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Carvão

Coal

uma espécie de Rocha sedimentar

O carvão mineral é uma rocha sedimentar combustível, de cor preta ou marrom, que ocorre em estratos chamados camadas de carvão. As formas mais duras, como o antracito, podem ser consideradas rochas metamórficas devido à posterior exposição à temperatura e pressão elevadas. É composto basicamente por carbono, enxofre, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio, além de elementos vestigiais. Quanto maior o teor de carbono, mais puro se considera. Existem quatro tipos principais de carvão mineral: turfa, linhito, hulha e antracito (em ordem crescente do teor de carbono). É extraído do solo por mineração a céu aberto ou subterrânea. Entre os diversos combustíveis produzidos e conservados pela natureza sob a forma fossilizada, acredita-se ser o carvão mineral o mais abundante. Com o coque e o alcatrão de hulha, seus subprodutos são vitais para muitas indústrias modernas.

Densidade
Densidade:

1.1 - 1.4 g/cm³

Informações Gerais Sobre Carvão

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Propriedades Físicas de Carvão

Textura
Não-Clástico
Cores
Preto, marrom, marrom escuro, cinza, cinza claro a escuro
Magnetismo
Potencialmente Magnético
Tamanho do Grão
Granulação fina
Densidade
1.1 - 1.4 g/cm³, Peso Obviamente Leve
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Risco à Saúde de Carvão

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Quais são os perigos de Carvão?

"O uso de carvão como combustível causa problemas de saúde e mortes. A mineração e o processamento de carvão causam poluição do ar e da água. As usinas movidas a carvão emitem óxidos de nitrogênio, dióxido de enxofre, poluição por partículas e metais pesados, que afetam negativamente a saúde humana. Metano do leito de carvão a extração é importante para evitar acidentes de mineração. A poluição mortal de Londres foi causada principalmente pelo uso pesado de carvão. Estima-se que, em todo o mundo, o carvão cause 800.000 mortes prematuras todos os anos, principalmente na Índia e na China. A queima de carvão é um grande emissor de dióxido de enxofre, que cria partículas de PM2,5, a forma mais perigosa de poluição do ar. As emissões da chaminé de carvão causam asma, derrames, inteligência reduzida, bloqueios de artérias, ataques cardíacos, insuficiência cardíaca congestiva, arritmias cardíacas, envenenamento por mercúrio, oclusão arterial e câncer de pulmão. Anual os custos de saúde na Europa decorrentes do uso de carvão para gerar eletricidade são estimados em até € 43 bilhões. Na China, as melhorias na qualidade do ar e na saúde humana aumentariam com políticas climáticas mais rigorosas, principalmente porque a energia do país depende fortemente do carvão. E haveria um benefício econômico líquido. Um estudo de 2017 no Economic Journal descobriu que para a Grã-Bretanha durante o período de 1851–1860, "" um aumento de um desvio padrão no uso de carvão aumentou a mortalidade infantil em 6–8% e que o uso de carvão industrial explica cerca de um terço da mortalidade urbana penalidade observada durante este período. "" Respirar pó de carvão causa pneumoconiose do trabalhador do carvão, que é conhecida coloquialmente como "pulmão negro", assim chamada porque o pó de carvão literalmente torna os pulmões pretos de sua cor rosa usual. Somente nos Estados Unidos, estima-se que 1.500 ex-funcionários da indústria de carvão morrem todos os anos devido aos efeitos da respiração do pó de minas de carvão. Enormes quantidades de cinzas de carvão e outros resíduos são produzidas anualmente. O uso de carvão gera centenas de milhões de toneladas de cinzas e outros resíduos todos os anos. Isso inclui cinzas volantes, cinzas de fundo e lodo de dessulfurização de gases de combustão, que contêm mercúrio, urânio, tório, arsênico e outros metais pesados, junto com não-metais como o selênio. Cerca de 10% do carvão é cinza: a cinza de carvão é perigosa e tóxica para os seres humanos e alguns outros seres vivos. As cinzas de carvão contêm os elementos radioativos urânio e tório. Cinzas de carvão e outros subprodutos da combustão sólidos são armazenados localmente e escapam de várias maneiras que expõem aqueles que vivem perto de usinas de carvão à radiação e tóxicos ambientais. A mineração de carvão e o abastecimento de carvão em usinas de energia e processos industriais podem causar grandes danos ambientais. Os sistemas de água são afetados pela mineração de carvão. Por exemplo, a mineração afeta os níveis de água subterrânea e lençol freático e a acidez. Derramamentos de cinzas volantes, como o derramamento de cinzas volantes de carvão da Kingston Fossil Plant, também podem contaminar terras e cursos de água e destruir casas. As usinas que queimam carvão também consomem grandes quantidades de água. Isso pode afetar os fluxos dos rios e tem impactos consequentes em outros usos do solo. Em áreas de escassez de água, como o deserto de Thar no Paquistão, a mineração de carvão e as usinas de carvão usariam quantidades significativas de água. Um dos primeiros impactos conhecidos do carvão no ciclo da água foi a chuva ácida. Aproximadamente 75 Tg / S por ano de dióxido de enxofre (SO2) é liberado da queima de carvão. Após a liberação, o dióxido de enxofre é oxidado a H2SO2 gasoso que espalha a radiação solar, portanto, seu aumento na atmosfera exerce um efeito de resfriamento no clima. Isso mascara de forma benéfica parte do aquecimento causado pelo aumento dos gases de efeito estufa. No entanto, o enxofre é precipitado da atmosfera como chuva ácida em questão de semanas, enquanto o dióxido de carbono permanece na atmosfera por centenas de anos. A liberação de SO2 também contribui para a acidificação generalizada dos ecossistemas. Minas de carvão desativadas também podem causar problemas. A subsidência pode ocorrer acima dos túneis, causando danos à infraestrutura ou áreas de cultivo. A mineração de carvão também pode causar incêndios de longa duração e estima-se que milhares de incêndios em camadas de carvão estão queimando a qualquer momento. Por exemplo, Brennender Berg está queimando desde 1668 e ainda está queimando no século 21. A produção de coque a partir do carvão produz amônia, alcatrão de carvão e compostos gasosos como subprodutos que, se despejados na terra, no ar ou nas vias navegáveis, podem poluir o meio ambiente. A siderúrgica Whyalla é um exemplo de instalação de produção de coque onde amônia líquida é descarregada no meio marinho. "

