INTRODUCCIÓN CARBONES Y COQUIZACIÓN 1

CARBONES Y COQUIZACIÓNCARBONES Y COQUIZACIÓN

Escuela INGENIERÍA DE MINASEscuela INGENIERÍA DE MINAS

OLGA PATRICIA GÓMEZ ROJASOLGA PATRICIA GÓMEZ ROJASGEÓLOGA, MGEÓLOGA, MSCSC..

Programa Programa ► UNIDAD 1.UNIDAD 1. Introducción; Importancia del carbón en el mundo y en el país; Perspectivas del Introducción; Importancia del carbón en el mundo y en el país; Perspectivas del

carbón Colombiano.carbón Colombiano.► UNIDAD 2.UNIDAD 2. El carbón como fuente de energía. Alternativas energéticas. Procesos de El carbón como fuente de energía. Alternativas energéticas. Procesos de

transformación del carbón. otros biocombustibles.transformación del carbón. otros biocombustibles.► UNIDAD 3UNIDAD 3. Origen y formación química del carbón. . Origen y formación química del carbón. ► Composición, química del carbónComposición, química del carbón► Carbonificación de las plantas.Carbonificación de las plantas.► UNIDAD 4UNIDAD 4. Concepto y clasificación general de los combustibles.. Concepto y clasificación general de los combustibles.► UNIDAD 5UNIDAD 5. Composición petrográfica del carbón.. Composición petrográfica del carbón.► UNIDAD 6UNIDAD 6. Control de calidad del carbón. Muestreo, preparación. Control de calidad del carbón. Muestreo, preparación► De la muestra, análisis.De la muestra, análisis.► UNIDAD 7.UNIDAD 7. Clasificación de los carbones. Tablas de clasificación. Clasificación de los carbones. Tablas de clasificación.► UNIDAD 8UNIDAD 8. Beneficio del carbón.. Beneficio del carbón.► Limpieza del carbón.Limpieza del carbón.► Curvas de lavabilidad.Curvas de lavabilidad.► Esquema de una planta lavadora.Esquema de una planta lavadora.► UNIDAD 9UNIDAD 9. Tecnología General de la coquización.. Tecnología General de la coquización.► UNIDAD 10UNIDAD 10. Comportamiento del carbón en horas de coquización.. Comportamiento del carbón en horas de coquización.► UNIDAD 11UNIDAD 11. Influencia de los factores de la coquización en la calidad del coque.. Influencia de los factores de la coquización en la calidad del coque.

INTRODUCCIÓN

•“El desarrollo de un país está ligado a un creciente consumo de energía”

FOTO SATELITAL NOTURNA DE LA TIERRA

POBLACIÓN MUNDIAL 6.9OO.000.000 APROX

ENERGÍA PRIMARIAENERGÍA PRIMARIA

FUENTE World Energy Consumption

PARA ESTADOS UNIDOSPARA ESTADOS UNIDOS

FUENTE http://www.eia.gov/totalenergy/data/annual

CLASIFICACIÓN GENERAL DE COMBUSTIBLES

CARBÓNCARBÓNICCP ICCP

“UNA ROCA SEDIMENTARIA “UNA ROCA SEDIMENTARIA COMBUSTIBLE FORMADA DE RESTOS COMBUSTIBLE FORMADA DE RESTOS VEGETALES EN VARIOS ESTADOS DE VEGETALES EN VARIOS ESTADOS DE

PRESERVACIÓN Y AFECTADA POR UNA PRESERVACIÓN Y AFECTADA POR UNA SERIE DE PROCESOS LOS CUALES SERIE DE PROCESOS LOS CUALES

INVOLUCRAN LA COMPACTACIÓN DEL INVOLUCRAN LA COMPACTACIÓN DEL MATERIAL ENTERRADO EN CUENTAS, MATERIAL ENTERRADO EN CUENTAS,

