شناخت انواع زغالسنگ یکی از پایهایترین و در عین حال مهمترین مباحث در حوزه معدن، انرژی و صنایع وابسته است. زغالسنگها بر اساس درجه دگرگونی (Coal Rank) طبقهبندی میشوند؛ یعنی میزان فشاری که در طول میلیونها سال تحمل کردهاند و مقدار کربنی که در ساختار آنها متمرکز شده است. هرچه درجه دگرگونی بالاتر باشد، زغالسنگ «پختهتر»، پرانرژیتر و صنعتیتر خواهد بود.
این چهار نوع اصلی—تورب، لیگنیت، بیتومینه و آنتراسیت—در واقع مراحل مختلف یک مسیر طبیعی هستند.
تورب (Peat) | نقطه آغاز مسیر زغالسنگ
تورب ابتداییترین مرحله در فرآیند تشکیل زغالسنگ است و از تجمع بقایای گیاهان در محیطهای باتلاقی و مرطوب به وجود میآید. در این مرحله، مواد آلی هنوز بهطور کامل دگرگون نشدهاند و ساختار گیاهی در بسیاری موارد قابل تشخیص است.
تورب دارای رطوبت بسیار بالا (گاهی بیش از 50 درصد) و درصد کربن پایین است. به همین دلیل ارزش حرارتی آن کم بوده و برای مصارف صنعتی سنگین مناسب نیست. از نظر ظاهری، تورب بیشتر شبیه خاک تیره یا مواد گیاهی فشرده است تا زغالسنگ کلاسیک.
ویژگیهای اصلی تورب:
- کمترین درجه دگرگونی
- رطوبت بسیار بالا
- ارزش حرارتی پایین
- دود و آلایندگی زیاد در صورت سوختن
کاربردها:
تورب بیشتر در برخی کشورها بهصورت محدود برای گرمایش محلی یا در کشاورزی (بهعنوان اصلاحکننده خاک) استفاده میشود و نقش صنعتی گستردهای ندارد.
لیگنیت (Lignite) | زغال قهوهای
لیگنیت مرحله بعدی پس از تورب است و به آن زغالسنگ قهوهای نیز گفته میشود. در این مرحله، مواد آلی تحت فشار و دمای بیشتری قرار گرفتهاند، اما هنوز فاصله زیادی با زغالسنگهای پرعیار دارند.
لیگنیت نسبت به تورب رطوبت کمتری دارد، اما همچنان میزان آب در آن بالاست. درصد کربن افزایش یافته، ولی خاکستر و مواد فرار همچنان قابل توجهاند. لیگنیت بهراحتی خرد میشود و از نظر مکانیکی نسبتاً ضعیف است.
ویژگیهای اصلی لیگنیت:
- رطوبت بالا (معمولاً 30 تا 45 درصد)
- ارزش حرارتی متوسط رو به پایین
- شکنندگی بالا
- حملونقل دشوار در مسافتهای طولانی
کاربردها:
مهمترین کاربرد لیگنیت در نیروگاههای حرارتی نزدیک معدن است. به دلیل هزینه بالای حمل و افت کیفیت، معمولاً لیگنیت در همان منطقه استخراج مصرف میشود.
زغالسنگ بیتومینه (Bituminous Coal) | ستون فقرات صنعت
بیتومینه پرکاربردترین و اقتصادیترین نوع زغالسنگ در جهان است. این نوع زغالسنگ تعادل مناسبی بین درصد کربن، مواد فرار و ارزش حرارتی دارد و به همین دلیل در صنایع مختلف مورد استفاده قرار میگیرد.
زغالسنگ بیتومینه رنگ سیاه براق دارد، رطوبت آن نسبتاً پایین است و در صورت انتخاب درست، میتواند برای تولید کک متالورژیکی نیز استفاده شود. البته همه بیتومینهها ککشو نیستند و این موضوع به خواص شیمیایی و پلاستیسیتی آنها بستگی دارد.
ویژگیهای اصلی بیتومینه:
- درصد کربن متوسط تا بالا
- ارزش حرارتی بالا
- قابلیت ککشدن (در برخی انواع)
- توازن مناسب بین قیمت و کارایی
کاربردها:
- تولید کک در صنعت فولاد
- سوخت نیروگاههای حرارتی
- صنایع سیمان و آهک
- ریختهگری و ذوب فلزات
آنتراسیت (Anthracite) | بالاترین درجه کیفیت
آنتراسیت بالاترین و خالصترین نوع زغالسنگ است. این نوع زغالسنگ تحت بیشترین فشار و دما قرار گرفته و دارای بیشترین درصد کربن ثابت و کمترین میزان مواد فرار است.
آنتراسیت سخت، متراکم، براق و کمدود است و هنگام سوختن شعله کوتاه و یکنواختی دارد. به دلیل کیفیت بالا و ذخایر محدود، قیمت آن نسبت به سایر انواع زغالسنگ بالاتر است.
ویژگیهای اصلی آنتراسیت:
- درصد کربن بسیار بالا (بیش از 85–90 درصد)
- کمترین میزان دود و آلایندگی
- ارزش حرارتی بالا
- مقاومت مکانیکی مناسب
کاربردها:
- سوخت صنعتی با کیفیت بالا
- صنایع ریختهگری خاص
- تصفیه آب و فیلترهای صنعتی
- گرمایش صنعتی و خانگی در برخی کشورها
مقایسه نهایی چهار نوع زغالسنگ
تورب در ابتدای مسیر قرار دارد و بیشتر یک ماده آلی نیمهخام محسوب میشود. لیگنیت یک زغالسنگ کمعیار با مصرف محلی است. بیتومینه ستون اصلی صنعت و انرژی جهان به شمار میرود و آنتراسیت محصول نهایی این فرآیند طبیعی، با بالاترین کیفیت و کمترین آلایندگی است.
هرچه از تورب به سمت آنتراسیت حرکت میکنیم:
- درصد کربن افزایش مییابد
- رطوبت و مواد فرار کاهش مییابد
- ارزش حرارتی بیشتر میشود
- کاربردها صنعتیتر و تخصصیتر میشوند
جمعبندی
تورب، لیگنیت، بیتومینه و آنتراسیت چهار ایستگاه یک مسیر طبیعی چندمیلیونساله هستند. شناخت تفاوت این مراحل، پایه تصمیمگیری در معدن، تجارت، فرآوری و مصرف زغالسنگ است. انتخاب درست نوع زغالسنگ میتواند بهرهوری صنعتی را افزایش داده و هزینهها و آلایندگی را بهطور چشمگیری کاهش دهد.
