Pentru majoritatea oamenilor, cărbunele este cărbune – bulgări negre de material praf, combustibil, care dublează ca cadouri de Crăciun pentru copiii obraznici. Pentru experți, totuși, fiecare bucată de cărbune este diferită, cu o gamă largă de proprietăți și calități. Evaluarea corectă a acestor trăsături este vitală pentru a ne asigura că o anumită sursă de cărbune este utilizată în cel mai eficient mod, iar analiza cărbunelui este modalitatea sofisticată și științifică care se face.
Oarecum asemănător cu diamantele, există un sistem de clasificare pentru cărbune care depinde de diverși factori. Spre deosebire de diamante, care sunt clasificate pe criterii precum claritatea, tăierea și culoarea, analiza cărbunelui se face în unul din două moduri. Analiza proximă se bazează pe factori precum prezența umidității, volatilitatea și conținutul de carbon. Acestea sunt derivate din cele patru ingrediente principale dintr-o bucată de cărbune, care sunt umiditatea, materia volatilă, cenușa și carbonul. Analiza finală, prin contrast, măsoară elementele constitutive ale cărbunelui – oxigen (O), carbon (C), sulf (S) și hidrogen (H), printre altele.
În conformitate cu rezultatele oricăreia dintre cele două tipuri de analiză a cărbunelui, o probă poate fi clasificată ca lignit, bituminos, antracit sau grafit. Fiecare dintre aceste tipuri are un scop specific diferit în industria cărbunelui. Lignitul este cunoscut alternativ ca cărbune brun, iar bituminosul este cărbunele negru clasic cu care majoritatea oamenilor sunt familiarizați.
Diferitele părți ale unei analize apropiate pot fi efectuate într-un laborator și implică o varietate de teste și măsurători. Provenit din subteran, cărbunele este umed când este extras. Apa subterană și alte lichide se adaugă la nivelul de umiditate din cărbune, care este cunoscut sub numele de umiditate inerentă. Analiza cărbunelui încearcă să măsoare câtă umiditate inerentă este într-o anumită probă. După cum ar dicta logica, cu cât este mai puțină umiditate într-o bucată de cărbune, cu atât mai bine.
Volatilitatea cărbunelui este măsurată prin proporția de materie volatilă, care include diferite tipuri de hidrocarburi și sulf, dintr-o probă. Această măsură indică practic cât de complet arde o bucată de cărbune atunci când aerul nu este prezent. Este testat prin încălzirea unei probe la peste 1740 ° F (950 C).
Scăderea a ceea ce rămâne după un test de volatilitate din masa inițială a unei probe oferă, de asemenea, o măsură a ceea ce este cunoscut sub numele de conținut fix de carbon. Aceasta reprezintă, în general, aproximativ jumătate din masa totală a unui anumit eșantion de cărbune. Măsura cenușii într-o analiză a cărbunelui determină pur și simplu cât de mult material rămâne după ardere. Deoarece practic tot carbonul, sulful și umiditatea sunt arse atunci când sunt aprinse, cenușa care rămâne este doar un mic procent din cantitatea inițială de cărbune.
Analiza finală implică și diverse teste de laborator. Totuși, din ce în ce mai mult, o tehnică cunoscută sub numele de Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) oferă o abordare mai fără probleme pentru evaluarea compoziției elementare a cărbunelui. Alte tehnici laser au fost, de asemenea, adoptate în analiza cărbunelui din secolul al XXI-lea, care elimină necesitatea abordării tradiționale a bateriilor pentru testare, îmbunătățind în același timp precizia.