadores. conectados

links externos

• Vídeo HD de perto da aparência do Antracite
• A Distribuição de Carvões da Pensilvânia
• História da mineração de carvão antracito
• "Uma joia na coroa da vila dos mineiros do velho rei Carvão Eckley" por Tony Wesolowsky, Pennsylvania Heritage Magazine , Volume XXII, Número 1 - Inverno de 1996
• A Coalizão Oriental da Pensilvânia para Recuperação de Minas Abandonadas
• O Museu do Patrimônio Antracite.
• Campo de Carvão do Norte da Pensilvânia