CARBUNII
Carbunii fosili Carbunii fosili sunt roci sedimentare combustibile, solide, care s-au format prin prin acumul acumulare area a materi materialu alului lui de origin originee vegeta vegetala, la, in decursu decursull timpul timpului, ui, si prin prin transformarea lui sub influenta a diferiti factori (geologici, biologici, fizico-chimici). La alcatuirea lor participa masa organica, masa anorganica si apa.
1. PROPRI PROPRIETA ETATI TI FIZ FIZICE ICE Carbunii au proprietati fizice care ii deosebesc net de alte categorii de roci utile. Le prezentam pe cele mai importante. Culoarea este Culoarea este data de modul de comportare a carbunilor carbunilor la contactul cu raza de lumina naturala. Deoarece la suprafata de contact se realizeaza absortia luminii, culorile diferitelor tipuri si varietati de carbuni sunt inchise, variind de la cenusiu, brun pana la negru. Turbele au culori foarte variabile, in functie de compozitia lor: galbene, brune, pana la negre. Lignitii au, de asemenea, culori diferite, cu guante variabile, in limite de la galben-brun la cenusiu-negricios. uilele sunt in general de culoare neagra. Urma reprezinta Urma reprezinta culoarea pulberii fine pe care o lasa carbunii pe suprafata unei placi de portelan de culoarea alb-mat. !ceasta este cu atat mai neagra cu cat este mai mare continutul in carbon al carbunelui: carbunii bruni au o urma bruna, hu"lele poseda o urma neagra, iar antracitii dau, de regula, urme de culoare neagra cu guante de gri metalic. Luciul este este o cara caract cter eris isti tica ca ce se refe refera ra la star starea ea cari carita tati tiva va a supr supraf afet etei ei carbunilor si se e#prima prin capacitatea de reflectie a acesteia. Luciul depinde de compozitia petrografica, de gradul de carbonificare si de cantitatea de cenusa. $e deosebesc carbuni mati, semimati, semiluciosi, cu luciu ca smoala, cu luciu intens sau cu luciu metalic. Spartura reprez reprezint inta a forma forma supraf suprafete eteii carbun carbunilo ilorr in urma urma sfarim sfarimari ariii lor. lor. %uperea se face dupa suprafete diferite de planele de stratificatie. &t diferite tipuri de carbuni, carbuni, spartura spartura este pamantoasa pamantoasa pana la concoidala. concoidala. Carbunii Carbunii bruni din 'azinul oscovei au spartura foioasa. Despicarea este Despicarea este proprietatea carbunilor de a se desface dupa suprafete nete, de obicei perpendiculare pe stratificatie. $uprafetele de desfacere sunt determinate de fisurile e#istente in masa carbunilor. !cestea pot fi primare si secundare. Densitatea este Densitatea este raportul dintre masa probei de carbune si volumul acesteia. ste o marime care se e#prima in g*cm+ sau g*m+. Densitatea reala a carbunelui repr reprez ezin inta ta rapor raportu tull dint dintre re masa masa carb carbun unel elui ui si volum volumul ul aces aceste teia ia,, luan luandu du-se -se in considerare volumul porilor si al golurilor. Raioacti!itatea" dupa Raioacti!itatea" dupa cum se stie, este ansamblul de fenomene ce consta in emiterea spontana a unor radiatii corpusculares au electromagnetice de catre nuclee atomice atomice instabile instabile.. Cercetarile Cercetarile intreprinse intreprinse dupa /0 au evidentit evidentita a e#istenta e#istenta unor carbuni carbuni cu proprietat proprietatii radioactive radioactive puse pe seama e#istentei e#istentei de elemente elemente radioactive radioactive grele sau a unor elemente usoare.
