Come si fa il carbone
Il carbone è un combustibile fossile di origine organica che viene utilizzato per produrre energia elettrica, acciaio, cemento e altri prodotti industriali. Ma come viene fatto il carbone? In questo articolo esploreremo il processo di produzione del carbone, dal suo punto di partenza alla sua comparsa sul mercato.
Il processo di produzione del carbone inizia con la materia organica in decomposizione, come la torba o la lignite. Questi materiali si sono accumulati nel corso di migliaia di anni in aree paludose e inondabili, dove sono stati sommersi e privati dell’ossigeno nell’ambiente anaerobico. In questo modo, la materia organica non viene completamente decomposta, ma si trasforma in una sostanza fibrosa e porosa chiamata torba.
La torba è il primo stadio nel processo di formazione del carbone, ed è costituita da un misto di sostanze organiche e acqua. Viene estratta attraverso l’estrazione a cielo aperto, con l’uso di macchine scavatrici. Una volta estratta, la torba viene essiccata all’aria aperta, in modo che l’acqua evapori e la torba si riduca in volume.
A questo punto, la torba viene trasformata in lignite. La lignite è la fase successiva della formazione del carbone, ed è costituita principalmente da carbonio, idrogeno e ossigeno. Viene estratta nelle miniere sotterranee, con l’uso di macchine scavatrici e di trasporto.
La lignite viene poi trasformata in carbonella, che è una forma di carbone di bassa qualità. La carbonella viene prodotta attraverso il processo di carbonizzazione, in cui la lignite viene riscaldata in assenza di ossigeno. Questo processo rimuove l’acqua e i composti volatili dalla materia prima, lasciando la carbonella.
Infine, la carbonella viene trasformata in carbone mediante la carbonizzazione continua. In questo processo, la carbonella viene riscaldata sotto l’azione di un flusso di gas. Il riscaldamento rimuove gli elementi volatili, lasciando solo il carbonio come prodotto finale. Il carbone risultante viene poi selezionato, lavato e confezionato per il commercio.
In conclusione, il processo di produzione del carbone varia in base al tipo di materia prima utilizzata e alla tecnologia di produzione impiegata. Tuttavia, il risultato finale è sempre lo stesso: un combustibile fossile di grande importanza per l’economia globale.
La formazione del carbone
Il carbone è una roccia sedimentaria che si forma dalla trasformazione di materia organica. La formazione del carbone è un processo complesso che richiede l’azione di diversi fattori. Si pensa che la principale fonte di materia organica necessaria per la formazione del carbone sia rappresentata dalla vegetazione terrestre, in particolare dalle piante lignee.
Il processo che porta alla formazione del carbone inizia con la deposizione di grandi quantità di resti vegetali in aree paludose e umide, dove la scarsa ossigenazione impedisce il normale processo di decomposizione. Questi resti vegetali si accumulano progressivamente, dando vita a una sostanza chiamata torba. La torba è costituita principalmente da acqua e da resti vegetali parzialmente decomposti, che presentano una consistenza spugnosa e una colorazione bruna.
Perché la torba si trasformi in carbone, è necessaria l’azione di alcune forze geologiche. In particolare, la torba deve venire esposta all’aria per un lungo periodo di tempo, subendo così l’azione dell’ossidazione e della perdita di acqua. In questo modo, la torba si trasforma in lignite, una roccia dal colore marroncino con una maggior quantità di carbonio rispetto alla torba.
Ma il processo di trasformazione della torba in carbone non finisce qui. Infatti, la lignite è a sua volta soggetta all’azione del calore e della pressione. Con l’aumentare della temperatura e della pressione, la lignite perde sempre più acqua e si trasforma in carbone con una maggiore concentrazione di carbonio. Il carbone ottenuto da questo processo viene chiamato antracite e presenta un colore nero brillante.
La formazione del carbone può richiedere da alcune centinaia di anni a diverse migliaia di anni. Tuttavia, le condizioni ambientali necessarie per questo processo devono essere presenti per un periodo estremamente lungo, anche fino a milioni di anni. Ecco perché il carbone è una risorsa naturale preziosa e limitata, che richiede una gestione attenta e sostenibile.
La lavorazione del carbone
La lavorazione del carbone è una lunga e complessa serie di processi che permettono di ottenere un prodotto di qualità elevata, adatto all’utilizzo come combustibile nella produzione di energia.
Estrazione del carbone
La prima fase della lavorazione del carbone è l’estrazione. Il carbone viene estratto dalle miniere sotterranee o a cielo aperto. Nelle miniere sotterranee, i minatori scavano gallerie e ne estraggono il carbone a mano o con macchinari appositi. Nelle miniere a cielo aperto, invece, le macchine scavano la terra fino a raggiungere il deposito di carbone.
