TALLER BENEFICIO DE MINERALES

1. Explique porque no se debe utilizar el concepto CARBON MINERAL.2. Explique:

Diagénesis de la Carbonificación. Metamorfismo de la Carbonificación.

3. Que es la carbonificación. 4. Enumere y explique las categorías de un carbón.5. Describa las etapas del ciclo de formación de un carbón.6. Cuáles son los factores que influyen en la formación de un carbón.7. Explique cómo es la composición del carbón.

1. Es muy común utilizar equivocadamente el término mineral para referirse a carbón. El carbón es una roca y como tal, son sustancias sólidas naturales orgánicas e inorgánicas que componen la naturaleza; es una asociación de minerales. Por el contrario un mineral es una sustancia inorgánica, homogénea, con una composición química definida.

2. Diagénesis de la Carbonificación: La diagénesis es aquella etapa de la evolución en el cual el material vegetal por descomposición se convierte en turba. El proceso se extiende hasta la formación de carbón pardo blando o sea lignito tipo B, bajo condiciones normales de temperatura y presión.El suceso más importante en este proceso es la humificación, la que consiste en la formación de sustancias húmicas. Estas sustancias húmicas son materiales solidos que producen al mismo tiempo gases y líquidos por la descomposición de los componentes químicos de las plantas (disacáridos, almidón, celulosa, pectinas y proteínas) debido a la sección de bacterias y hongos. En las etapas siguientes de la carbonificación, son estas sustancias húmicas la base de la formación de carbón.La alteración más intensa dela turba ocurre en la superficie hasta una profundidad de aproximadamente 0.5 metros con acceso restringido de oxígeno y en donde son activas las baterías aeróbicas, los hongo y actinomicetoCon el entrenamiento progresivo de la turba la actividad microbiana disminuye, las baterías aeróbicas son reemplazadas por baterías anaeróbicas. La vida microbial y la actividad bioquímicas usualmente desaparece a profundidades cercanas los 10 metrosCon el enterramiento progresivo dela turba ocurren cambios físicos y químicos. Como un resultado de la compactación, el contenido dela humedad disminuye y el valor calorífico aumenta. Teichmuller (1968) encontró que la humedad disminuye cerca del 10% para una profundidad de 100 metros. En los carbones sub-bituminosos. La pérdida de humedades cerca del 1% cada 100 metros.Metamorfismo de la Carbonificación: esta segunda etapa se produce con un enterramiento progresivo de la turba en donde las presiones y temperaturas, producto de este enterramiento, son más elevadas que las condiciones normales. Esta transformación conduce a la formación de lignitos duros hasta antracita. Con el incremento de la

profundidad de enterramiento el contenido de carbón se incrementa y el oxígeno decrece. El contenido de hidrogeno continua entre el 5.6% del carbón hasta el rango de semiantracita, después de la cual decrece. El contenido del material volátil del carbón, decrece con el incremento de la carbonificacion como un resultado de la remoción de los grupos alifáticos y alisilicos, acompañado por un incremento en la carbonificacion como un resultado de la remoción de los grupos alifáticos y alisilicos, acompañados por un incremento en la aromatización del carbón remanente. En la etapa de carbón bajo en volátiles (87 – 89% de carbono), muchas propiedades del carbón pasan por un mínimo o un máximo (Teichmuller).la mayoría del oxígeno se ha perdido, mientras que el contenido de hidrogeno es alto.

3. La carbonificacion se define como la transformación progresiva de la turba en lignito, carbón sub-bituminoso, carbón bituminoso, semitrancita, antracitas y meta-antracitas.

4. La transformación progresiva de las sustancias vegetales de la turba hasta carbón ha permitido categorizar y designar el estado alcanzado por un carbón (rango), mediante los siguientes términos: lignitos, carbón sub-bituminoso, carbón bituminoso, semi-antracitas, antracitas y meta-antracitas. Cada uno de estos estados o rangos dentro de la serie, implican un enriquecimiento progresivo en el contenido de carbono.

I. TURBA: Este material no se considera una variedad de carbón. Se define como una acumulación de materia vegetal la cual ha sufrido, por procesos de diagénesis, grados variables de desintegración y descomposición. Mantiene un alto grado de humedad (mayor del 75%), un alto contenido de oxígeno y un porcentaje de carbono (SLCZ) menos a 60%. Su aspecto es fibroso, leñoso de color pardo oscuro o negro: puede ser cortado en bloques.

II. LIGNITO: Se conocen dos clases: los lignitos pardos o tiernos en los cuales no hay celulosa libre, con estructuras vegetales aun reconocibles y cavidades celulosas vacías; el contenido de humedad varía de 22 a 70%. Su aspecto es leñoso, al secarse se divide en lajasLos lignitos duros (Carbón Sub-bituminoso en EEUU) presentan una mayor compactación con estructuras vegetales parcialmente reconocibles y cavidades celulares llenas de colinita. No puede ser cortado en bloque. La humedad es menor al 75%.

III. CARBON BITUMINOSO: Este es un carbón bandeado, con aspecto resinoso, sedoso, brillante o terroso. Su color es negro y su fractura es en general cubica. Dentro de su etapa de formación se forman primero los carbones bituminosos altos en volátiles, los cuales comparativamente con los carbones bituminosos, presentan una mayor pérdida de humedad y un aumento en el poder calorífico. Al final de la etapa de los carbones bituminosos, la materia volátil decrece rápidamente, la reflectividad se eleva casi en el mismo grado en que disminuyen los volátiles durante la carbonización algunos de estos carbones presentan propiedades aglomerantes y otros carecen de ellas.

