større, mindre og sporstoffer
elementerne i kul er vist på nedenstående tabel. Hovedelementer er elementer, der udgør mere end 1 procent af kulet efter vægt: kulstof, brint, ilt, nitrogen og svovl. Den relative procentdel af kulstof stiger med rang, mens procentdelene af ilt og brint falder med rang.
mindre elementer Ae elementer, der udgør 1,0 til 0,01 procent af et kul efter vægt. Almindelige mindre elementer i kul er natrium, magnesium, aluminium, silicium, fosfor, kalium, calcium, titanium, manganog jern. De fleste af de mindre elementer er forbundet med mineralerne i kul, selvom fosfor også er forbundet med den organiske kulmatrice. Mindre elementer er relativt almindelige i kul. Ikke alle disse mindre elementer forekommer i alle kulsømme, og dem, der forekommer, vil gøre det i forskellige koncentrationer i forskellige sømme. Faktisk kan koncentrationerne af mindre grundstoffer ændre sig lodret og lateralt inden for en enkelt kulbed (se for eksempel Finkelman, 1981, 1995; Finkelman og Finkelman, 2003; Svaine, 2013).
resten af de elementer, der er skitseret i det periodiske system, forekommer i koncentrationer på 100 dele pr. Disse kaldes sporstoffer. Ikke alle kul indeholder disse elementer, og deres koncentrationer varierer meget mellem og inden for kul senge. I lighed med mineralstof kan sporstoffer indføres under ærtning (syngenetisk) eller på ethvert stadium af koalificering (diagenetisk).
et vigtigt aspekt af sporstoffer er kemisk forening. Sporelementer kan være organisk bundet til kulmatricen eller forbundet med mineralstof. Antimon, beryllium, bor, gallium og germanium er normalt organisk bundet; dette betyder, at de er tæt knyttet til kulmatricen. Arsen, krom, nikkel, selen, titanium, uran og vanadium kan blandt andet være organisk bundet eller forekomme i mineralstof afhængigt af kulet (Gluskoter og andre, 1977; Miller og givet, 1986; Givet og Miller, 1987; Goodarsi, 1988; Finkelman, 1995; Svaine, 2013).
forståelse af de kemiske sammenslutninger af sporstoffer i et kul kan hjælpe med at bestemme (1), om elementerne kan eller skal fjernes eller formindskes fra kulet før udnyttelse, (2) hvor elementerne ender (emissioner, faste rester) under og efter kuludnyttelse, og (3) de bedste mekanismer til at afbøde eventuelle potentielle teknologiske eller miljømæssige problemer, som et element måtte have i udnyttelsesprocessen baseret på bedste praksis og regler.
af sporelementerne i kul er 15 opført som farlige luftforurenende stoffer af det amerikanske miljøbeskyttelsesagentur. Kviksølv er i øjeblikket det eneste Haps-element, der reguleres og overvåges fra kulfyrede kraftværkemissioner i USA (US Environmental Protection Agency, 1997, 1998, 2016b). Mange af de andre Hap ‘er (arsen, cadmium, kobolt, kviksølv, bly, noget selen og antimon) er ofte forbundet med sulfidmineraler såsom pyrit, så fjernelse (eller i det mindste reduktion) sulfidmineraler fra kulet før forbrænding i forberedelsesanlæg og fjernelse eller omdannelse af svovlholdige røggasser efter forbrænding hjælper med at afbøde.
kul – og kulfordelingsprodukter er også potentielle kilder til nyttige sporstoffer. Kul er for nylig blevet undersøgt som en potentiel kilde til sjældne jordarters mineraler. Sjældne jordarters mineraler omfatter mange elementer, som de fleste mennesker ikke har hørt om, herunder lanthanid-serien elementer (cerium gennem lutetium) og ytterbium. Selvom relativt uhørt, sjældne jordarters mineraler er meget vigtige i vores moderne teknologiske verden, fordi de bruges i en række forskellige produkter, der bruges hver dag, herunder fjernsyn og mobiltelefoner. Forskere søger nye kilder til disse elementer, da efterspørgslen stiger.