Una volta estratto, il carbone viene trasportato alla superficie attraverso un sistema di trasporto con nastro trasportatore o su veicoli appositi.
Lavaggio del carbone
Una volta estratto il carbone, viene lavato per rimuovere le impurità. Il processo di lavaggio consiste nel separare il carbone dalle rocce e dai minerali che lo accompagnano. Nel caso del carbone a cielo aperto, il processo di lavaggio viene effettuato direttamente in cava, mentre nel caso del carbone estratto dalle miniere sotterranee il lavaggio avviene alla superficie.
In genere il processo di lavaggio prevede tre fasi successive: la frantumazione, la separazione dei materiali e la classificazione.
Frantumazione
L’obiettivo della frantumazione è quello di ridurre il carbone in piccoli frammenti, in modo da agevolarne la successiva separazione dalle impurità. Il carbone viene frantumato in diverse dimensioni a seconda dell’utilizzo che se ne farà.
Separazione dei materiali
Una volta frantumato, il carbone viene separato dalle impurità attraverso il processo di differenziazione gravitazionale. Grazie a questa tecnica risulta più facile separare il carbone dalle rocce e dai minerali che lo accompagnano. In pratica, il carbone viene immerso in un liquido o in un gas e la differenza di peso tra le particelle permette di separarle.
Classificazione
In questa fase, i frammenti di carbone vengono suddivisi in diverse categorie a seconda della dimensione. Il prodotto finito viene poi selezionato in base alle sue caratteristiche chimiche e fisiche.
Trasformazione del carbone
Dopo essere stato estratto e lavato, il carbone viene trasformato in modo da renderlo utilizzabile come combustibile. Il processo di trasformazione del carbone prevede l’impiego di tecnologie di combustione avanzate, che permettono di ridurre le emissioni nocive nell’atmosfera e di utilizzare il carbone in modo efficiente ed economico.
Per ottenere il meglio dal carbone, si utilizzano diverse tecniche di trasformazione, come ad esempio la gassificazione, la pulizia del carbone e la cattura del carbonio.
Gassificazione del carbone
La gassificazione del carbone è una tecnologia che permette di trasformare il carbone in gas sintetico (syngas), una miscela di monossido di carbonio e idrogeno. Questo gas può essere utilizzato come combustibile pulito ed economico. La gassificazione del carbone riduce le emissioni di CO2 e altri gas nocivi nell’atmosfera.
Pulizia del carbone
La pulizia del carbone è una tecnologia che permette di rimuovere le impurità dal carbone prima della combustione. Questa tecnologia riduce le emissioni di gas nocivi nell’atmosfera, garantendo una combustione più efficiente ed economica.
Cattura del carbonio
La cattura del carbonio è una tecnologia che permette di catturare le emissioni di CO2 prima che raggiungano l’atmosfera. Questa tecnologia si basa sull’utilizzo di soluzioni chimiche che catturano il CO2 e lo isolano dal resto dei gas prodotti dalla combustione del carbone. Il CO2 può poi essere immagazzinato in serbatoi sotterranei o utilizzato per altri scopi.
Conclusioni
La lavorazione del carbone, come abbiamo visto, è un processo complesso e lungo. Tuttavia, grazie alle tecnologie moderne, il carbone può essere utilizzato in modo efficiente ed economico, riducendo al minimo le emissioni nocive nell’atmosfera. Il carbone rimane una fonte di energia importante per molti Paesi del mondo, ma è necessario utilizzarlo in modo responsabile per preservare il nostro pianeta per le generazioni future.
Se vuoi approfondire l’argomento, leggi il nostro articolo pilastro sul carbone. Troverai una valanga di informazioni interessanti!
L’utilizzo del carbone
Il carbone è una fonte di energia fossile che viene utilizzata da molti anni per la produzione di energia elettrica, ma anche per la produzione di materiali come l’acciaio. In questo paragrafo vedremo nel dettaglio come viene utilizzato il carbone.
Produzione di energia elettrica
Il carbone è ancora oggi una delle principali fonti di energia utilizzate per la produzione di energia elettrica. Il processo inizia con la combustione del carbone all’interno di una caldaia che vaporizza dell’acqua. Il vapore generato fa girare una turbina collegata ad un generatore, producendo così energia elettrica.