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Tipos de Rochas de Carvão

À medida que os processos geológicos aplicam pressão ao material biótico morto ao longo do tempo, sob condições adequadas, seu grau metamórfico ou classificação aumenta sucessivamente em:
  • Turfa, um precursor do carvão
  • Lignita, ou carvão marrom, a categoria mais baixa de carvão, mais prejudicial à saúde, usada quase exclusivamente como combustível para geração de energia elétrica
  • O carvão sub-betuminoso, cujas propriedades variam entre as da linhita e as do carvão betuminoso, é usado principalmente como combustível para a geração de energia elétrica a vapor.
  • Carvão betuminoso, uma rocha sedimentar densa, geralmente preta, mas às vezes marrom-escura, frequentemente com faixas bem definidas de material brilhante e opaco. É usado principalmente como combustível na geração de energia elétrica a vapor e na produção de coque. Conhecido como carvão a vapor no Reino Unido e historicamente usado para aumentar o vapor em locomotivas a vapor e navios
  • O antracito, a categoria mais alta de carvão, é um carvão preto brilhante e mais duro, usado principalmente para aquecimento residencial e comercial.
  • O grafite é difícil de acender e não é comumente usado como combustível; é mais usado em lápis ou em pó para lubrificação.

Características de Carvão

A intensidade de emissão é o gás de efeito estufa emitido ao longo da vida de um gerador por unidade de eletricidade gerada. Dos métodos atualmente amplamente utilizados de geração de eletricidade, a intensidade de emissão de carvão e óleo é alta, pois eles emitem cerca de 1000g de CO2eq para cada kWh gerado; o gás natural é a intensidade de emissão média em torno de 500g CO2eq por kWh; e todos os outros métodos são tipicamente de baixa intensidade de emissão de menos de 100g por kWh. A intensidade de emissão do carvão varia com o tipo e a tecnologia do gerador e excede 1200g por kWh em alguns países. A densidade de energia do carvão, que é seu valor de aquecimento, é de aproximadamente 24 megajoules por quilograma (aproximadamente 6,7 quilowatt-hora por kg). Para uma usina a carvão com eficiência de 40%, são necessários 325 kg (717 lb) de carvão para alimentar uma lâmpada de 100 W por um ano. 27,6% da energia mundial foi fornecida por carvão em 2017 e a Ásia usou quase três quartos dele.

Formação de Carvão

Carvão é principalmente carbono com quantidades variáveis de outros elementos; principalmente hidrogênio, enxofre, oxigênio e nitrogênio. Carvão é formado quando a matéria vegetal morta se decompõe em turfa e é convertida em carvão pelo calor e pressão de soterramento profundo durante milhões de anos. Vastos depósitos de carvão originam-se de antigos pântanos - chamados de florestas de carvão - que cobriam grande parte das áreas de terras tropicais da Terra durante o final do Carbonífero (Pensilvânia) e o Permiano.

