Combustibles en la industria metalúrgica (página 2)

Las baterías modernas únicamente difieren de
éstas en la escala y la
sofisticación de los detalles. Una batería moderna
puede estar formada por unos 70 hornos de coque. Cada horno tiene
del orden de 6 m de altura, 450 mm de anchura y 16 m de longitud
o fondo. Esto significa unos 37 m3 de volumen y unas 30
t de carbón por horno. El aumento de la anchura de los
hornos, junto con una velocidad de
coquización más baja, al utilizar cámaras
más anchas, dio lugar a resultados inesperados en cuando a
la ampliación de la gama de carbones que podían ser
coquizados. 

 Carbón

 Es un combustible sólido de origen vegetal
.Además de carbono, el
carbón contiene hidrocarburos volátiles,
azufre y nitrógeno, así como cenizas y otros
elementos en menor cantidad (potasio, calcio, sodio, magnesio,
etcétera).

ORIGEN

En eras
geológicas remotas, y sobre todo en el periodo
carbonífero (que comenzó hace 362,5 millones
de años), grandes extensiones del planeta estaban
cubiertas por una vegetación abundantísima que
crecía en pantanos. Al morir las plantas, quedaban
sumergidas por el agua y se
producía la descomposición anaeróbica de la
materia
orgánica.. Debido a la acción
de las bacterias
anaeróbicas, la materia orgánica fue ganando
carbono y perdiendo oxígeno
e hidrógeno, y se formaron las turberas( La
formación de turba constituye la primera etapa del
proceso por el
que la vegetación se transforma en carbón); este
proceso, unido a los incrementos de presión
por las capas superiores, así como los movimientos de la
corteza terrestre y, en ocasiones, el calor
volcánico, comprimieron y endurecieron los
depósitos con el paso del tiempo, y
provocaron cambios físicos y químicos en los restos
orgánicos y los transformaron en lo que hoy conocemos como
carbón

TIPOS

Los diferentes tipos de carbón se clasifican
según su contenido de carbono fijo. La turba, la primera
etapa en la formación de carbón, tiene un bajo
contenido de carbono fijo y un alto índice de humedad. El
lignito, el carbón de peor calidad, tiene un
contenido de carbono mayor. (Tiene una capacidad
calorífica inferior a la del carbón común
debido al gran contenido de agua (43,4%) y
bajo de carbono (37,8%); el alto contenido de materia
volátil (18,8%) provoca la desintegración
rápida del lignito expuesto al aire. El calor
del lignito es de 17.200 kJ por kg. ) El carbón
bituminoso tiene un contenido aún mayor, por lo que su
poder
calorífico también es superior. La
antracita(tb llamado hulla seca) es el carbón con
el mayor contenido en carbono y el máximo poder
calorífico. La presión y el calor adicionales
pueden transformar el carbón en grafito, que es
prácticamente carbono puro.

Turba: combustible fósil formado por
materias vegetales más o menos carbonizadas. La turba
contiene el 60% d carbono y es un combustible d poco poder
calorífico que desprende mucho humo y deja como residuo
cenizas.

en las turberas altas la variedad de carbón obtenido,
el lignito, será más rico en carbono y más
pobre en oxígeno que la turba, y por tanto de mejor
calidad. Sin embargo, su poder calorífico es aún
inferior al de la hulla (otra forma de carbón).

La hulla

Si el fondo de la marisma o pantano tiene una pendiente
relativamente acentuada, no se formará lignito, sino
hulla, otra variedad de carbón. El bosque se presenta
entonces como una banda relativamente estrecha que bordea la
marisma, de la cual parten a la deriva viejos troncos y ramas
rotas que se empapan de agua y terminan por zozobrar.

Los restos más ligeros, como las hojas, que flotan
mejor, son trasladados más lejos antes de caer al fondo.
En ciertos casos se puede observar la huella de todos estos
restos vegetales a lo largo de la veta de carbón: en
primer lugar, los tocones de los árboles
enraizados en los sedimentos depositados por los ríos; a
continuación, las ramas y troncos caídos; y, por
fin, las ramillas con las hojas (hullas grasas) e incluso
los granos de polen. A partir de observaciones hechas en las
minas se ha podido reconstruir el paisaje marismeño que
acaba de ser descrito, pues no se conoce ningún ejemplo
actual.

En tiempos geológicos primero se formó la turba,
posteriormente el carbón café;
éste se convirtió en lignito, que a su vez
pasó a ser carbón subituminoso; este último
se transformó en carbón bituminoso, que incluye a
la hulla (el carbón que se usa para cocinar) y finalmente
en antracita, que es el carbón más antiguo. Todos
éstos son los diferentes tipos de carbón.

EXPLOTACIÓN

El carbón se encuentra en casi todas las regiones del
mundo, pero en la actualidad los únicos depósitos
de importancia comercial están en Europa, Asia, Australia,
Suráfrica y América
del Norte.

Cuando los expertos realizan estimaciones sobre la cantidad de
carbón en el mundo, distinguen entre reservas y recursos. Se
consideran reservas los depósitos de carbón que
pueden ser explotados con la tecnología existente,
es decir, con los métodos y
equipos actuales. Los recursos son una estimación de todos
los depósitos de carbón existentes en el mundo,
independientemente de que sean o no accesibles desde el punto de
vista comercial. Las exploraciones geológicas han
permitido localizar los yacimientos de carbón más
extensos del mundo

El carbón se puede obtener de dos formas: en minas de
cielo abierto o de tajo y en minas subterráneas. Cuando se
descubre una veta de carbón, se requiere conocer tanto el
volumen del yacimiento como la profundidad, ya que estos factores
determinan el hecho de que la explotación de la mina sea
económicamente rentable.

