större, mindre och spårämnen
elementen i kol visas på tabellen nedan. Huvudelement är element som utgör mer än 1 viktprocent kol: kol, väte, syre, kväve och svavel. Den relativa andelen kol ökar med rang, medan andelen syre och väte minskar med rang.
mindre element ae-element som utgör 1,0 till 0,01 viktprocent av ett kol. Vanliga mindre element i kol är natrium, magnesium, aluminium, kisel, fosfor, kalium, kalcium, titan, mangan och järn. De flesta av de mindre elementen är associerade med mineralerna i kol, även om fosfor också är associerad med den organiska kolmatrisen. Mindre element är relativt vanliga i kol. Inte alla dessa mindre element förekommer i alla kolsömmar, och de som inträffar kommer att göra det i olika koncentrationer i olika sömmar. Faktum är att koncentrationerna av mindre element kan förändras vertikalt och i sidled inom en enda kolbädd (se till exempel Finkelman, 1981, 1995; Schweinfurth och Finkelman, 2003; Swaine, 2013).
resten av elementen som beskrivs i det periodiska systemet förekommer i koncentrationer av 100 delar per miljon eller mindre. Dessa kallas spårämnen. Inte alla kol innehåller dessa element, och deras koncentrationer varierar mycket mellan och inom kolbäddar. I likhet med mineralämnen kan spårämnen införas under peatifiering (syngenetisk) eller vid något stadium av koalifiering (diagenetisk).
en viktig aspekt av spårämnen är kemisk förening. Spårämnen kan organiskt bindas till kolmatrisen eller associeras med mineralämnen. Antimon, beryllium, bor, gallium och germanium är vanligtvis organiskt bundna; detta innebär att de är intimt fästa vid kolmatrisen. Arsenik, krom, nickel, selen, titan, uran och vanadin, bland andra element, kan antingen vara organiskt bundna eller förekomma i mineralmaterial, beroende på kol (Gluskoter m. fl., 1977; Miller och Given, 1986; Given och Miller, 1987; Goodarzi, 1988; Finkelman, 1995; Swaine, 2013).
att förstå de kemiska föreningarna av spårämnen i ett kol kan hjälpa till att bestämma (1) om elementen kan eller behöver avlägsnas eller minskas från kolet före användning, (2) där elementen kommer att hamna (utsläpp, fasta rester) under och efter kolutnyttjande och (3) de bästa mekanismerna för att mildra eventuella tekniska eller miljömässiga problem som ett element kan ha i utnyttjandeprocessen baserat på bästa praxis och regler.
av spårämnena i kol är 15 listade som farliga luftföroreningar av US Environmental Protection Agency. Kvicksilver är för närvarande det enda Haps-elementet som regleras och övervakas från koleldade kraftverk utsläpp i USA (US Environmental Protection Agency, 1997, 1998, 2016b). Många av de andra Hap :erna (arsenik, kadmium, kobolt, kvicksilver, bly, vissa selen och antimon) är vanligtvis associerade med sulfidmineraler såsom pyrit, så att avlägsna (eller åtminstone minska) sulfidmineraler från kolet före förbränning i beredningsanläggningar och avlägsna eller omvandla svavelhaltiga rökgaser efter förbränning, hjälpmedel vid mildring.
kol-och kolförädlingsprodukter är också potentiella källor till användbara spårämnen. Kol har nyligen undersökts som en potentiell källa till sällsynta jordartsmetaller. Sällsynta jordartsmineraler innehåller många element som de flesta inte har hört talas om, inklusive lantanidserieelementen (cerium genom lutetium) och ytterbium. Även om det är relativt okänt, är sällsynta jordartsmineraler mycket viktiga i vår moderna tekniska värld, eftersom de används i en mängd olika produkter som används varje dag, inklusive TV-apparater och mobiltelefoner. Forskare letar efter nya källor till dessa element när efterfrågan ökar.
