kemiallinen sisältö ja ominaisuudet
kivihiili on jaettu useisiin luokkiin, joiden avulla ostajat, kuten sähkölaitokset, voivat arvioida kunkin ostamansa kivihiiliyksikön lämpöarvon ja haihtuvan aineen pitoisuuden. Yleisimmin käytetyt luokittelujärjestelmät perustuvat analyyseihin, jotka voidaan tehdä suhteellisen helposti laboratoriossa—esimerkiksi määrittämällä haihtuvien aineiden prosenttiosuus, joka menetetään kuumennettaessa noin 950 °C: seen (noin 1750 °F), tai lämmön määrä, joka vapautuu hiilen poltossa standardiolosuhteissa (KS.myös hiilen käyttö). ASTM International (entinen American Society for Testing and Materials) luokittelee hiilet paremmuusjärjestykseen kiinteän hiilipitoisuuden, haihtuvien aineiden sisällön ja lämpöarvon perusteella. Pääluokkien (ruskohiili, alibituminen, bitumi ja antrasiitti) lisäksi jokainen sijoitus voidaan jakaa kivihiiliryhmiin, kuten runsaasti Haihtuva bituminen kivihiili. Nämä luokat vaihtelevat hieman eri maiden välillä, mutta ne ovat usein vertailukelpoisia kosteuden, haihtuvien aineiden pitoisuuden ja lämmitysarvon suhteen. Hiilistä on käytetty myös muita nimityksiä, kuten koksikivihiiltä ja höyryhiiltä, ja ne myös yleensä eroavat toisistaan maittain.
Encyclopædia Britannica, Inc.
lähes kaikissa luokittelujärjestelmissä käytetään haihtuvien aineiden prosenttiosuutta hiilen luokittelussa. ASTM-luokituksessa korkea-haihtuvat a-bitumit (ja ylemmät) luokitellaan niiden haihtuvien aineiden pitoisuuden perusteella. Alempiarvoiset hiilet luokitellaan ensisijaisesti niiden lämpöarvojen perusteella, koska niiden haihtuvien aineiden pitoisuus (mukaan lukien kosteus) vaihtelee suuresti. Hiilen agglomeroitumisominaisuus viittaa sen kykyyn pehmetä ja turvota kuumennettaessa sekä muodostaa koksenkaltaisia massoja, joita käytetään teräksen valmistuksessa. Parhaiten agglomeroitumiseen soveltuvat hiilet ovat bitumiluokituksessa.
Hiilianalyysit voidaan esittää ”proksimaattisina” ja ”ultimaattisina” analyyseinä, joiden analyyttiset ehdot ovat ASTM: n kaltaisten organisaatioiden määräämiä. Tyypillinen proksimaalinen analyysi sisältää kosteuden, tuhkan, haihtuvan aineen ja kiinteän hiilipitoisuuden. (Kiinteä hiili on materiaalia, tuhkaa lukuun ottamatta, joka ei höyrysty kuumennettaessa ilman puuttuessa. Se määritetään yleensä vähentämällä kolmen ensimmäisen arvon—kosteuden, tuhkan ja haihtuvien aineiden—summa painoprosentteina 100 prosentista.) Taloudellisista syistä on tärkeää tietää hiilen kosteus-ja tuhkapitoisuus, koska ne eivät vaikuta hiilen lämmitysarvoon. Useimmissa tapauksissa tuhkasta tulee ei-toivottu jäännös ja saastumisen lähde, mutta joissakin tarkoituksissa (esim.käyttö kemiallisena lähteenä tai kivihiilen nesteytyksessä) mineraaliaineksen esiintyminen voi olla suotavaa. Suurin osa hiilen lämpöarvosta tulee sen haihtuvasta aineesta kosteutta lukuun ottamatta ja kiinteästä hiilipitoisuudesta. Useimpien hiilien osalta on tarpeen mitata palamisen yhteydessä vapautuvan lämmön todellinen määrä (ilmaistuna megajouleina kilogrammaa kohti tai Brittiläisinä lämpöyksikköinä kilogrammaa kohti).
lopullisten analyysien avulla määritetään hiilen hiili -, vety -, rikki -, typpi -, tuhka -, happi-ja kosteuspitoisuus. Erityissovelluksissa voidaan käyttää muita kemiallisia analyysejä. Näihin voi kuulua esimerkiksi rikin esiintyvien muotojen tunnistaminen. Rikkiä voi esiintyä sulfidimineraaleina (pyriitti ja marcasiitti), sulfaattimineraaleina (kipsi) tai orgaanisesti sitoutuneena rikkinä. Muissa tapauksissa analyysiin voi sisältyä hivenaineiden määritys (esim., elohopea, kloori), jotka voivat vaikuttaa hiilen soveltuvuuteen tiettyyn tarkoitukseen tai auttaa luomaan menetelmiä ympäristön saastumisen vähentämiseksi ja niin edelleen.