#. PRI$CIPALELE TIPURI DE CAR%U$I #.1. TUR%A Turba este Turba este un sediment recent al mlastinilor neaerisite, alcatuite din diferite resturi vegetale, supuse transformarilor biochimice si fizice (de turbificare), in urma caro carora ra a rezu rezult ltat at o rela relati tiva va imbo imboga gati tire re in carb carbon on.. Cond Condit itii iile le dife diferi rite te in care care se
formeaza turba, natura diversa a materialului de origine, ca si impre1urarile in care are loc turbificarea, determina o varietate considerabila a tipurilor de turba. Turba matura are o culoare bruna, cu numeroase guante spre galben sau negru-cenusiu. Culoarea depende mult de materia vegetala pe seama careia se formeaza si de intensitatea de turbificare a acesteia. $i structura turbei variaza in functie de originea ei vegetala. Continutul de apa al turbei din mlastinile eutrofe (comune) este de 23-204, pe cand al turbei de $phagnum a1unge la 50-04. Turba scoasa din zacamant poate pierde 63-604 din apa ce o contine (in conditiile climatului temperat). &t o dezhidratare mai avansata sunt necesare temperaturi mai ridicate. !stfel, la 7638C, turba cedeaza in intregime apa higroscopica. Cantitatea si compozitia componentilor minerali din turbe sunt in functie de conditiile mediului de formare, de natura florei ce participita la edificarea turbei,ca si de gradul de descompunere a acesteia de pe urma. D.p.d.v. chimic, turba are in general o reactie acida, de diferite intensitati. Caracterul cel mai acid il are turba de $phagnum (p9 , -/ ). !ciditatea turbei de $phagnum cu C;peracee scade la un p de /-0,0, pentru ca la cea de numai de C;peracee, p-ul sa a1unga la valori de 0,0 < =,=. #.#. Carbuni bruni Carbunii bruni pamantosi si cei lemnosi sunt defapt, niste ligniti pamantosi si, respectiv, ligniti #iloizi (lemnosi)> ei, uneori, sunt reuniti si sub numele de carbuni tineri. !cest ultim termen vrea sa sugereze ca este vorba de carbuni bruni ce s-au format in timpuri geologice mai noi (&liocen sau iocen superior). Celelalte doua grupe < carbuni bruni mati si carbuni bruni cu luciu smolos < sunt cuprinsi, de obicei in depozite mai vechi. ?n fine, acesti carbuni, la care se adauga si carbunii bruni mati mai sunt numiti si carbuni inferiori, caracterizare ce tine cont de proprietatile lor, in raport cu alte grupe. Carbunii inferiori au o te#tura pamantoasa si culoare bruna, de diferite guante. ?n contact cu aerul acesti carbuni se desfac in blocuri, dupa crapaturi te#turale si se e#foliaza pe planele de stratificatie. Carbunii bruni, in fuctie de gradul de carbonificare atins, cont cantitati diferite de acizi humici. De altfel, acesta este unul din criteriile de departa1are a carbunilor bruni de huile. &roprietatile fizice, chimice si tehnologice ale carbunilor inferiori difera mult de la un zacamant la altul si chiar in cadrul aceluiasi zacamant de la un strat la celelalt. &rincipala utilizare a carbunilor bruni este cea energetica. Carbunii inferiori au o putere calorica relativ scazuta datorita continutului lor ridicat in balast (umiditate 7 cenusa). 'alastul are si efecto inertizant asupra procesului de ardere. $tructura petrografica influenteaza si ea desfasurarea procesului de ardere. !stfel, daca amestecul masei combustibile se face greu, aprinderea este intarziata. @ilitul din carbunii bruni lemnosi, neputand sa fie macinat in mod convenabil, arde imcomplet. De aceea, carbuni bruni inferiori, in general, au o comportare nesatisfacatoare la aprindere si ardere. #.&. 'uile 'uilele se definesc drept Acarbuni naturali cu o putere calorica superioara mai mare de 0.233 cal*g, raportat la masa combustibila, insa continand umiditatea de echilibru (saturatie) la 38C si =4 umiditatea relativa a aeruluiA. $pre deosebire de carbunii bruni, hu"lele un contin acizi humici solubili in B( a). De fapt, acest stadiu de carbonificare a materiei vegetale, acizii humici (e#istenti in carbunii bruni) au trecut in humane, care sunt insolubile in Elcali. !u culoarea neagra, stralucitoare> urma lasata este, de asemenea, neagra. acroscopic, hu"lele prezinta adeseori o structura zonara, ce rezulta din alternarea componentilor petrografici stralucitori si mati. !u spartura neregulata si, de obicei, dintata. &rin ardere, hu"lele elibereaza miros de bitumen. ?n procesal de destilare dau gudron si cocs.
