3-Carvao como Substancia 06 - M

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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
O carvão pode conter substâncias inorgânicas, que são a fracção não combustível do carvão. 
Matéria inorgânica da própria planta
Complexos organo-minerais
Minerais formados durante o 2º estágio de incarbonização (geoquimica)
quantidades muito pequenas;
difícil de a distinguir dos minerais das outras origens
DETRÍTICOS
NEOFORMAÇÃO
transportados para a turfeira por acção das águas e dos ventos
precipitados das substâncias dissolvidas ou em suspensão coloidal presentes nas águas
AUTIGÉNICOS
a partir dos fluídos que circulam entre os espaços vazios do carvão, nesses espaços
de minerais previamente existentes
PRECIPITAÇÃO
TRANSFORMAÇÃO
PRIMÁRIOS
SECUNDÁRIOS
Minerais formados durante o 1º estágio de incarbonização (bioquimica)
produtos minerais cuja formação é induzida por subprodutos da atividade 
biológica, organismos mortos e em decomposição (Perry et al. (2007))
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
	Grupo Mineral	1º Estágio de Incarbonização:
Singenéticos, Sin-sedimentares, Início da diagénese (intimamente intercrescidos)		2º Estágio de Incarbonização:
Epigenéticos	
		Transportados pela água e vento	De Neoformação	Depositados em fissuras, clivagens e cavidades (intercrescimento grosseiro)	Transformação de minerais singenéticos (intimamente intercrescidos)
		DETRÍTICOS	AUTIGÉNICOS		
	Argilas	Caulinite, Ilite, sericite, minerais de estrutura de camada mista, montmorillonite, smectite (tonstein)			Ilite, clorite
	Carbonatos	-	Concreções de siderite-ankerite, dolomite, calcite, ankerite, siderite	Ankerite, calcite, dolomite	-
	Sulfuretos	-	Pirite, melnikovite, marcassite, concreções de pirite-calcopirite-blenda	Pirite, marcassite, blenda, galena, calcopirite	Pirite a partir de transformação de FeCO3
	Óxidos/Hidróxidos	-	Hematite	Goethite, lepidocrocite	Goethite, lepidocrocite
	Quartzo	Grãos de quartzo	Calcedónia e quartzo de meteorização de feldspatos e mica	Quartzo	-
	Fosfatos	Apatite	Fosforite, apatite	-	-
	Outros Minerais	Zircão, rútilo, turmalina, ortóclase, biotite	-	Cloretos, sulfatos, nitratos	Cloretos, sulfatos, nitratos
MINERAIS
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
ARGILAS
São em geral os minerais mais abundantes nos carvões, representando cerca de 60-80% da matéria mineral do carvão.
Ocorrem em três maneiras principais:
Inclusões finamente dispersas no carvão
Como tonsteins
Preenchendo lúmens celulares de tecidos da V e/ou I
Finas intercalações de minerais de Argila em vitrinite, associadas a inertodetrinites. Moatize.
Lente de minerais de Argila – Tonstein – em colotelinite. Moatize.
Minerais de Argila preenchendo lúmens da fusinite. À direita observação em LF, evidenciando a estrutura lamelar das argilas. Moatize.
Tonstein (do alemão "Ton“ = argila, e "Stein“ = rocha) 
Tonstein é uma rocha sedimentar dura e compacta, composta principalmente de caulinite ou, menos comumente, outros minerais de argila, como montemorilonite e illite. As argilas muitas vezes são cimentadas por minerais de óxido de ferro, matéria carbonosa ou clorita. 
Tonsteins formam-se a partir de cinzas vulcânicas depositadas em pântanos.
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
ARGILAS
Os minerais de argila têm tendência a inchar na presença de água. 
O inchamento é sempre acompanhado de perda de resistência, podendo levar à desintegração completa.
Muitas vezes as bandas de tonstein estendem-se por toda a bacia, 
Podem ser utilizadas como marcadores estratigráficos para correlacionar camadas de campos carboníferos diferentes da mesma bacia.
Enquanto que o diâmetro das partículas finamente dispersas não excede alguns micra, os tonsteins podem atingir espessuras de alguns milímetros a alguns centímetros, de modo a poderem ser vistos a olho-nú. 
Argila ao microscópio electrónico, podendo ver-se a estrutura de filossilicato. 
Minerais de argila intercrescidos com vitrinite 
Minerais de argila podendo ver-ser a estrutura de filossilicatos. Luz transmitida 
Argilas em vitrinite sob lente rica em inertinite. Carvão sul-africano 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
CARBONATOS
Os carbonatos são os mais frequentes a seguir às argilas.