INICIALMENTE DE POCA PROFUNDIDAD “INICIALMENTE DE POCA PROFUNDIDAD “

PARAMETROS

Ro C Mv Pc

Ran

go /

Ent

erra

mie

nto

Evolución como consecuencia de la carbonificación

Clases

Turba

Lignito

Subbituminoso

Bituminoso

Semiantracita

antracita

2

0.5 77

89

44

12

3000 Kcal/kg

8000 kcal/kg

RESERVAS Y RESERVAS Y PRODUCCIÓN PRODUCCIÓN

MUNDIALMUNDIAL

MUNICIPIO CALORIAS CENIZAS HUMEDAD VOLATILES AZUFRE CLASIFICACIÓN

Sogamoso 6824.59 13.65% 3.16% 36.96% 1.28%Bituminoso alto en volátiles C

Tasco 7049.50 12.24% 3.00% 36.88% 1.47%Bituminoso alto en volátiles C

Paipa 6116.49 13.32% 8.19% 36.38% 1.23%Sub-bituminoso

A

Mongua 7527.00 9.54% 1.79% 36.55% 1.15%Bituminoso alto en volátiles B

Corrales 6948.21 14.08% 2.63% 36.61% ---------Bituminoso alto en volátiles C

PROMEDIO 6893.58 12.57% 3.75% 36.68% 1.28%

*Termopaipa 6203.44 14.45% 6.18% ----------- ----------

*Análisis de los carbones recibidos en la segunda mitad del año 2006

Reservas mundiales 2010Reservas mundiales 2010

Coal: Proved Reserves at end 2010AnthraciteSub-bituminous

Million tonnes and bituminus and lignite Total Share of Total R/P ratio

US 108501 128794 237295 27,6% 241Canada 3474 3108 6582 0,8% 97Mexico 860 351 1211 0,1% 130Total North America 112835 132253 245088 28,5% 231


Coal: Proved Reserves at end 2010Anthracite Sub-bituminous

Million tonnes and bituminus and lignite Total Share of Total R/P ratioVenezuela 479 - 479 0,1% 120Other S. & Cent. America 45 679 724 0,1% *Total S. & Cent. America 6890 5618 12508 1,5% 148



Million tonnes and bituminus and lignite Total Share of Total R/P ratioGermany 99 40600 40699 4,7% 223Greece - 3020 3020 0,4% 44Hungary 13 1647 1660 0,2% 183Kazakhstan 21500 12100 33600 3,9% 303Poland 4338 1371 5709 0,7% 43Romania 10 281 291 w 9Russian Federation 49088 107922 157010 18,2% 495Spain 200 330 530 0,1% 73Turkey 529 1814 2343 0,3% 27Ukraine 15351 18522 33873 3,9% 462United Kingdom 228 - 228 w 13Other Europe & Eurasia 1440 20735 22175 2,6% 317Total Europe & Eurasia 92990 211614 304604 35,4% 257



Million tonnes and bituminus and lignite Total Share of Total R/P ratioIndia 56100 4500 60600 7,0% 106Indonesia 1520 4009 5529 0,6% 18Japan 340 10 350 w 382New Zealand 33 538 571 0,1% 107North Korea 300 300 600 0,1% 16Pakistan - 2070 2070 0,2% *South Korea - 126 126 w 60Thailand - 1239 1239 0,1% 69Vietnam 150 - 150 w 3Other Asia Pacific 1582 2125 3707 0,4% 114Total Asia Pacific 159326 106517 265843 30,9% 57

PRODUCCIÓN 2010PRODUCCIÓN 2010

Coal: Production * Change 2010

2010 over share

Million tonnes 1993 1994 2008 2009 2010 2009 of total

US 857,7 937,6 1063,0 975,2 984,6 2,1% 14,8%Canada 69,0 72,8 68,4 63,3 67,9 7,2% 0,9%Mexico 6,6 8,9 11,5 10,5 9,3 -11,4% 0,1%

Total North America 933,3 1019,3 1142,9 1049,0 1061,8 2,3% 15,9%


Coal: Production * 1993 1994 2008 2009 2010 2009 of total

Brazil 4,6 5,1 6,6 5,1 5,5 8,2% 0,1%Colombia 21,7 22,7 73,5 72,8 74,4 2,1% 1,3%Venezuela 4,0 4,4 6,2 3,7 4,0 8,1% 0,1%

