Steenkool

Steenkool (antrasiet)

Steenkool^[1] is 'n harde, vaste, swart sedimentêre gesteente, wat as gevolg van karbonisasie (verkoling) uit die plantreste van prehistoriese oerwoude gevorm is. Koolstof beslaan meer as 50 persent van sy gewig en meer as 70 persent van sy volume. Steenkool speel 'n belangrike rol as fossielbrandstof en word saam met koolstof vir die staalvervaardiging gebruik. Vanweë sy ekonomiese belangrikheid word steenkool soms ook "swart goud" genoem.

Geskiedenis

Die verhaal van steenkool het in die Karboontydperk, na raming ongeveer 300 miljoen jaar voordat mense die aarde bewoon het, begin. Gedurende hierdie tyd het digte woude, moerasse, riviere en welige plantegroei die aarde bedek. Mettertyd is 'n dik laag dooie plantmateriaal gevorm wat later ontbind het, en deur die suur water van omliggende moerasse bedek is. 'n Beperkte suurstofvoorraad het voorkom dat aanvallende bakterieë die plantmateriaal onder die water totaal vernietig. Oor 'n tydperk van miljoene jare het ontelbare ton grond en rots die dooie plantegroei stadigaan saamgepers en verander.

As gevolg van die stygende hitte en druk, het dooie plantemateriaal veen gevorm. Die veen het ligniet (bruinkool) geword. Dit het verhard en eers bitumineuse steenkool gevorm voordat energieryke antrasiet uiteindelik ontstaan het. Hoe groter die hitte en druk, hoe hoër is die persentasie suiwer koolstof in die steenkool. Veen het 'n koolstofinhoud van ongeveer 60% en 'n energiewaarde van minder as 14 MJ per kilogram, terwyl antrasiet 'n koolstofinhoud van 94% en 'n energiewaarde van meer as 30 MJ per kilogram het.

Vorming en petrografie

Steenkool is 'n organiese afsettingsgesteente wat uit die omsetting van plantaardige materiaal ontstaan. Die suiwerheid daarvan word bepaal deur die konsentrasie van die materiaal in die verskillende aardlae. Dit gebeur byvoorbeeld dikwels dat sand en klei saam met die plantmateriaal saamgepers word, wat na verbranding as vorm. Inkoling (proses van steenkoolvorming) het veral tydens die Bo-Karboon (ongeveer 300 miljoen jaar gelede) en die Tersiêr (ongeveer 40 miljoen jaar gelede) plaasgevind.

Die versamelde plantmassas uit die Tersiêr het nog nie steenkool gevorm nie, maar wel bruinkool. Steenkoolvorming het veral in drie omgewings plaasgevind, naamlik in kusmoerasse, riviermoerasse en binnelandse veengebiede. Die steenkool in die kusmoerasse is gevorm tydens periodieke oorstromings deur die see, waarby massas plante onder sand en klei begrawe is. By riviermoerasse het die plantmateriaalversameling plaasgevind deur die verskuiwing van rivierbeddings en in die binnelandse veengebiede het die steenkoolvorming in swak gedreineerde grond plaasgevind.

Petrografie

Die elementêre mikroskopiese bestanddele van steenkool staan bekend as maserale. Dit word ingedeel in aktiewe maserale met die groepname vitriniet (waaronder kolliniet en teliniet) en eksiniet (alginiet, sporiniet en resiniet), en onaktiewe maserale met die groepnaam inertiniet (fusiniet, makriniet en mikriniet). 'n Belangrike maseraal is bv. kolliniet, 'n struktuurlose, kolloïdale stof wat ontstaan deur die polimerisasie (kettingvorming) van lignien.

Dit vorm vitriet (glanskool), wat uit byvoorbeeld veengebiede afkomstig is. Dit het 'n hoe glans, maar is bros en kom slegs in klein brokkies voor. Vitriet word onder meer vir die bereiding van kooks gebruik. Duriet (matkool) is afkomstig uit moerasse en is dikwels afwisselend glansend en mat. Daarom staan dit ook as streepkool bekend. Dit bevat vlugtige bestanddele soos metaan en brand daarom redelik maklik.

Fusiet (roetkool) het 'n gedeeltelik sigbare houtstruktuur en is bros en dof. Dit is nie geskik vir kooks nie, maar het 'n redelike warmtewaarde en kan vir verhitting gebruik word. Na gelang van die stadium van steenkoolvorming word steenkool oor die algemeen in die volgende groepe ingedeel:

• Veen, 'n bruin kool wat ongeveer 60 % koolstof (C) bevat.
• Bruinkool, wat donkerbruin tot swart is en 60 tot 80 % C bevat.
• Steenkool, wat swart is en dikwels nog herkenbare plantreste bevat, met 70 tot 90 % C.
• Antrasiet, waarin plantreste nie meer herken kan word nie, met 90 tot 100 % C.
• Grafiet, wat 100 % C bevat.

Ontginning

Daar is twee soorte steenkoolmyne: die oopgroefmyn, en die mynskag. Dagmynbou (die oop myn) is geskik vir oppervlaklae waar die deklaag grond en rots eenvoudig weggeskraap kan word om die steenkool te bereik. Waar steenkoollae dieper geleë is, moet 'n skag gegrawe word. Moderne masjiene vergemaklik die taak van die mynwerkers. Reuse-aardbore boor in die blootgelegde steenkoollaag en gooi tonne steenkool op 'n vervoerband agter die boor.

Terwyl die boormasjien vorder, word die dak ondersteun deur hidrouliese mynstutte wat hulle outomaties aanpas by die vrag wat hulle moet dra. Vroeër het oop myne die landskap ontsier, maar vandag grawe meganiese grawers die steenkool uit, terwyl groot meganiese skopgrawe die bogrond terugplaas sodat die landskap weer gou kan herstel.

Steenkoolprodukte

Gedurende die afgelope dekades het steenkool se aandeel in die wêreld se energiemark geleidelik gekrimp ten gunste van die olie- en gasnywerheid. Baie produkte wat eers uit koolteer vervaardig is, word nou van olie gemaak. Daar is voorheen gespekuleer dat die bordjies egter teen die jaar 2000 verhang sou word, aangesien meer en meer steenkool in verskillende brandstowwe omgesit word. Brittanje en Amerika werk saam aan die ontwikkeling van die KOGAS-proses waardeur steenkool in vloeibare brandstowwe omgesit word en aardgas vervang. In Suid-Afrika skakel SASOL al sedert 1955 steenkool om in petroleum, hierdie bedryf is in 2024 steeds aktief.^[2]

Wêreldreserwes

Soos brandstowwe duurder word en die tegnologie verbeter, word dit ekonomies om steenkool te delf wat voorheen as onbruikbaar beskou is as gevolg van die ligging of dunheid van steenkoollae. Na raming besit die VSA ongeveer 31% van die bruikbare steenkoolreserwes van 652 miljard ton, Rusland ongeveer 23%, Wes-Europa 18%, en China 14%.

'n Oopgroefsteenkoolmyn in Garzweiler, Duitsland.

Bronne

• Wêreldspektrum, 1982, ISBN 0908409672, volume 26, bl. 165, 166

Kyk ook

• Steenkoolanalise
• Vloeibare aardgas

Verwysings

1. coal. (2008). Encyclopædia Britannica. Deluxe Edition. Chicago: Encyclopædia Britannica.
2. "SASOL Technology Coal R&D" (PDF). SASOL.

Eksterne skakels

• Wikimedia Commons het meer media in die kategorie Steenkool.

Sien steenkool in Wiktionary, die vrye woordeboek.