Caracteristicile principale ale huilelor sunt: - continuturile medii in C9 564, 904, 904 - substante volatile 34 - cenusa 34 - putere calorica 2.=33 < 5.533 cal*g - densitate ,6-,0 - continutul in apa -4 Cea mai mare parte a huilelor se cantoneaza in &aleozoicul superior. La formarea lor au participat diferite tipuri de plante din increngatura Pteridophyta, cat si unele gimnosperme primitive. #ista totusi carbuni din ezozoic si chiar Tertiar care au atins gradul de carbonificare corespunzator huilelor. ste bine cunoscut cazul 'azinului &etrosani, unde in partea de est se gasesc huile energetice, iar in vest s-a a1uns la o carbonificare corespunzatoare huilelor cocsificabile de diferite tipuri. &e de alta parte, se cunosc strate de carbuni formati in &aleozoicul superior (d.e#. in 'azinul oscovei) care nu s-au maturizat pana la stadiul de huile. #.(. Antraciti $unt carbuni humici cu cel mai inalt grad de carbonificare 3-04 C, apropiindu-se de grafit in multe privinte. &rin aspectul lor general se aseamana cu hu"lele. !u culoare neagra-cenusie, luciu metalic, spartura concoidala sau plana. Fiind pe o treapta superioara de carbonificare, antracitii au putine materii volatile si o umiditate e#trem de scazuta. Continutul in cenusa, desi este relativ scazut, variaza in limite destul de largi in functie de conditiile de zacamant. &uterea calorica este de 5.633 < .633 cal*g. &e baza proprietatilor, specialistii francezi au separat doua tipuri de antraciti: antraciti propriu-zisi( cu un continut de C fara apa si cenusa intre 96-97,3%) si perantraciti (intre 97,6 – 99,3%).
&. Re)er!ele e carbuni
&rimele evaluari ale resurselor carbonifere au fost facute la Congresul ?nternational de Geologie de la Torino in anul , unde au fost apreciate cca 233 mld. tone, cu urmatoarea repartitie: - !merica de ord < =54 - !sia < 24 - uropa < 34 - !frica < 4 - !ustralia < 64 ?ntensificarea lucrarilor de identificare a noilor zacaminte a condes la marinea potentialului resurselor carbonifere la cc =.033 mld. tone. %ezervele economice e#ploatabile sunt insa mult mai mici, cu putin peste .333 mld tone si pot asegura consumul mundial la nivelul actual de cca /,0 mld tone, pentru mai bine de 63 de ani. Dealtfel, rezervele de carbuni detin 34 din totalul rezervelor de combustibili fosili. %epartitia geografica a rezervelor carbonifere arata ca 04 din total sunt concentrate in emisfera nordica. ?n structura rezervelor mondiale e#ista o usoara dominare a carbunilor superiori (0 mld tone) fata de cei inferiori (06 mld tone). Cele mai mari detinatoare de rezerve, %usia si $H!, au rezerve mai mari de carbuni inferiori.
(. Prouctia e carbuni &roductia mondiala de carbuni a crescut continuu, desi ponderea acestuia a scazut in balanza de energie primara. ?n 53 se e#trageau 06 mld tone, iar in 3 s-a a1uns la ,0 mld tone datorita sporirii numarului de masini cu abur si cresterii cererii de carbune cocsificabil. ?n perioada urmatoare, pana in 03, se cunoaste o crestere mai lenta (de ,5 mld tone) datorita impunerii petrolului pe piata energetica, insa crizele petrolului au determinat o crestere a cererii de carbuni energetici, astfel ca evolutia productiei mondiale este mai rapida pana in 50, si anume de /,/ mld tone. Hrmeaza apoi o perioada de constanta, dupa 3 nivelul productiei mondiale fiind de cca /,0 mld tone. ?n structura productiei domina net carbunii superiori cu 254. Dintre marile producatoare doar Germania are o productie dominata de carbunii inferiori.
&rincipalele tari producatoare de carbune ( mil. tone < 0 )
$r. crt.
