Čierne uhlie usadené horniny, kaustobiolity
Čierne - bitumenózne uhlie (foto USGS).
Zloženie
Hlavné minerály	bitumenózna zložka – (litotyp)
Akcesórie	kremeň, kalcit, íly, sulfidy železa
Vlastnosti
Textúra	masívna, lesklá až vláknitá
Farba	hnedá až čierna
Portál vedy o Zemi

Čierne uhlie (iné názvy: kamenné uhlie , bituminózne/bitumenózne/bitúmenové/živičné/dechtovité uhlie^[3][4][5][6] ) je kaustobiolit, druh horľavej usadenej horniny, jeden z najkvalitnejších typov uhlia. Uhlie vzniklo z organického materiálu väčšinou v prvohorách alebo druhohorách.

Ide o horľavú surovinu, ktorá sa používa predovšetkým ako palivo na získavanie tepla a energie. Vzniklo z odumretých rastlinných zvyškov.

Charakteristika

Čierne uhlie možno rozoznať od hnedého uhlia najjednoduchšie na základe vrypu, ktorý je pri čiernom uhlí čierny^[7]. Líši sa tiež nižším obsahom vody (od 4 do 14%)^[8]. Obsahuje asi 72 (resp. 75%^[9]) až 92% uhlíka a približne 10 - 42%^[10] resp. 45% horľavých prchavých látok. Obsahuje tiež 75-97% (prípadne aj viac) uhlíka, 1,5-5,7% vodíka, 1,5-15% kyslíka, 0,5-4% síry; do 1,5 % dusíka, množstvo popola sa pohybuje obyčajne od 2 až 4 % do 45%. Výhrevnosť čierneho uhlia sa pohybuje medzi 23,8 MJ/kg po 36,6 MJ/kg pri kvalitnejšom uhlí^[8]. Odraznosť vitrinitu sa pri čiernom uhlí pohybuje okolo 0,5 až 2,8^[11].

Klasifikácia

Podľa množstva prchavých látok, výhrevnosti a koksovateľnosti sa rozoznáva niekoľko typov čierneho uhlia. Následné členenie je používané v Česku a na Slovensku^[7]:

• plamenné čierne uhlie - je nevhodné na výrobu koksu, lebo je málo preuhoľnené, prchavé zložky tvoria viac než 35% hmotnostných %
• plynové čierne uhlie - je vhodné na výrobu svietiplynu
• mastné čierne uhlie - je vhodné na výrobu hutníckeho a zlievačského koksu, stredne preuhoľnené
• chudé čierne uhlie - je vhodné ako energetická surovina (v anglicky hovoriacich krajinách označované ako "steam coal")
• antracitové čierne uhlie - má obsah prchavých zložiek medzi 8 a 17 hmotnostných %, vysoko preuhoľnené
• antracit - má obsah prchavých zložiek menší než 8 hm. %

Existujú rôzne klasifikácie používané v bývalom ZSSR, Západnej Európe a USA. Medzinárodná klasifikácia sa okrem už uvedených parametrov zakladá aj na jeho spekavosti.

Vznik

Prvé čierne uhlie sa objavuje už v silúre a devóne, najrozšírenejšie je však v karbónskych, permských a jurských súvrstviach. Keďže väčšina čierneho uhlia vznikla v prvohorách, predstavujú ho najčastejšie zvyšky nedokonale rozložených vyšších rastlín ako sú paprade, prasličky a plavúne. Tieto organické zvyšky museli byť nahromadené vo veľkom množstve a prekryté mladšími zvyškami alebo inými usadenými horninami, ktoré zabránili prístupu vzduchu a ich následnej oxidácii. Následne boli v dôsledku tlaku a vyššej teploty postupne premenené na uhlie. Preuhoľňovanie (karbonifikácia) má niekoľko štádií (porašelinné, hnedouhoľné a napokon čiernouhoľné až antracitické štádium). Čiernouhoľné štádium je charakteristické procesom vitrizácie, kedy sa uhoľná hmota, hlavne dovtedy výrazne nepozmenené vosky a živice v dôsledku fyzikálno-chemických činiteľov ďalej menia. Humusová zložka sa mení na vlastnú čiernouhoľnú substanciu. Uhoľná hmota získava silný lesk, vzrastá aj jej kompaktnosť a tvrdosť^[12]. Teplota pri preuhoľnení pri vzniku čierneho uhlia sa pohybuje od 60 do 180 °C^[11]. Čierne uhlie je obvykle staršie ako hnedé, stupeň preuhoľnenia však závisí od viacerých faktorov. Pri vyššom tepelnom toku v zemskej kôre môže dosiahnuť vyšší stupeň preuhoľnenia aj mladšie uhlie.

Referencie

Chemický portál