Antracita

GEOCIENCIAS

Antracita

16 de abril de 2022 MINERALOGÍA YACIMIENTOS 0

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Antracita es una palabra del griego “anthrax”, que significa carbón que une con el sufijo ‘ita’, sufijo para nombrar a los minerales, se trata de un carbón mineral el cual es el más metamorfizado presenta un alto contenido en carbono (95%), una densidad única relacionada a su pureza que varía entre1,2 y 2,2 g/cm^3, es un tipo de carbón natural de color negro brillante, textura fina, bajo contenido de azufre, bajo contenido en sustancias volátiles haciendo que tenga una ignición dificultosa; arde con mucha dificultad pero desprende mucho calor, emite una corta llama azul, sin radiación notable de humo y su poder calorífico varía entre 23 y 69 Mj/Kg.

Tipo de rocaMetamórfica
Composición químicaCarbono (C)
Fórmula químicaC
Textura y estructuraFoliada
ColorGris oscuro, negro brillante
Densidad o peso específico2,2 gr/cm^3
Dureza de MohsEntre 2 a 4
Poder calorífico o energético32 a 33 MJ/Kg
HumedadMenor al 10%

La antracita se forma por el enterramiento continuo de sedimentos ricos en materia orgánica bajo un proceso de carbonificación que es la transformación de esta materia por migración paulatina a temperaturas moderadas y altas presiones, en zonas de deformación geológica, aunque también su formación se debe al calor de fuentes gradientes geotermales o a intrusiones ígneas. Para que este mineral se forme se requiere un rango de temperatura de entre 170 a 250 °C, lo que supera las temperaturas alcanzadas en las profundidades de las cuencas sedimentarias comunes; se considera como la última fase de transformación del carbón sedimentario. Su formación se remonta a los primeros periodos de la era Paleozoica (Dana, 1959).

Calentamiento. Es uno de los minerales que más se calienta al quemarse, alcanzando una temperatura aproximada de 900°C y produce desde 13,000 a 15,000 BTU por libra.

Combustión. Es un mineral que no se expande, no se fusiona ni se coquea, ya que requiere mucho oxígeno, lo que lo hace menos propenso a la combustión y, cuando se prende, produce llamas cortas de color azul las cuales emiten mucho calor.

Ya que la antracita prácticamente no posee materias volátiles no se puede hinchar y, por ende, no es apto para usar como coque, combustible obtenido de la destilación o calcinación de carbón mineral. Es muy resistente a altas temperaturas, no contiene sílice.

CLASIFICACIÓN DE LOS CARBONES

Inicialmente la formación y génesis de la roca antracita comienza con la acumulación de restos orgánicos de plantas principalmente, en ambientes pantanosos y con restricción de oxígeno.

Esos sedimentos ricos en materia orgánica se van acumulando con el asar del tiempo y se van enterrando a una mayor profundidad, donde las condiciones superficiales iniciales cambian a condiciones de mayor temperatura y presión.

Esto genera que los sedimentos orgánicos primero se transformen en una roca sedimentaria gracias a procesos de litificación, estas rocas sedimentarias son: el lignito, hulla, carbón bituminoso (todos son carbón, una roca sedimentaria orgánica).

Posteriormente si el enterramiento aumenta, igualmente lo hace la presión y temperatura, el resultado es que se forme la antracita gracias al metamorfismo de las rocas sedimentarias anteriores y de los sedimentos ricos en materia orgánica.

En este proceso de metamorfismo, casito todo el porcentaje de humedad y volátiles disminuye y se concentra el carbono en la roca.

El origen de los yacimientos de antracita se remonta al Paleozoico, concretamente a los periodos Carbonífero y Pérmico. Allí donde hay actualmente yacimientos de carbón fósil existían hace millones de años zonas pantanosas o lacustres costeras. En el transcurso de millones de años, se hundieron lentamente y pasaron a estar bajo el nivel de las aguas, donde tuvieron lugar los procesos de carbonización.

Este tipo de fosilización está caracterizado por la pérdida gradual y continua de átomos de hidrógeno y oxígeno, con la consiguiente acumulación de un alto porcentaje de carbono. Gracias a la larga serie de transformaciones sufridas, la antracita es el carbón fósil con más alto contenido en carbono y menos concentración de elementos volátiles, como el oxígeno.

La antracita se encuentra exclusivamente en formaciones rocosas que se remontan al Paleozoico, en forma de extensos bancos que constituyen amplios depósitos (las llamadas cuencas carboníferas), correspondientes a los ambientes geológicos en los que se han formado. Asociados a los depósitos de antracita se encuentran a veces alternancias de rocas sedimentarias, como areniscas y arcillas.

Los investigadores coinciden en considerar que el ambiente ideal de formación de la antracita está ligado a un clima caliente y húmedo, a una atmósfera caracterizada por un alto contenido en dióxido de carbono y a la ausencia de manifestaciones geológicas destructivas, como erupciones volcánicas, con coladas de lava, o a fenómenos de transporte de sedimentos a causa de grandes riadas o aluviones. Muchos depósitos de antracita han sufrido notables procesos de deformación por la obra de fenómenos geológicos a gran escala, como la formación de cadenas montañosas.