Tara
Carbuni in*eriori =
Total
China
Carbuni superiori 62
6 / 0
$H! ?ndia Germania %usia
50= 6== 05,5 0,
25 66,2 6, 53,0
/ 655,2 603, 6,=
= 2 5
!ustralia !frica de $ud &olonia Hcraina
50 633 =, 5,
/2,= =,0 6,
66,= 633 ,0 5,=
3
Bazahstan
2
/
5
+onial
&,-
/#0"&
(,0"
3
R.P.Cine)a a avut o crestere deosebita a industriei carbonifere dupa =3, si produce in prezent ,54 din totalul mondial, carbunii fiind principala sursa de energie a tarii (534). Iacamintele sunt de calitate superioara, grosimea stratelor este mica, iar adancimea de e#ploatare redusa permite e#ploatarea in cariera. %egiunea care detine cele mai mari zacaminte este Fushun, din nord-est, unde se e#ploateaza in cariera in 'en#i si Fushun. ?n partea nordica a tarii, cele mai importante bazine sunt: Tai;uan si Datong. ?n China centrala si de $ud domina zacamintele de carbuni inferiori, cele mai mari e#ploatari fiind in provinciile Junnan si unan. SUA au detinut mult timp suprematia in industria carbonifera, iar in prezent se situeaza pe pozitia secunda cu o productie totala de / mil. tone in 0, din care 50= mil. tone carbuni superiori. Cea mai mare parte a productiei este data de regiunea untilor !ppalachi, in care se remarca e#ploatarile din statele &enns;lvania, Kirginia de Kest si !labama. Calitatea carbunilor este deosebita, iar adancimea mica ofera avanta1e pentru e#ploatare. alta regiune importanta este situata la est de fluviul ississippi ('azinul Central stic), cu e#ploatari in statele ?llinois, ?ndiana, Bentuc;, hio. a este completata cu 'azinul Central Kestic, cu zacaminte pe teritoriile statelor ?oa, issiouri, ebrasa. ?nsa cele mai mari rezerve sunt situate in regiunea untilor $tancosi (204), dar participarea la productia tarii este mai redusa. &roductia de carbune din $H! este asigurata de cc 333 de producatori de marimi diferite, iar 004 din productia de huila provine din e#ploatari la suprafata. Inia este a doua producatoare asiatica si a treia mondiala, cu o productie aproape in e#clusivitate formata din huila. Cele mai mari e#ploatari se afla la vest de Calcutta, in statele 'engalul de Kest, adh;a-&rades, 'ihar. ?n partea central estica se remarca zacamintele de pe Kalea Godavari, iar in regiunea estica e#ploatarile din apropiere de adras. ?ndia a cunoscut o crestere rapida a productiei datorita cererii siderurgiei nationale si e#portului spre Maponia. 2ermania se remarca printr-o productie mare de carbuni energetici (634 din totalul mondial). Iacamintele cele mai mari pentru aceasta varietate se afla in Germania de st, in regiunea $a#ono-Turingiana, care produce peste 034 din productia nationala. #ploatari de carbuni inferiori se afla si in Germania de Kest in bazinele !achen si Kille-Boln. 'azinul %uhr reprezinta principala regiune de e#tractie a carbunilor superiori. %ezervele sunt estimate la peste 63 mld tone, de unde aproape 3 mld tone de
carbuni inferiori. &rezenta carbunilor a constituit unul din factorii potentiali ai dezvoltarii industriale deosebite pe care a cunoscut-o aceasta regiune, alaturi de a#a fluviala a %inului. 'azinul $aar, din apropierea granitei cu Franta are importanta secundara. Germania a cunoscut o reducere substantiala a productiei de carbune (dupa 3 productia de carbuni superiori s-a redus cu 034, iar cea de carbuni inferiori cu 6/4). Rusia are mari bazine carbonifere in partea europeana, dar mai ales in partea asiatica. 'azinul &eciora dispune de rezerve mari de carbuni superiori si este considerat cel mai e#tins bazin carbonifer al uropei. 'azinul oscovei poseda rezerve de carbuni energetici si este principala sursa de combustibili pentru industria energiei electrice din aceasta regiune. &roductia carbonifera a %usiei a cunoscut un declin substantial dupa 3 ca urmare a scaderii cererii interne si a reducerii e#porturilor. Fata de 5= mil tone in 3 productia a scazut la 54 in 0. ulte mine au fost inchise( 2 in anii /0), iar productivitatea ramane scazuta < in =, in industria carbonifera lucrau cca 533.333 anga1ati. Australia este o mare detinatoare de rezerve si a sasea producatoare mondiala, avand o crestere usoara a productiei in ultimii ani mai ales pentru carbuni superiori. Cea mai mare parte a rezervelor se afla in regiunea !lpilor !ustralieni unde se remarca bazinele $;dne;, ?psich, ecastle, 