Composição de Carvão

Carvão é composto de macerais, minerais e água. Fósseis e âmbar podem ser encontrados no carvão.

Significado Cultural de Carvão

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Usos de Carvão

Como combustível fóssil queimado para obter calor, o carvão fornece cerca de um quarto da energia primária do mundo e dois quintos de sua eletricidade. Algumas fábricas de ferro e aço e outros processos industriais queimam carvão.

Geoquímica de Carvão

A composição do carvão é relatada como uma análise aproximada (umidade, matéria volátil, carbono fixo e cinzas) ou uma análise final (cinzas, carbono, hidrogênio, nitrogênio, oxigênio e enxofre). A "matéria volátil" não existe por si mesma (exceto para algum metano adsorvido), mas designa os compostos voláteis que são produzidos e eliminados pelo aquecimento do carvão. Um carvão betuminoso típico pode ter uma análise final em uma base seca e livre de cinzas de 84,4% de carbono, 5,4% de hidrogênio, 6,7% de oxigênio, 1,7% de nitrogênio e 1,8% de enxofre, em uma base de peso.

Etimologia de Carvão

A palavra originalmente tomou a forma col no inglês antigo, do proto-germânico * kula (n), que por sua vez é hipotetizado como vindo da raiz proto-indo-européia * g (e) u-lo- "carvão vivo". Os cognatos germânicos incluem o frisão antigo kole, cole holandês médio, kool holandês, alto alemão antigo chol, kohle alemão e kol nórdico antigo, e a palavra irlandesa gual também é um cognato via raiz indo-européia.

