główne, drobne i pierwiastki śladowe
pierwiastki w węglu przedstawiono w poniższej tabeli. Głównymi pierwiastkami są pierwiastki, które stanowią ponad 1 procent wagowy węgla: węgiel, wodór, tlen, azot i siarka. Względny procent węgla wzrasta wraz z rankingiem, podczas gdy procent tlenu i wodoru zmniejsza się wraz z rankingiem.
drobne elementy AE elementy, które stanowią 1,0 do 0,01 procent masy węgla. Typowe drobne pierwiastki w węglu to sód, magnez, glin, krzem, fosfor, potas, wapń, Tytan, mangan i żelazo. Większość drobnych pierwiastków jest związana z minerałami w węglu, chociaż fosfor jest również związany z matrycą węgla organicznego. Drobne pierwiastki są stosunkowo powszechne w węglu. Nie wszystkie te drobne elementy występują we wszystkich pokładach węgla, a te, które występują, zrobią to w różnych stężeniach w różnych szwach. W rzeczywistości stężenia drobnych pierwiastków mogą zmieniać się pionowo i poprzecznie w obrębie pojedynczego złoża węgla (zob. na przykład Finkelman, 1981, 1995; Schweinfurth i Finkelman, 2003; Swaine, 2013).
pozostałe pierwiastki przedstawione w układzie okresowym występują w stężeniach 100 części na milion lub mniej. Są to tzw. pierwiastki śladowe. Nie wszystkie węgle zawierają te pierwiastki, a ich stężenia różnią się znacznie między złożami węgla i wewnątrz nich. Podobnie jak w przypadku materii mineralnej, pierwiastki śladowe mogą być wprowadzane podczas peatyfikacji (syngenetycznej) lub na dowolnym etapie koalifikacji (diagenetycznej).
ważnym aspektem pierwiastków śladowych jest związek chemiczny. Pierwiastki śladowe mogą być organicznie związane z matrycą węglową lub związane z materią mineralną. Antymon, Beryl, Bor,gal i German są zwykle związane organicznie; oznacza to, że są ściśle związane z matrycą węgla. Arsen, chrom, nikiel, selen, Tytan, Uran i wanad, wśród innych pierwiastków, może być związany organicznie lub występować w materii mineralnej, w zależności od węgla (Gluskoter i inni, 1977; Miller I Given, 1986; Given and Miller, 1987; Goodarzi, 1988; Finkelman, 1995; Swaine, 2013).
zrozumienie związków chemicznych pierwiastków śladowych w węglu może pomóc w określeniu (1) Czy pierwiastki mogą być lub muszą być usunięte lub zmniejszone z węgla przed wykorzystaniem, (2) gdzie pierwiastki skończą się (emisje, stałe pozostałości) podczas i po wykorzystaniu węgla oraz (3) najlepsze mechanizmy łagodzenia wszelkich potencjalnych problemów technologicznych lub środowiskowych element może mieć w procesie wykorzystania w oparciu o najlepsze praktyki i przepisy.
spośród pierwiastków śladowych w węglu, 15 jest wymienionych jako niebezpieczne zanieczyszczenia powietrza przez Amerykańską Agencję Ochrony Środowiska. Rtęć jest obecnie jedynym elementem HAPs regulowanym i monitorowanym z emisji z elektrowni węglowych w Stanach Zjednoczonych (U. S. Environmental Protection Agency, 1997, 1998, 2016B). Wiele innych HAPs (arsen, kadm, kobalt, rtęć, ołów, niektóre selen i antymon) są powszechnie związane z minerałami siarczkowymi, takimi jak Piryt, więc usuwanie (lub przynajmniej redukowanie) minerałów siarczkowych z węgla przed spalaniem w zakładach przygotowawczych oraz usuwanie lub przekształcanie siarkowych gazów spalinowych po spalaniu pomaga w łagodzeniu.
węgiel i produkty wzbogacania węgla są również potencjalnymi źródłami użytecznych pierwiastków śladowych. Węgiel był ostatnio badany jako potencjalne źródło minerałów ziem rzadkich. Minerały ziem rzadkich zawierają wiele pierwiastków, o których większość ludzi nie słyszała, w tym pierwiastki z serii lantanowców (ceru przez lutet) i ytterbium. Choć stosunkowo niespotykane, minerały ziem rzadkich są bardzo ważne w naszym współczesnym świecie technologicznym, ponieważ są używane w różnych produktach używanych na co dzień, w tym telewizorach i telefonach komórkowych. Naukowcy poszukują nowych źródeł tych pierwiastków w miarę wzrostu popytu.