Other S. & Cent. America 1,6 1,5 0,6 0,8 0,7 -7,0% w

Total S. & Cent. America 31,9 33,8 86,9 82,3 84,5 2,6% 1,4%



Bulgaria 29,0 28,8 28,7 27,3 28,9 5,8% 0,1%Czech Republic 85,2 77,0 54,9 51,4 50,6 -0,7% 0,5%France 11,0 9,5 0,3 0,1 0,1 - wGermany 279,7 259,5 192,4 183,7 182,3 -1,5% 1,2%Greece 54,8 56,7 64,7 65,2 68,5 5,0% 0,2%Hungary 12,6 13,9 9,4 9,0 9,1 1,0% 0,1%Kazakhstan 111,9 104,6 111,1 100,9 110,8 9,2% 1,5%Poland 198,6 200,7 144,0 135,2 133,2 -1,6% 1,5%Romania 39,8 40,6 35,9 34,0 30,8 -9,2% 0,2%Russian Federation 305,9 272,0 328,6 301,3 316,9 4,7% 4,0%Spain 31,8 29,5 8,2 7,7 7,2 -6,3% 0,1%Turkey 48,6 54,4 83,4 84,3 85,3 w 0,5%Ukraine 115,7 94,4 79,5 73,9 73,3 -0,8% 1,0%United Kingdom 68,2 49,0 18,1 17,9 18,2 1,6% 0,3%Other Europe & Eurasia 75,0 60,4 72,3 71,5 69,9 -4,3% 0,4%Total Europe & Eurasia 1467,7 1350,9 1231,4 1163,2 1185,1 2,1% 11,5%



Australia 228,1 233,5 399,2 413,2 423,9 2,9% 6,3%

China 1150,7 1239,9 2802,0 2973,0 3240,0 9,0% 48,3%India 263,2 270,9 515,9 556,0 569,9 2,5% 5,8%Indonesia 27,6 32,9 240,2 256,2 305,9 19,4% 5,0%Japan 7,2 6,9 1,2 1,3 0,9 -28,4% w

New Zealand 3,1 3,0 4,9 4,6 5,3 16,8% 0,1%

Pakistan 3,2 3,0 4,0 3,5 3,3 -5,2% w

South Korea 9,4 7,4 2,8 2,5 2,1 -17,3% w

Thailand 15,6 17,1 18,0 17,8 17,9 0,5% 0,1%

Vietnam 6,5 6,0 41,0 45,0 44,1 -2,0% 0,7%

Other Asia Pacific 43,7 40,5 47,3 58,1 70,2 14,5% 0,9%

Total Asia Pacific 1758,2 1861,2 4076,6 4331,1 4683,5 8,4% 67,2%

GRÁFICOS RESERVAS Y PRODUCCIÓN 2010GRÁFICOS RESERVAS Y PRODUCCIÓN 2010

RESERVAS PROBADAS 2010

PRODUCCIÓN 2010

1.3% COLOMBIA

CARBÓN

ABUNDANTE (50 PAISES)SEGURO (ESTABLE)SUMINISTRO GARANTIZADOLIMPIOECONÓMICO

ÁreasÁreas► CaracterizaciónCaracterización► ProcesosProcesos► CarboquímicaCarboquímica► Medio AmbienteMedio Ambiente

¿Por qué?¿Por qué?

HISTORIA (175 años)HISTORIA (175 años)

► 1833 -1950 1833 -1950 (Primera publicación de (Primera publicación de naturaleza vegetal) naturaleza vegetal)

► Hutton: Hutton: AficionadoAficionado► Lindley: Lindley: Profesor de botánicaProfesor de botánica► Witham: Witham: Colector de plantas fósiles Colector de plantas fósiles ► Thiessen:Thiessen: Secciones delgadas en luz Secciones delgadas en luz

transmitidatransmitida

► Murchison (1834) Murchison (1834) burbujas, fuente de burbujas, fuente de gasesgases

► La preparación e interpretación de La preparación e interpretación de secciones de carbón secciones de carbón avance de la avance de la petrografía petrografía

► Las primeras imágenes se conocieron Las primeras imágenes se conocieron mediante ilustraciones hechas por un mediante ilustraciones hechas por un londinense londinense

► Microscopio hasta 1900Microscopio hasta 1900


HICKLING HICKLING 1.1. Plantas fósiles constituyentes del carbónPlantas fósiles constituyentes del carbón2.2. Diferencia entre tipo y rango (modificación Diferencia entre tipo y rango (modificación

de propiedades del carbón por de propiedades del carbón por circunstancias geológicas)circunstancias geológicas)

