ما هو الفحم الحجري؟
يُعرف الفحم الحجري (بالإنجليزية:Coal) بأنه صخور رسوبية سوداء أو بنية سوداء اللون قابلة للاحتراق تحتوي على كمية عالية من الكربون والهيدروكربونات، بالإضافة إلى أن الفحم يُصنف كمصدر طاقة غير متجدد؛ لأن تكوينه يستغرق ملايين السنين، ويحتوي الفحم على طاقة مخزنة بواسطة النباتات التي عاشت قبل مئات الملايين من السنين في المستنقعات والغابات.[١]
كيف يتكون الفحم الحجري؟
يتكون الفحم في الأحواض الرسوبية التي تنحسر فيها الأرض، والتي تتراكم فيها النباتات الميتة، إذ يتشكل الفحم عندما تغطي الرواسب المختلفة مادة نباتية وفيرة مُتراكمة بسرعة تعيق تحللها، فيؤدي الضغط الناجم من وزن الرواسب الموجودة فوق الطبقات العضوية إلى زيادة درجة الحرارة والضغط، مما يؤدي إلى حدوث تغييرات فيزيائية وكيميائية في المادة النباتية، تشمل خروج الماء وثاني أكسيد الكربون والميثان منها، وبالتالي تصبح المادة مخصبة تدريجياً بالكربون، ومع زيادة الوقت، وارتفاع الحرارة والضغط، تتحول المادة النباتية أولاً إلى الخث، ثم تتبعها سلسلة تحولات من فحم بني، ثم الفحم شبه القاري، والفحم القاري، وأخيراً تكون فحم الأنثراسيت.[٢]
ما هي مكونات الفحم الحجري؟
يختلف الفحم الحجري عن الصخور الأخرى بكونه يتكون في الغالب من جزيئات عضوية تحتوي على الكربون والهيدروجين والنيتروجين والأكسجين والكبريت، وتُعد هذه المركبات اللبنات الأساسية للفحم، بنفس الطريقة التي تُشكل بها المعادن الصخور، ويمكن أن يحتوي الفحم على أجزاء من الأشجار والنباتات والفطريات، بما في ذلك البذور واللحاء والجراثيم والجذور والسيقان، والتي بدورها تحدد المواد المعدنية الكيمياء الداخلية للفحم.[٣]
يحتوي الفحم أيضًا على مكون غير عضوي، يمكن أن يحدث كطبقات منفصلة داخل الفحم أو مشتت كحبوب مفردة أو بلورات في جميع أنحاء المصفوفة العضوية، حيث يمكن أن تتكون هذه الطبقات من رواسب دقيقة الحبيبات ترسبت خلال حدوث فيضان، أو طبقات غنية بالرماد ترسبت من سقوط الرماد البركاني، ويمكن أن تكون المعادن المنتشرة في جميع أنحاء الفحم أولية، بمعنى أنها ترسبت مع المادة العضوية عن طريق الرياح أو الماء، أو ثانوية، مما يعني أنها تشكلت بعد ترسب المادة العضوية.[٣]
ما هي أنواع الفحم الحجري؟
يتم تقسيم الفَحم الحجري إلى أربعة أنواع أو أصناف رئيسية تِبعًا لمحتواها من الكربون، وكقاعدة عامة يعتمد تصنيف الفحم على جودة احتراقه، وفيما يلي تصنيف وذكر لأنواع الفحم الحجري:[٤]
- اللجنايت: يشار إليه أيضًا بالفحم البني، وهو أدنى مرتبة من الفحم، ويستخدم تقريبًا كوقود لتوليد الطاقة الكهربائية، ويحتوي على نسبة تتراوح من 25٪ إلى 35٪ من الكربون.
- الفحم الحجري تحت القاري: يتم استخدام هذا النوع بشكل أساسي كوقود لتوليد الطاقة الكهربائية، إذ يحتوي عمومًا على نسبة كبريت أقل من الأنواع الأخرى، مما يجعل نظيفاً من حيث الحرق، ويحتوي على نسبة تتراوح من 35٪ إلى 45٪ من الكربون.
- الفحم البيتوميني: يتواجد هذا الفحم باللون الأسود وأحيانًا البني الغامق، ويتم استخدام كميات كبيرة منه لتطبيقات الحرارة والطاقة في مجال التصنيع، ويحتوي على نسبة تتراوح من 45٪ إلى 86٪ من الكربون.
- فحم أنثراسايت: يمتاز هذا النوع من الفحم بلونه الأسود الامع ذو البنية الصلبة، إذ يستخدم بصورة رئيسية في التدفئة المنزلية والصناعات الفولاذية، ويحتوي على نسبة تتراوح من 86٪ إلى 97٪ من الكربون.
المراجع
- ↑ "Coal explained", eia, 19/10/2021, Retrieved 22/7/2022. Edited.
- ↑ "Coal", ga, Retrieved 22/7/2022. Edited.
- ^ أ ب "What is Coal?", wsgs.wyo, Retrieved 21/7/2022. Edited.
- ↑ "COAL", studentenergy, Retrieved 21/7/2022. Edited.