Eles podem formar-se quer no 1º estágio de incarbonização quer no segundo.
Os singenéticos são geralmente constituídos de concreções de siderite (FeCO3) e de dolomite (CaMg(CO3)2) finamente dispersa.
A presença de siderite indica normalmente ambiente anaeróbico. A dolomite indica influência marinha. 
Estes dois minerais formam-se geralmente durante o 1º estágio de incarbonização.
A calcite (CaCO3) e a ankerite (Ca(Fe,Mg,Mn)(CO3)2), por seu lado, já se formam geralmente durante o 2º estágio de incarbonização, depositando-se em espaços abertos.
Concreções de siderite 
Cristais idiomórficos de dolomite 
Fusinite impregnada de carbonatos.
Calcite preenchendo fissuras 
Carbonatos em texto-ulminite 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
SULFURETOS
Os sulfuretos mais comuns do carvão são a pirite (FeS2), a marcassite (FeS2) e a melnikovite (mistura geliforme das 2).
Pequenas quantidades de blenda, galena e calcopirite, em particular se ocorrem veios hidrotermais na proximidade.
Durante os primeiros estágios de incarbonização ou no início da diagénese ocorre pirite singenética. 
Pirite em pequenos grânulos e concreções - uma situação comum a carvões ricos em vitrinite e carvões sapropélicos.
Em geral, os carvões depositados em bacias parálicas são mais ricos em pirite que os carvões das bacias límnicas.
Os sulfuretos depositados em fissuras durante o 2º estágio de incarbonização contêm geralmente marcassite e traços de galena, esfalerite e calcopirite, bem como pirite.
Impregnação de lúmens celulares por pirite tanto pode ocorrer no primeiro como no segundo estágio de incarbonização.
Pirite em concreções 
Pirite epigenética depositada em fracturas 
Sulfureto em lúmens de fusinite. Moatize 
Nódulos de pirite em colotelinite 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
SULFURETOS
Pirite em vitrodetrinite. 
Veios de Pirite
Transformação de siderite singenética em pirite. 
Estrutura celular com paredes celulares piritizadas 
ÓXIDOS E HIDRÓXIDOS
Raramente ocorrem no carvão – hematite, rútilo, limonite, goethite.
Grão de quartzo com agulhas de rútilo. Moatize 
Goethite ou limonite, embebido em vitrinite. Carvão BAV, Namíbia 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
QUARTZO
O quartzo, apesar de óxido, é tratado à parte por ser o mais importante e o mais abundante.
Ele pode ter duas origens principais:
quartzo clástico trazido pela água ou ar, ocorrendo como areia de grãos mais ou menos arredondados
quartzo formado mais recentemente a partir de soluções, e geralmente de estrutura microcristalina
A sílica dissolvida é geralmente o resultado de meteorização do feldspato e mica; assim, não é de estranhar que esta sílica ocorra geralmente em conjunto com outros minerais finamente dispersos.
A identificação do quartzo no carvão é essencial para a prevenção da silicose. 
Cristais de quartzo em LF
Quartzo autigénico idiomórfico 
Quartzo e fusinite 
Quartzo embebido em vitrinite 
Quartzo e argilas em vitrinite com inertinites. Carvão indiano 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
FOSFATOS
fosfatos mais frequentessão: fosforite e apatite.
Fosforite depositada a partir duma solução coloidal.
Cristais de Apatite em matriz argilosa. Moatize.
OUTROS MINERAIS
 Cristal idiomórfico de zircão com halo radioactivo provocando o aumento do grau de incarbonização da vitrinite envolvente. 
Cristal dum sal com tendência ortorrombica. Moatize. 
Cristais idiomórficos de apatite embebidos na semifusinite 
Imagem de MEV de turfa da Grécia. Textinite (TX) e Atrinite (AT) com Si-fitólitos (1), ortoclase (2), albite (3), quartzo (4), pirite (5) e gesso (g). 
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OS CONSTITUINTES DO CARVÃO
MINERAIS
Influência da Matéria Mineral no Ambiente e Processos Tecnológicos 
contribuem significativamente para o teor de enxofre total  problemas
SULFURETOS
processos industriais
ambiente
fazem baixar a T fusão das cinzas problemas
CARBONATOS
processos industriais
carbonatos (+ T)  óxidos
 +
 minerais de sílica
 formam silicatos
solúveis em água
SULFATOS
águas ácidas de drenagem
das minas 
nocivos nos processos tecnológicos
MINERAIS DE P
CLORETOS
águas extremamente corrosivas 
NITRATOS
corrosão e fouling (formação de depósitos sólidos
nas superfícies internas dos fornos - Incrustação)
durante a combustão 
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