Čierne uhlie

Čierne uhlie možno rozoznať od hnedého uhlia najjednoduchšie na základe vrypu, ktorý je pri čiernom uhlí čierny[1]. Líši sa tiež nižším obsahom vody (od 4 do 14%)[2]. Obsahuje asi 72 (resp. 75%[3]) až 92% uhlíka a približne 10 - 42%[4] 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[2]. Odraznosť vitrinitu sa pri čiernom uhlí pohybuje okolo 0,5 až 2,8[5].

Podľa množstva prchavých látok, výhrevnosti a koksovateľnosti sa rozoznáva niekoľko typov čierneho uhlia. Následné členenie je používané v Česku a na Slovensku[1]:

• 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.

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[6]. Teplota pri preuhoľnení pri vzniku čierneho uhlia sa pohybuje od 60 do 180°C[5]. 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.