Esistono diverse tipologie di carbone utilizzate per la produzione di energia elettrica, le principali sono:
- Antracite: è la qualità di carbone con il potere calorifico maggiore, viene utilizzata soprattutto nelle centrali termoelettriche
- Bitume: il bitume è un carbone di qualità inferiore rispetto all’antracite, viene utilizzato principalmente nell’industria pesante
- Lignite: è la qualità di carbone con il potere calorifico minore, viene utilizzata per la produzione di energia elettrica nelle centrali termiche a ciclo combinato
Produzione di acciaio
Oltre alla produzione di energia elettrica, il carbone viene utilizzato anche per la produzione di acciaio. Il processo avviene attraverso la fusione di minerali di ferro e carbone in un altoforno. Durante il processo di fusione, il carbonio del carbone reagisce con il ferro, formando l’acciaio.
Il tipo di carbone utilizzato per la produzione di acciaio è solitamente il coke, ovvero un carbone di qualità superiore che viene ottenuto mediante la combustione del carbone naturale ad alta temperatura.
Altri utilizzi del carbone
Oltre alla produzione di energia elettrica e acciaio, il carbone è utilizzato anche in altri settori, ad esempio nell’industria chimica per la produzione di fertilizzanti e altri prodotti, nel trattamento delle acque reflue e nella produzione di carburanti.
Inoltre, il carbone viene utilizzato anche come combustibile domestico per il riscaldamento degli ambienti, anche se oggi sta progressivamente venendo sostituito da fonti di energia più efficienti e meno inquinanti.
Conclusioni
Il carbone è una fonte di energia fossile che ha giocato un ruolo fondamentale nella storia dell’umanità come fonte di energia. Tuttavia, è anche una fonte di energia altamente inquinante, responsabile dell’emissione di una grande quantità di CO2 nella combustione.
Oggi, sempre più paesi stanno cercando di ridurre la propria dipendenza dal carbone e di sviluppare fonti di energia più pulite e rinnovabili come il solare o l’eolico. Tuttavia, almeno nel breve termine, il carbone continuerà ad essere una fonte di energia importantissima per l’economia mondiale.
Per produrre carbone di alta qualità, è importante seguire una serie di passaggi precisi, tra cui il lavaggio e l’essiccazione della torba.
Gli impatti ambientali del carbone
L’estrazione del carbone può comportare l’abbattimento di foreste, la distruzione di habitat naturali e la contaminazione delle acque sotterranee. Il processo di estrazione del carbone, noto come mining, è generalmente effettuato in modo intensivo e invasivo. Ciò significa che le macchine vengono utilizzate per rimuovere grandi quantità di terra e roccia in modo da raggiungere eccessivamente il carbone all’interno del terreno. Questo disturba gravemente gli ecosistemi circostanti e può comportare la perdita di specie animali e vegetali.
La combustione del carbone è altrettanto dannosa. Quando il carbone viene bruciato, rilascia anidride carbonica e altre sostanze nocive nell’atmosfera. L’effetto di questo è un aumento della temperatura globale, noto come cambiamenti climatici. Il carbone rilascia anche diversi inquinanti nell’aria, tra cui lo zolfo e il mercurio. Questi sostanze possono danneggiare gli ecosistemi circostanti e causare gravi problemi di salute per le persone che vivono nelle vicinanze.
Il carbone è anche responsabile dell’inquinamento nucleare. Nell’ambito del processo di combustione del carbone, vengono prodotti radionuclidi che vengono rilasciati nell’atmosfera. Questi composti possono causare malattie polmonari come la silicosi e la tubercolosi. Inoltre, il carbone può essere responsabile dell’emissione di altri inquinanti pericolosi che possono causare gravi problemi di salute, come il mercurio, l’arsenico e i prodotti chimici perfluorati.
Il carbone è stato uno dei principali responsabili dell’inquinamento dell’aria in molte città del mondo. Le città industriali hanno sofferto a lungo degli effetti dell’inquinamento dell’aria causato dalla combustione del carbone. Tuttavia, la tendenza sta lentamente cominciando a cambiare. Stanno diventando sempre più conosciute le fonti rinnovabili di energia. Tali fonti, come il solare e il vento, sono molto più pulite e sicure rispetto al carbone e sono in grado di produrre energia a prezzi competitivi.
In sintesi, il carbone è estremamente dannoso per l’ambiente. L’estrazione e la combustione del carbone causano gravi problemi di salute e danni ambientali a molte persone in tutto il mondo. Tuttavia, ci sono importanti sforzi in corso per passare dall’uso del carbone a fonti di energia alternative e rinnovabili. Queste fonti possono aiutare a ridurre al minimo gli effetti negativi dell’estrazione e della combustione del carbone e aiutare a proteggere meglio l’ambiente per le generazioni future.
Il Rock and Roll è molto simile alla produzione di carbone. In entrambi i casi, ci vuole pazienza, pressione e riscaldamento.