Caratterizzazione del carbone
# Caratterizzazione del carbone

La caratterizzazione del carbone è lo studio analitico finalizzato alla determinazione della composizione chimica del carbone.

Questa è estremamente complessa ed è tuttora oggetto di studio. In generale si distinguono componenti organiche (che sono prevalenti) dette, "macerali", ed inorganiche (costituenti minori), dette "minerali".

Esistono due tipi di analisi per caratterizzare il carbone:

* analisi immediata (o approssimata)
* analisi elementare.

## Analisi immediata o approssimata

Consente di determinare umidità, ceneri, sostanze volatili e carbonio fisso secondo le seguenti metodologie:

* umidità: perdita in peso percentuale in seguito a riscaldamento a 104-110 °C prolungato fino a peso costante;
* ceneri: percentuale di peso residua dopo combustione completa;
* sostanze volatili: perdita in peso percentuale in seguito a riscaldamento del campione essiccato in assenza di aria fino a 950 °C per 7 minuti;
* carbonio fisso: si ottiene per sottrazione dal peso totale di tutti gli altri contributi.

Le grandezze sopra descritte hanno un'influenza diretta sulla combustione

| Grandezza | Influenza su |
| - | - |
| umidità | potere calorifico |
| ceneri | residuo incombustibile |
| sostanze volatili | modalità di combustione e stabilità |
| carbonio fisso | classe di appartenenza |

## Analisi elementare

Consente di determinare il tenore in peso dei principali costituenti atomici del carbone: carbonio, idrogeno, ossigeno, zolfo e azoto. Tale determinazione si effettua su materiale essiccato e non tiene conto delle ceneri. Viene quindi accoppiata con quella del contenuto di ceneri e di umidità.

I risultati dell'analisi elementare consentono di stimare:

* potere calorifico
* rango di carbonificazione
* quantità prodotta di alcuni degli inquinanti che si formano durante la combustione (ossidi di azoto e di zolfo).

Nella lettura dei dati di analisi occorre prestare attenzione alla base di calcolo con cui vengono forniti. Ci sono più possibilità: peso totale, base secca, base umida priva di ceneri, base secca priva di ceneri.

## Altre analisi

Sono spesso effettuate le seguenti analisi:

* distribuzione dello zolfo: minerale $(FeS_2,$ solfati) ed inorganico (20 - 80% del totale). Il contenuto di zolfo definisce il grado del carbone (S<1% basso zolfo, S=1-3% medio zolfo, S>3% alto zolfo);
* analisi del contenuto minerale $(SiO_2,$ $Al_2O_3,$ $Fe_2O_3,$ CaO, MgO, $Na_2O,$ $K_2O,$ BaO, $TiO_2,$ $P_2O_5)$ e valutazione del comportamento a fusione delle ceneri.

Il carbone viene utilizzato anche per vulcanizzazione.

