LANGISSE CARVAO MINERAL

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O carvão mineral é um combustível fóssil natural extraído do subsolo por processos de mineração. É um mineral de cor preta ou marrom prontamente combustível. É composto primeiramente por átomos de carbono e magnésio sob a forma de betumes. Dos diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob forma de fossilização, acredita-se ser o carvão mineral o mais abundante FREITAS (2010).
Carvão Mineral
O Carvão mineral é formado pela decomposição da matéria orgânica (como restos de árvores e plantas) durante milhões de anos, sob determinadas condições de temperatura e pressão. É composto por átomos de carbono, oxigênio, nitrogênio, enxofre, associados a outros elementos rochosos (como arenito, siltito, folhelhos e diamictitos) e minerais, como a pirita.
O carvão mineral é um combustível fóssil muito antigo, formado há cerca de 400 milhões de anos. Passou a ter grande importância para a economia mundial a partir da Primeira Revolução Industrial, ocorrida na Inglaterra século XIX, quando a máquina a vapor passou a ser utilizada na produção manufactureira.
Classificação do Carvão Mineral
Os carvões minerais classificam-se de acordo com a quantidade de carbono existente nele, quanto mais carbono maior será seu nível de pureza e potencial energético 
Turfa
É o primeiro estágio na formação do carvão mineral sendo o menos rico em carbono com cerca de 60%.
 
A turfa pode ser dividida em três tipos
Energética – Utilizada para a produção de energia
Carbonizadas – Possuem elevado teor de decomposição
Agrícola – Utilizadas como fertilizantes na plantação
Lenhito
É um carvão formado por matérias orgânicas vegetais que se encontra perto da superfície, que participa do segundo estágio da formação do carvão. A sua extração é relativamente fácil e pouco dispendioso, mas quando queima origina muita cinza. E possui cerca de 70% de carbono.
Hulha
É um tipo de carvão mineral que em sua formação perdeu uma grande quantidade de água ficando mais rico em carbono. É o mais importante que existe, pois é o mais abundante na terra e que possui altíssimo teor de carbono (o que garante maior libertação de energia). Possui cerca de 80% de carbono e passa por um processo chamado destilação seca (aquecimento) e dele ocorre 3 fraccoes de diferentes estados físicos. Solido, Liquido e Gasoso
Antracito
É uma variedade compacta e dura do carvão mineral que possui elevado lustre. Queima com uma chama quase invisível. É o carvão mineral que apresenta o teor de carbono fixo mais alto (92% a 98%) e baixo conteúdo de substâncias voláteis. 
Formação do carvão mineral
O carvão mineral é uma rocha sedimentar combustível, formada a partir do soterramento, compactação e elevação de temperatura em depósitos orgânicos de vegetais (celulose) sob altas pressões e na ausência de oxigénio. Com o passar do tempo, sucessivamente, a matéria orgânica se transforma em turfa, lenhito, hulha e antracito. A principal diferença entre eles é a percentagem de carbono: 
A alteração climática registada no mundo explica porque o carvão ocorre em todos os continentes mesmo na Antártida. As emanações de metano provenientes de folhas geológicas de grande profundidade ou exsudações de reservatórios de hidrocarbonetos alimentam essas regiões pantanosas trazendo metais como níquel, vanádio, arsénio, cadmio, mercúrio, e outros como enxofre todos oriundos do manto terrestre, fixando assim o carvão FREITAS (2010). 
Primeiro, deve existir uma vegetação densa, em ambiente pantanoso, capaz de conservar a matéria orgânica. A água estagnada impede a atividade das bactérias e fungos que, em condições normais, decomporiam a celulose. A massa vegetal assim acumulada, no prazo de algumas dezenas de milhares de anos – tempo curto do ponto de vista geológico – transforma-se em turfa, material cuja percentagem de carbono já é bem mais elevada que a da celulose.
Na etapa seguinte, que leva algumas dezenas de milhões de anos, a turfa multiplica seu teor de carbono e se transforma na primeira variedade de carvão, o linhito, cujo nome provém de sua aparência de madeira. Na etapa seguinte, surge a hulha, primeiro como carvão betuminoso, depois como sub-betuminoso. Na fase final, a hulha se transforma em antracito, com teores de até noventa por cento de carbono fixo.
Ocorrência do carvão mineral
Ele é encontrado em regiões de clima temperado, onde os vegetais são carbonizados antes do apodrecimento, geralmente em zonas pantanosas. Sua distribuição espacial é vantajosa frente a outros minerais fósseis energéticos, porque ele pode ser encontrado em todos os continentes.
O carvão mineral pode ser encontrado na China, Estados Unidos, Austrália, India, africa do sul, Rússia, Indonésia, Polonia, Alemanha, Cazaquistão, Brasil, Ucrânia, Colômbia, Canada, Bulgária e Moçambique.
Composição do carvão mineral 
Nas suas duas fases, o carvão mineral, é composto por uma parte orgânica, formada de macromoléculas de carbono e hidrogênio e pequenas proporções de oxigênio, enxofre e nitrogênio. Essa é a parte útil, por ser fortemente combustível. A outra parte mineral, contém os silicatos que constituem a cinza. As proporções desses elementos variam de acordo com o grau de evolução do processo de encarbonização: quanto mais avançado, mais alto o teor de carbono na parte orgânica e menor o teor de oxigênio.
O carvão mineral na sua análise elementar, estabelece as percentagens totais dos elementos presentes como carbono, hidrogénio, oxigénio, enxofre e nitrogénio enquanto na análise aproximada fornece uma estimativa empírica das quantidades de unidade, cinza e materiais voláteis e de carbono fixo.