Una vez que se obtiene el carbón, se lava para quitarle
el azufre 0(en las centrales carboeléctricas puede
utilizarse sin lavar), después se pulveriza en un molino y
se transporta en ferrocarril o en tuberías, suspendido en
agua y posteriormente se recupera por centrifugación.

UTILIDAD

La diversidad y abundancia de las reservas de carbón a
nivel mundial, significan que el carbón puede afrontar el
desafío estratégico de contar con energía
segura., Se pronostica que una vez las reservas económicas
de petróleo y gas se hayan
agotado, habrá todavía muchas reservas de
carbón ampliamente disponibles para satisfacer las
necesidades de energía del mundo. El carbón puede
también atender el desafío económico de
producir energía para las industrias y
hogares a un costo razonable y
con la debida atención al medio ambiente.

¿Por qué es el carbón tan importante
para la vida diaria en el mundo entero?

El carbón es el combustible fósil más
abundante, seguro y de
suministro garantizado en el mundo. Puede utilizarse en forma
limpia y económicamente.

– Abundante: Las reservas de carbón son extensas
y están presentes en muchos países; en la
actualidad el carbón se explota en más de 50
países.

– Seguro: El carbón es estable y por tanto es el
combustible fósil más seguro desde los puntos de
vista de su transporte,
almacenamiento y
utilización.

– Suministro Garantizado: La abundancia de las reservas
significa que a los usuarios de carbón se les puede
garantizar la seguridad de los
suministros del recurso y ello a su vez, a precios
competitivos, asegura el suministro de la electricidad
necesaria para los usos industriales y domésticos.

– Limpio: Usando tecnologías disponibles, puede
ahora quemarse el carbón limpiamente en todo el mundo.

– Económico: A nivel mundial, el carbón
es un combustible competitivo para la generación de
electricidad, sin la cual la vida en el mundo moderno
sería virtualmente imposible. Es la principal fuente de
energía para la generación eléctrica en el
mundo entero.

Usos del Carbón

El carbón tiene muchos usos importantes, aunque los
más significativos son la generación
eléctrica, la fabricación de acero y cemento y los
procesos
industriales de calentamiento. En el mundo en desarrollo es
también importante el uso doméstico del
carbón para calefacción y cocción.

El carbón es la mayor fuente de combustible usada para
la generación de energía
eléctrica. Más de la mitad de la producción total de carbón a nivel
mundial, provee actualmente cerca del 40% de la electricidad
producida mundialmente. Muchos países son altamente
dependientes del carbón para su electricidad; el mismo es
también indispensable para la producción de
hierro y
acero; casi el 70% de la producción de acero proviene de
hierro hecho en altos hornos, los cuales utilizan carbón y
coque. La mayoría de las plantas de cemento del mundo son
alimentadas con carbón

El carbón se utiliza en la industria
siderúrgica, como coque, la industria metalúrgica,
los sistemas de
calefacción central, la producción de gas y otros
combustibles sintéticos y en las centrales
carboeléctricas.

Los carbones bituminosos son coquizables, es decir, que
mediante un proceso de destilación se elimina la materia
volátil del carbón, quedando un carbón de
muy buena calidad que se denomina coque y que es de gran utilidad en la
industria siderúrgica (producción de hierro y
acero, este último es precisamente una aleación de
hierro y carbono) y metalúrgica.

Los carbones subituminosos, llamados de flama larga por la
forma en que se realiza la combustión, no se pueden transformar en
coque y se utilizan en las centrales carboeléctricas

Todos los tipos de carbón tienen alguna utilidad. La
turba se utiliza desde hace siglos como combustible para fuegos
abiertos, y más recientemente se han fabricado briquetas
de turba y lignito para quemarlas en hornos. La siderurgia
emplea carbón metalúrgico o coque, un
combustible destilado que es casi carbono puro. El proceso de
producción de coque proporciona muchos productos
químicos secundarios, como el alquitrán de
hulla, que se emplean para fabricar otros productos. El
carbón también se utilizó desde principios del
siglo XIX hasta la II Guerra Mundial
para producir combustibles gaseosos, o para fabricar
productos petroleros mediante licuefacción. La
fabricación de combustibles gaseosos y otros productos a
partir del carbón disminuyó al crecer la
disponibilidad del gas natural. En
la década de 1980, sin embargo, las naciones
industrializadas volvieron a interesarse por la
gasificación y por nuevas
tecnologías limpias de carbón. La
licuefacción del carbón cubre todas las necesidades
de petróleo
de Suráfrica.

Ciertos productos de la combustión del
carbón pueden tener efectos perjudiciales sobre el
medio
ambiente. Al quemar carbón se produce
dióxido de carbono entre otros compuestos. Muchos
científicos creen que debido al uso extendido del
carbón y otros combustibles fósiles (como
el
petróleo) la cantidad de dióxido de carbono en
la atmósfera terrestre podría aumentar
hasta el punto de provocar cambios en el clima de la Tierra
(véase Calentamiento global; Efecto
invernadero). Por otra parte, el azufre y el nitrógeno
del carbón forman óxidos durante la
combustión que pueden contribuir a la formación de
lluvia ácida.

Autor:

Ignacio Mamani Suca

CURSO:   PIROMETALURGIA

VIII SEMESTRE

AREQUIPA – PERÚ

2008