3.3. Fuentes de vitrinita (licopodosFuentes de vitrinita (licopodos)) STOPESSTOPES1.1. Luz reflejadaLuz reflejada2.2. Clasificación de carbón por su naturaleza Clasificación de carbón por su naturaleza

bandeada (litotipos)bandeada (litotipos)

Segunda guerra mundial, desarrollo de Segunda guerra mundial, desarrollo de difracción de rayos X (observación de difracción de rayos X (observación de rasgos moleculares a 1750ºCrasgos moleculares a 1750ºC


1900-1950

► Geoquímica orgánicaGeoquímica orgánica

► Relaciones de propiedades ópticas y Relaciones de propiedades ópticas y químicas de maceralesquímicas de macerales

► Efecto de la carbonificación y oxidación Efecto de la carbonificación y oxidación en propiedades ópticas de macerales y en propiedades ópticas de macerales y bitumenbitumen

► Medición de reflectancia para establecer Medición de reflectancia para establecer niveles de madures, relación con niveles de madures, relación con propiedades geoquímicas propiedades geoquímicas


1950- 1989

► Desarrollo de equipos y Desarrollo de equipos y determinación de propiedades del determinación de propiedades del carbón y maceralescarbón y macerales

► Necesidades de la industria del aceroNecesidades de la industria del acero

► Separación de macerales del carbón Separación de macerales del carbón por diferencia de densidadpor diferencia de densidad

► Desarrollo de microscopio sistema Desarrollo de microscopio sistema fotómetro para medir áreas de 5 fotómetro para medir áreas de 5 micras de diámetro micras de diámetro


1950- 1989

► Roca fuente de hidrocarburosRoca fuente de hidrocarburos► Gas asociado al carbónGas asociado al carbón► Emisión de elementos trazaEmisión de elementos traza► Nuevos materiales- derivados del Nuevos materiales- derivados del

carbón como fuente de materiales carbón como fuente de materiales estructurales de carbono (fibras de estructurales de carbono (fibras de carbono)carbono)

► Preparación del carbón para Preparación del carbón para utilización en procesos de conversiónutilización en procesos de conversión

► Carboquímica a partir del alquitránCarboquímica a partir del alquitrán► Co- utilización de carbón y biomasa Co- utilización de carbón y biomasa

con fines energéticoscon fines energéticos► Tecnologías limpias Tecnologías limpias


ULTIMOS AÑOS

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

► ASTM Normas para carbon y coque. 2000.ASTM Normas para carbon y coque. 2000.

► ECOCARBON-INGEOMINAS. ECOCARBON-INGEOMINAS. Muestreo, Preparación y Análisis Muestreo, Preparación y Análisis Básico del CarbónBásico del Carbón..

► ICCP 1994. The new vitrinite classification. Fuel 77, N°5, pp349-ICCP 1994. The new vitrinite classification. Fuel 77, N°5, pp349-358 358

► ICCP 2001. The new inertinite classification. Fuel 80 pp 459-471ICCP 2001. The new inertinite classification. Fuel 80 pp 459-471

► SCOTT ANDREW C., 2002. SCOTT ANDREW C., 2002. Coal petrology and the origin of coal Coal petrology and the origin of coal macerals: a way ahead?macerals: a way ahead?. International Journal of Coal Geology . International Journal of Coal Geology 50 (2002) 119– 13450 (2002) 119– 134

BIBLIOGRAFÍABIBLIOGRAFÍA

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► TAYLOR, G.; TECHMÜLLER, M.; DAVIS, A.; DIESSEL, C.; TAYLOR, G.; TECHMÜLLER, M.; DAVIS, A.; DIESSEL, C.; LITTKE, R. y ROBERT, P. LITTKE, R. y ROBERT, P. Organic Petrology: The Origin of Organic Petrology: The Origin of Organic Matter in Sedimentary Rocks, the Nature of Organic Matter in Sedimentary Rocks, the Nature of Organic Matter – Macerals and Associated Minerals, Organic Matter – Macerals and Associated Minerals, Lithotypes and MicrolithotypesLithotypes and Microlithotypes. . Berlin - Stuttgart: Berlin - Stuttgart: Gebrüder Borntraeger, 1998. 704 pp.Gebrüder Borntraeger, 1998. 704 pp.

INTRODUCCIÓN CARBONES Y COQUIZACIÓN 1

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