Tratamento ou processos de transformação do carvão
Existem diferentes processos da transformação dependendo da sua estrutura. 
Coqueificação 
A coqueificação ou destilação seca é um processo de aquecimento do carvão ao abrigo do ar. As temperaturas podem variar entre 450 e 1400º C. ou seja O processo de coqueificação é a transformação do carvão em coque nos fornos da coqueria. Nesses fornos o carvão é submetido a temperaturas elevadas na ausência de oxigénio, o que implicará na liberação de gases do carvão e o produto final é um resíduo sólido poroso, o coque.
Outros produtos são: gases, hidrocarbonetos ﴾pez, alcatrão, óleo), água de decomposição como resíduo sólido. O coque é o produto principal que é aplicado predominantemente na produção do aço. Além de coque, tem importância os compostos aromáticos, tais como benzeno, naftaleno e antraceno, obtidos do alcatrão do carvão. 
Transformação do carvão por coqueificação 
O processo de coqueificação é classificado como processo químico, uma vez que envolve quebra de moléculas, e envolve seis etapas distintas: Perda de humidade, despolarização, fluidez, inchamento, solidificação e de volatilização.
Perda de humidade: este processo ocorre a temperaturas da casa do 100ºC e 120ºC é caracterizado pela liberação da humidade presente no carvão mineral (in natura);
Despolarização primária
Se caracteriza como o primeiro estágio efectivo da coqueificação. Ocorre em temperaturas da ordem de 350ºC a 550ºC. a de volatilização começa com a formação de gases de baixo peso molecular (CH4 e H2O), para depois, com o aumento da temperatura inicial, a formação de elementos de peso molecular maior, como o alcatrão, sendo este o principal produto volátil obtido nessa etapa. A desgaseificação se processa até 550ºC.
Fluidez
Processo actuante entre 450ºC e 600ºC. Neste, o material (carvão mineral com ausência de alcatrão e HC´s pesados) se torna fluido, pastoso, devido, principalmente, ao rompimento das pontes de oxigénio presentes em sua estrutura química;
Inchamento
Etapa paralela à de fluidez. Ocorre devido à difusão da pressão dos gases presentes na estrutura do carvão mineral. Neste processo a intensidade do inchamento será em função da velocidade de libertação dos gases na massa fluida. É fase de grande importância na produção do carvão coque, uma vez que deve ser devidamentecontrolada a fim de evitar danos aos equipamentos da coqueria; 
Resolidificação
Ocorre a temperaturas próximas de 700ºC. Neste processo ocorre formação do “semi-coque”. Tal processo determina, em grande parte, a qualidade do carvão coque a ser produzido, pois resolidificação sem formação de fissuras originará um produto de elevada resistência mecânica;
Despolarização secundária
última fase do processo de coqueificação. Ocorre entre 850ºC e 1300ºC com eliminação, sobretudo, de hidrogénio.
Gaseificação
Processo termoquímico para promover a transformação de combustíveis sólidos em uma mistura gasosa denominada gás de síntese. O processo é conduzido a elevadas temperaturas na presença de quantidades subestequiométricas de oxigénio e usualmente na presença de vapor de água;
O termo gaseificação é usado para descrever as reações termoquímicas de um combustível sólido (carvão, biomassa) na presença de ar ou oxigénio (O2), em quantidades inferiores à estequiométrica (mínimo teórico para a combustão) e vapor de água (H2O vap), com a finalidade de formar gases que podem ser usados como fonte de energia térmica e eléctrica, para síntese de produtos químicos e para a produção de combustíveis líquidos.
Aplicação do Carvão Mineral e Carvão Coque
Revolução Industrial, inicialmente o carvão se tornou a fonte de energia mundial mais importante, pois o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios.
A principal aplicação do carvão mineral e do carvão coque é de servir como combustível, principalmente para atividades metalúrgicas e de geração de energia. Do carvão mineral (in natura) também é possível extrair grande número de subprodutos, como alcatrão, do qual se destilam o benzol ou o benzeno, xilol, toluol, e outros compostos orgânicos, além desses, obtêm-se, secundariamente, o ácido fénico ou fenol, a naftalina.
Aplicação do carvão mineral 
Gerar eletricidade; 
Produzir plásticos, alcatrão, fertilizantes;
Auxiliar no derretimento do minério de ferro para a fabricação de aço.
Princípio de trabalho tecnológico do carvão mineral
De acordo com a FAIN (2010), são usadas várias tecnologias de trabalho de separação física na limpeza e preparação do carvão. Depois que o carvão não selecionado (run-of-time) bruto é esmagado, ele é separado em vários seguimentos medidos para um tratamento adequado. Material como quantidade de carvão de cerca de 10 a 150 mm (0.4 a 6) em cumprimento é sempre tratado usando uma tecnologia conhecida como meio de separação densa. 
O meio de separação densa é muitas vezes um liquido com uma densidade menor relativamente a do carvão. O carvão pode ser separado de várias outras impurezas, sendo colocada em flutuação num tanque contendo o liquido de alta densidade, que é varias vezes uma suspensão de magnetita em po. Os fragmentos de pequeno tamanho são tratados de varias formas. No método de flotação em espuma, as partículas de carvão são removidos numa espuma produzida pelo sopro de ar numa agua de banho que contém um reagente químico. As bolhas atraem o carvão mineral. Depois os fragmentos de pequena dimensão antes de serem submetidos a amostra final e aos procedimentos de controlo de qualidade.