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Hausmannita
Hausmannita é rico em magnésio e ocasionalmente aparece como uma pedra preciosa genuinamente cativante. Quando processado por meio do refino de Ferromanganês, cria uma cor marrom escura para pavimentação e tijolos. Em aplicações nucleares, hausmannita é usado para promover a viagem do próton, mas apenas quando dissolvido na água. Os espécimes são altamente colecionáveis e variam muito de preço.
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Granulito
O granulito é uma classe de rochas metamórficas formada em condições de fácies granulito, ou seja, condições de metamorfismo de alta temperatura (> 700 °C) e pressão intermediária a alta (entre 2 e 15 kbar). Por conta das condições de formação, alta temperatura, os granulitos são tidos como formados em profundidade na crosta terrestre. Os minerais presentes em um granulito podem variar de acordo com a característica química de seu protólito e as exatas condições de temperatura e pressão. Um tipo comum de granulito, encontrado em cinturões metamórficos de alto grau, contém minerais ferromagnesianos anidros como o clinopiroxênio e ortopiroxênio, além de plagioclásio, granada e óxidos de ferro (magnetita) e titânio (ilmenita).
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Uvarovita é uma variedade rara de granada que geralmente apresenta uma rica cor verde. Infelizmente, seus cristais são geralmente muito pequenos para serem facetados em gemas, embora as peças às vezes sejam incorporadas às joias. Encontrada em locais espalhados ao redor do mundo, a fonte mais proeminente de uvarovita é uma mina no centro da Finlândia.
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Quartzo Cromo
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Traquito
Os traquitos são rochas vulcânicas explosiva, ricas em feldspatos alcalinos e com um teor ponderal em sílica elevado. Os traquitos integram-se, por isso, no grupo das rochas félsicas. O traquito é uma rocha com granulometria fina e textura compacta, dominada pelo tipo microlítico, embora a presença de fenocristais seja habitual. A estrutura apresenta também carácter fluidal, porque os microcristais apresentam campos de orientação comum segundo as linhas de fluxo. A coloração é bastante clara, o que enquadra os traquitos entre as rochas leucocratas, geralmente cinza-esbranquiçadas a cinzento-acastanhado e cinzento-esverdeado, tendendo a apresentar coloração clara nas variedades cristalinas, mais escura nas variedades vitrosas. A textura é porfírica, vitrofírica ou holocristalina, frequentemente vacuolar ou finamente porosa e por isso apresentando superfícies de fractura rugosas. Os traquitos são constituídos principalmente por feldspatos alcalinos, pertencendo ao mesmo grupo de rochas alcalinas que o sienito, rocha magmática considerada como o seu equivalente plutónico. Entre os feldspatos alcalinos, o mais frequente é a sanidina, mas pode ocorrer também a albite ou a anortite (que são feldspatos plagioclásicos). O silício pode por vezes exprimir-se sob a forma de quartzo, mas numa proporção sempre inferior a 10% em peso. Ocasionalmente estão presentes cristais de feldspatos plagioclásicos, de biotite e de anfíbolas. Também podem ocorrer pequenas quantidades de minerais máficos, como anfíbolas e biotite. Do ponto de vista da composição química, como indicado pela sua posição no diagrama da classificação TAS, os traquitos apresentam um teor ponderal de sílica igual ou superior a 58%, mas sempre inferior a 69%. O teor em minerais alcalinos é sempre superior a 7 %. Esta composição corresponde à cristalização fraccionada dos basaltos alcalinos originados por magmas que não tenham migrado directamente da sua zona de génese (a mais de 30 km de profundidade) até à superfície, mas que tenham evoluído quimicamente por contaminação crustal, reflectindo assim na sua composição química a influência da crusta atravessada, e que tenham permanecido armazenados nas câmaras magmáticas, por volta dos 10 km de profundidade, onde ficam enriquecidos em sílica em resultado do seu arrefecimento e por fusão da crusta terrestre encaixante. Em resumo, a génese dos traquitos está intimamente associada à cristalização fraccionada dos basaltos alcalinos. Como minerais principais os traquitos contêm feldspatos alcalinos, nomeadamente a sanidina e as ortoclases, e quantidades menores de plagioclases (do tipo andesina-labradorite), com destaque para a oligoclase. É frequente a presença de albite nos traquitos mais alcalinos e de biotite, hornblenda, quartzo, anfíbolas sódicos e piroxenas nos restantes. Como minerais acessórios, ocorre a apatite, o zircão, as piroxenas, a magnetite, a titanite e a allanite. No diagrama de classificação QAPF de Streckeisen o traquito ocupa o campo 7, não sendo contudo estabelecida a sua composição modal, que é quimicamente definida pelo domínio T do diagrama TAS. O seu teor em SiO2 fica compreendido no intervalo 57,6% - 69,0% em peso e é mais baixa do que o do riólito. Os óxidos de metais alcalinos Na2O e K2O correspondem a mais do que 7% em peso, mais do que ocorre na dacite. Quando a quantidade de feldspato alcalino mais plagioclase é superior a 90% em volume, a rocha é designada por «traquito alcali-feldspático» (campo 6 do diagrama QAPF). Quando ultrapassa os 20% de quartzo é designado por traquito quártzico ou traquito-quatzo-alcali-feldspático. Quando o teor ponderal de minerais feldspatoides ultrapassa os 10%, a rocha é designada por foido-traquito ou traquito feldspatoide. Os minerais acessórios máficos mais comuns são as clinopiroxenas, hornblenda, biotite e a fayalite. Neste caso, devido à composição mineral modal dá origem a uma rocha esverdeada brilhante. A ocorrência de traquitos está associada a ambientes vulcânicos não orogénicos, em especial às ilhas vulcânicas das cristas médias oceânicas. Apesar disso, traquitos do tipo calcalcalino ocorrem de forma difusa em regiões continentais, tendo presença importante em algumas regiões isoladas da Europa Central, nomeadamente o sueste da França, sul da Alemanha, a República Checa e a Hungria. Estão também presente na Escócia. Na Itália ocorrem nas Colli Euganei e em diversas outras regiões, dando origem a diversas designações utilizadas nas alvenarias e na escultura (toscaniti, vulsiniti, ciminiti; orvietiti e vicoiti). Os traquitos dão origem a lavas muito viscosas, cuja erupção forma sobretudo domos e protrusões, e estão geralmente associados a um vulcanismo do tipo explosivo. O termo «traquito» foi cunhado em 1813 pelo geólogo francês Alexandre Brongniart para descrever um vulcanito da região de Auvergne, que ficou a ser a localidade tipo para a rocha. Como à fractura os traquitos apresentam um aspecto rugoso, Alexandre Brongniart criou o neologismo «trachyte», aportuguesado para «traquito», cuja etimologia deriva do grego clássico τραχύς (trachys), «rugoso». Outro trabalho pioneiro sobre a rocha deve-se a René Just Haüy. Outros nomes para traquito, como ortófiro, ortopórfiro e ortoclaspórfiro, são considerados obsoletos e não devem ser utilizados.
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Smithsonita
A smithsonita, smithsonite ou esmitsonita é um dos principais minérios de zinco presentes na Terra. É um carbonato de zinco (ZnCO3) que recebeu esse nome pelo pesquisador James Smithson. A smithsonita é um minério com um nível relativamente alto de zinco, porém, encontra-se em escassez. Geralmente, a smithsonita apresenta também traços de manganês, magnésio, estanho e outros metais associados em sua estrutura mineral, variando sua cor do azul, ao verde, ao laranja e ao rosa. Apesar da grande quantidade de zinco presente na smithsonita, não é viável a extração deste metal através do minério, já que para se obter a pureza desejada pelos padrões extrativos da smithsonita, é necessário um complexo método de oxidação para elevar a temperatura e separar o zinco de impurezas e outros metais.
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