RANGO DEL CARBÓN

Este tipo de carbón se encuentra en varios países como Canadá, Estados Unidos, Chile, Sudáfrica, Australia y Colombia, donde además se encuentran semiantracitas. China es el país con mayor producción de antracita, siendo el principal extractor de más de tres cuartos del mineral que se comercializa en todo el mundo.

Minas de antracita.

RESERVAS MUNDIALES DE CARBÓN

Producción mundial de antracita de 1993 a 2018 (en millones de toneladas métricas).

PRINCIPALES USOS

  • Se quema en centrales termoeléctricas
  • En la producción de gas para alumbrado
  • Destinada a la producción de goma sintética y colorantes
  • Reductor en procesos químicos
  • Ajuste de carbón en fundiciones
  • Carbón de carga en fundiciones
  • Carbón de insuflado
  • Un elemento indispensable en fundiciones ferrosas y no ferrosas
  • Filtración de aguas calientes o alcalinas
  • Reductor en procesos químicos
  • Generación de energía en fuentes de vapor o calderas
  • Componente para el tratamiento de agua industrial
  • Remoción de orgánicos, en filtros de electrolito, proceso SX
  • Tratamiento de agua de ósmosis inversa para la desalinización

EXTRACCIÓN POR SOLVENTES CON ANTRACITA

En la actualidad, el uso más importante de la antracita es en la extracción por solventes, donde se emplea para limpiar el flujo de electrolitos y electrodeposición durante la producción de cobre. Al utilizarse con granate en sistema de filtros de doble medio, mejora notablemente la calidad de los cátodos y ayuda a reducir los costes relacionados con el proceso SX-EW de extracción de cobre.

El proceso SX-EW se usa en el 20% de la producción mundial de cobre, permitiendo su extracción de fuentes no convencionales o material de desecho de forma exitosa, sin eliminar el material y con un impacto ambiental menor que en las fundiciones convencionales.

En esta aplicación, el uso de antracita permite estabilizar los niveles de filtro orgánico, reducir el sobrepaso del filtro, tener ciclos de filtración consistentes, además reduce la frecuencia de retrolavado y los costes relacionados con el proceso.

La antracita puede usarse como filtro de medio doble para optimizar el proceso de extracción con solventes, el cual es muy complejo y requiere soluciones para obtener un producto final más puro, reduciendo tiempos y costos.

USO DE LA ANTRACITA EN EL TRATAMIENTO DE AGUA

La Antracita es un excelente medio de filtración para clarificación del agua en uso potable o industrial, cuando es usada en combinación con arenas filtrantes. Es uno de los medios filtrantes más empleados. Es un buen complemento para los filtros mixtos, en compañía de arena o arena verde de manganeso. Debido a la forma especial de sus granos, permite que las partículas que se encuentra en suspensión sean retenidas en la profundidad del lecho filtrante. En comparación con un filtro de arena, este medio filtrante permite un mayor flujo, menos caída de presión y un mejor y más rápido retrolavado.

Tratamiento de agua de ósmosis inversa para la desalinización

Como la desalinización de ósmosis inversa requiere el uso de una membrana parcialmente permeable para ser eficaz, hay un fuerte requisito para asegurar que esta membrana no esté físicamente bloqueada. Debido a la fuente del agua, cualquier número de agua transportada residuos puede presentar en la membrana incluyendo pequeños organismos acuáticos, grava, microplásticos y materia vegetal.

El uso de antracita como parte de una configuración de filtración de ósmosis pre-inversa es común para ayudar a aliviar los bloqueos mecánicos. Esta fase crucial de filtración es importante, ya que una membrana bloqueada no puede eliminar la sal del agua en absoluto.

En los sistemas de RO, el objetivo de filtración de antracita es la eliminación de material orgánico disuelto o parcialmente disuelto (como aceites – la antracita es organófila) y sólidos suspendidos. Además, la antracita proporciona filtración de exclusión de tamaño general – en parte alimentada por sus propiedades de embalaje muy adecuadas y la porosidad deseable – además de la eliminación de materiales biológicos.

Las plantas modernas de RO equipadas con filtros de doble soporte que contienen antracita pueden tratar por el orden de 40 a 50 m3 de agua salada por hora (4,5) produciendo agua potable compatible con las normas de la OMS, con la antracita responsable de eliminar los tamaños de partículas en el rango de tamaño de 0,35 a 0,80 mm. La antracita ‘Gastada’ se descarta después de su uso.

Los sistemas de RO son conocidos por sus altas demandas energéticas y su mala recuperación del agua. Se ha demostrado que los sistemas de RO equipados con antracita logran superar el 35% de recuperación de agua durante un año (6), lo que supone una mejora en los sistemas no equipados con antracita.

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