IV. SEMI-ANTRACITAS Y ANTRACITAS: El rango de los carbones antracitas se caracteriza por coquizar (no aglomerar) en contraste con los carbones bituminosos

bajos volátiles. Presentan un color negro, lustre mate a brillante y a un semi-metálico; fractura concoidea. El porcentaje de carbono fijo (SLMM) varía entre el 86 al 98% y el contenido de material volátil (SLMM) varía entre el 14 al 2%.

5. Etapas del ciclo de formación de capas de carbón.a. Ambiente boscoso próximo a área de subsidencia cubierta por las aguas.b. Inicio de la formación de la turbera. Invasión de aguas.c. El material de origen vegetal es cubierto por sedimento. Hay subsidencia o

hundimiento del área.d. El material de origen vegetal se transforma paulatinamente en carbón. Ambiente

anaeróbico. Hay emersión de los sedimentos y retiro temporal de las aguas. Se desarrolla nueva vegetación.

6. Como resultados de estudios e investigación petrográficas y sedimentológicas, teichmuller concluyó que los factores que más contribuyen a la formación del carbón son el desarrollo evolucionario de la flora, el clima y el ambiente de depositación. El desarrollo de la flora, en cualquier ambiente de pantano o ciénaga, es un producto del clima y del ambiente de depositación. La evolución de la flora determina que formas de plantas son incorporadas en la turba.A través del tiempo geológico ha habido una gran evolución de la flora, es así como en nuestros días predominan el grupo de los angiospermas, la cual incluye a todas nuestras plantas ordinarias, pastos y árboles de follaje. Durante el cretáceo y terciario, las coníferas formaron la vegetación predominante, mientras que en el carbonífero predominaban las plantas criptógamas.Otro de los factores que contribuyeron a la formación del carbón, es el clima, el cual controla la rata de crecimiento y la rata de descomposición, todo lo cual determina que se forme o no la turba. Los climas cálidos, húmedos, tropicales y sub tropicales son más favorables para el desarrollo de bosques de pantanos. Tales climas se han caracterizado por estas velocidades de acumulación y degradación de plantas. En climas templados y fríos, las ratas de crecimiento y descomposición de las plantas son más bajas. En florida y en Delta de Mississippi se han reportado velocidades de acumulación en la turba de 1,5 a 1 mm/año. En borneo ocurren ratas de acumulación por encima de 4 mm/año.Los mantos de carbón y las turberas modernas se pueden formar siempre y cuando las ratas de acumulación sean mayores que las de descomposición. La mayoría de los carbones antiguos probablemente se originaron en climas templados a tropicales.El tercer factor que contribuye a la formación del carbón es el ambiente de depositación. De este ambiente en gran parte depende la distribución lateral, el espesor, la composición y la calidad de los carbones. Para la formación y la preservación de depósitos significativos de turbas, se requiere un escenario de depositacion en la cual haya una alta productividad orgánica y una lenta subsidencia continua, de tal forma que la tabla de agua esté en o cerca de la superficie de la turba, y en el cual el pantano de la turbera, esté protegida por un buen tiempo, de invasiones de aguas marinas o el influjo de sedimentos clásticos. Estas condiciones aparentemente ocurrieron en el pasado y ocurren en el presente en

ambientes parálicos o límnicos, dentro de áreas relativamente estables tectónicamente, tales como una cuenca intracratonica.Como ya se dijo anteriormente, el espesor, la extensión lateral y la calidad de los carbones está afectada directamente por el ambiente depositacional que lo precedió, el que coexiste y el ambiente postdepositacional de la turba; el ambiente sedimentario que precede el pantano de turba forma la topografía en la cual el carbón se desarrolla, lo cual a su vez afecta el espesor y la extensión lateral del carbón. El ambiente que coexiste lateralmente con el pantano afecta directamente la continuidad lateral de los mantos, el que junto con el ambiente dentro del pantano directamente determina la composición del carbón.El ambiente postdepositacional afecta aún más la turba como resultado de la canalización. El que puede remover parte o toda la turba.

7. El carbón está compuesto por materia orgánica (macérales, carbono, hidrogeno, nitrógeno, etc.) y por materia inorgánica (humedad, cenizas, materia, mineral), asociados íntimamente. A continuación se muestra la composición típica de un carbón bituminoso alto volátil.

Los componentes orgánicos de un carbón se derivan de restos vegetales (leña, raíces, esporas, etc.) Los que durante el proceso de carbonificacion, son transformados a una serie de componentes litológicos del carbón, los que se pueden reconocer a simple vista y se conocen con el nombre del litotipos.

TALLER BENEFICIO DE MINERALES

TEMA: CARBÓN

DOCENTE:

VIVIANA ANDREA GIRALDO CUADROS

PRESENTADO POR:

LARRY CARREÑO

RICHARD TABORDA

BRAYAN REBAJE

GRUPO:

602

FUNDACION UNIVERSITARIA DEL AREA ANDINA

SEDE VALLEDUPAR

2014-III