Минеральные примеси в углях
Ископаемые угли всегда содержат некоторое количество минеральных примесей и влагу.
Минеральные примеси в углях имеют различное происхождение. Некоторые из них перешли в уголь из растений-углеобразоватедей или были принесены грунтовыми водами и ветром в период образования торфяной залежи, либо проникли в угольный пласт вместе с подземными водами. Минеральные примеси попадают в уголь при его добыче также из вмещающих угольный пласт пород и из породных прослойков.
К минеральным примесям углей относятся: песчаники, состоящие главным образом из кремнезема (SiO2); глины, в состав которых входит каолин (Al2O3 * 2SiО2 * 2Н2О); пирит (FeS2); сульфаты (CaSO4 * 2Н2О — гипс); карбонаты (CaCO3 — кальцит, MgCO3 — магнезит, FeCO3 — сидерит), а также соединения, содержащие калий, натрий, фосфор и редкие элементы — ванадий, германий и др.
В углях содержатся также вещества, представляющие химические соединения некоторых металлов с органической частью углей, например в землистых бурых углях — кальциевые соли гуминовых кислот, соединения германия и железа.
Некоторые минеральные примеси, как например пирит, активно участвуют в окислении и самовозгорании углей.
О содержании в углях минеральных примесей обычно судят по остатку, получаемому при прокаливании аналитической пробы угля при температуре 800—850° и называемому золой.
Прокаливание ряда минеральных примесей изменяет их химический состав, вследствие чего зола углей может отличаться от самих примесей по составу и по количеству. Так, например, часто встречающийся в углях пирит FeS2 превращается в окись железа Fe2O3, карбонат кальция CaCO3 переходит в окись кальция CaO, кристаллогидраты теряют воду и т. д. Поэтому для более Точного определения содержания минеральных примесей аналитическую пробу углей обрабатывают соляной и плавиковой кислотами, в которых примеси растворяются. Остаток пробы взвешивают и по потере в весе судят о количестве растворившихся в кислотах минеральных примесей.
Содержание влаги в углях зависит от степени углефикации, условий залегания угольного пласта и от количества мельчайших пор в угле, вмещающих влагу.
Влага, находящаяся на поверхности угля, называется внешней. Она удаляется при высыхании угля до воздушно-сухого состояния. Уголь, доведенный до воздушно-сухого состояния, содержит только гигроскопическую влагу, т. е. влагу, удерживаемую силами адсорбции в его порах. Гигроскопическая влага удаляется лишь при нагревании угля до 105°.
Общее количество внешней и гигроскопической влаги называют влагой рабочего топлива.
Содержание внешней влаги зависит от степени обводненности угольного пласта, гигроскопической — от его типа и степени углефикации. Как правило, содержание гигроскопической влаги в гумусовых углях выше, чем в сапропелевых.
Некоторые минеральные примеси в углях, например, глины, гипс и Др., содержат гидратную влагу, которая может быть удалена лишь при нагревании угля до температуры свыше 105°.