'lair !thol. mare parte a e#ploatarilor se face in cariera, iar calitatea carbunilor de aici este foarte buna. %ezerve mai mici sunt in nord-estul !ustraliei (Charles), in sud-vest(Collie) si in insula Tasmania. A*rica e Su se remarca prin e#istenta unor rezerve formate in totalitate de carbuni superiori. &roductia sa a crescut constant dupa 3 < cu 0 mil tone pe an datorita cererii la e#port. Iacaminte importante se e#ploateaza in provincia Transvaal. Polonia detine zacaminte mari de huila in sudul tarii ($ilezia $uperioara), care insumeaza peste 34 din rezervele tarii. Celelalte rezerve de huila se afla in $ilezia ?nferioara < 'azinul Nalbrz;ch si &odisul Lublin. &rezenta a doua cai navigabile importante, dra si Nisla, este un avanta1 deosebit pentru transportul carbunilor spre porturile situate la area 'altica. &roductia de huila a &oloniei provine din == de mine subterane, situate, aproape in totalitate in $ilezia $uperioara. $e are in vedere reducerea productiei la 63 mil tone pe an, cu toate ca acest combustibil asigura 04 din energia electrica a tarii. Ucraina are un bazin carbonifer foarte important, si anume Donet, care asigura aproape intreaga productie. Iacamintele sunt in cea mai mare parte (cc =34) formate din carbuni energetici. !cest bazin contine cca 33 de straturi, dar se e#ploateaza cca 33 si este considerat bazinul cu cea mai ridicata pondere a carbunilor cocsificabili din uropa. &ozitia geografica favorabila determinata de prezenta minereurilor de fier de la Brivoi-%og si de cai de transport naval (area eagra, Canalul Kolga-Don), a dus la dezvoltarea deosebita a industriei. &roductia de huila a Hcrainei a scazut in ultimii ani cu /34 (5 mil tone in 0 fata de 0 mil in 3), in conditiile inchiderii multor mine si a reducerii personalului de la milion in 3 la =33.333 in =. 3a)astan dispune de rezerve care ar putea asigura productia pt cca 33 de ani. &rincipalul bazin carbonifer este Baraganda, situat la nord de lacul 'alhas cu e#ploatari de huila, dar si de carbune brun. Hn alt bazin cu o productie mai mica este ibastuz (cca 34 din productia tarii). $i in aceasta tara s-a produs o scadere semnificativa de productie < 5 mil tone in 0 fata de / mil tone in 3.
Canaa are o productie echilibrata < 0 mil tone carbuni superiori si = mil tone carbuni inferiori. Cele mai importante sunt e#ploatarile din partea estica: oua $cotie, e 'runsic si cele din provinciile !lberta si $asatchean < cele 60 de mine de aici asigura 04 din productia totala. De remarcat este faptul ca dintre mine produc e#clusiv pentru e#port.
,. Comertul international cu carbuni Flu#urile comerciale cu aceasta resursa sunt mult mai putin intense fata de cele cu petrol si gaze naturale. !proape in totalitate comertul international cu carbune se bazeaza pe tranzactiile de huila. #ista si un comert transfrontalier cu lignit, indeosebi in uropa unde principalii e#portatori sunt Cehia si %usia. $chimburile mondiale cu carbuni au reprezentat in ultimii ani aproape 4 din productia mondiala, tranzactiile derulandu-se in special pe cale maritima < /03 mil tone, si mai putin pe cale terestra < 03 mil tone. ?n =, 6 tari au asigurat aproape in totalitate e#porturile mondiale, si anume: $r. crt. E4port Import Tara 1//0 1//, Tara 1//0 1//, Australia 3= /3 5aponia 32 6 6
SUA
0
53
0
Coreea e Su Rusia
/
/
A*rica e Su Canaa
0
/
Olana
5
Polonia
65
6
Italia
5
=
Inone)ia
/
2ermania
0
2
Cina
0
60
Spania
3
/
5
Rusia
0
6/
/
/
Columbia
5
+area %ritanie %el6ia
=
66
Comertul ondial cu carbune < mil. tone
!ustralia asigura mai mult de 604 din totalul mondial al e#porturilor, principalii beneficiari fiind Maponia < =0 mil tone, %ep. Coreea < 5 mil tone, Kietnam < 3 mil tone. !lte regiuni beneficiare ale e#porturilor australiene fiind uropa < 63 mil tone, si !merica Latine < 0 mil tone. $H! au e#portat 53 mil tone, spre Hniunea uropeana /6 mil tone, spre uropa Centrala si stica (%omania ,5 mil tone, 'ulgaria ,6 mil tone) spre !merica Latine 2 mil. tone si spre !frica mil tone. !frica de sud < e#porturile sale s-au orientat in special spre H..- mil tone si spre !sia < 63 mil tone. Canada are o productie orientata in proportie de 4 spre e#port, principalele beneficiare fiind Maponia < 5 mil tone, %ep. Coreea < = mil tone, si tarile H. < 0 mil.
