Published March 11, 2024 | Version v1
Publication Open

Coal Structure Evaluation and Morphological Properties That Affect the Coal Usage in Industries.

Creators

  • 1. Botswana International University of Science and Technology

Description

Abstract The contemporary research article is central to understanding coal structure evaluation and the morphological development impacting its utilization in different applications. Through Mineral Liberation Analysis (MLA) designs high content phyllosilicates minerals and swelling clay minerals were rationalized to provides a novel insight into enhanced coal beneficiation and the benefits of coal by-product re-utilization progressions that encourage safer environments and economic sustainability. This work commences with collection of five (5) different coal samples from the central district mine in Botswana and chemical characterization via Thermogravimetric coal analysis, x-ray fluorescence spectroscopy, x-ray diffraction, scanning electron microscopy and the Hardgrove Grindability Index testing that quantify coal material hardness and fracture toughness. The results showed sulfur and phosphorus inclusions in all samples complemented through sphalerite mineral phases (Zn, Fe)S and the coal morphology stimulated the material fracture toughness and hardness properties by influential mineral amalgams intrinsic to the Botswana central district coal maceral such as aluminum oxides (Al 2 O 3 ), silicate (SiO 2 ), calcites (CaO), Iron oxide (Fe 2 O 3 ), potassium feldspars (K−AlSi 3 O 8 ), albite (Na−AlSi 3 O 8 ), and anorthite (Ca−Al 2 Si 2 O 8 ) compounds in alkali feldspars which are predominantly group I and II carriers were perceived in substantial quantities. The coal industry has attracted much industrial attention by supply of high energy potent coal material and coal-by products to manufacturing foundations producing cement, ceramic tiles, paving bricks and material synthesis and will continue to supply other economic sectors in the conceivable future. Nevertheless, environmental concerns consequential to coal beneficiation are pressing issues requiring transdisciplinary innovations through investigations and technological practices that encourage the elimination of toxins and hazardous compounds from coal products therefore holistically generating sustainable and renewable resource for the future.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

الخلاصة تعتبر مقالة البحث المعاصرة أساسية لفهم تقييم هيكل الفحم والتطور المورفولوجي الذي يؤثر على استخدامه في التطبيقات المختلفة. من خلال تحليل تحرير المعادن (MLA)، تم ترشيد معادن الفيلوسيليكات عالية المحتوى ومعادن الطين المتورمة لتوفير نظرة ثاقبة جديدة حول تعزيز الاستفادة من الفحم وفوائد تقدم إعادة استخدام منتجات الفحم الثانوية التي تشجع على بيئات أكثر أمانًا واستدامة اقتصادية. يبدأ هذا العمل بجمع خمس (5) عينات مختلفة من الفحم من منجم المنطقة المركزية في بوتسوانا والتوصيف الكيميائي عبر تحليل الفحم بالثقل الحراري، ومطيافية الفلورة بالأشعة السينية، وانحراف الأشعة السينية، والمسح المجهري الإلكتروني، واختبار مؤشر هاردجروف لقابلية الطحن الذي يحدد كمية صلابة مادة الفحم وصلابة الكسر. أظهرت النتائج أن تضمينات الكبريت والفوسفور في جميع العينات المكملة من خلال أطوار معدن السلفيريت (الزنك، الحديد)S ومورفولوجيا الفحم حفزت صلابة الكسر المادي وخصائص الصلابة من خلال الملغمات المعدنية المؤثرة المتأصلة في منطقة بوتسوانا المركزية مثل أكاسيد الألومنيوم (Al 2 O 3 )، والسيليكات (SiO 2 )، والكالسيت (CaO)، وأكسيد الحديد (Fe 2 O 3 )، وفلسبارات البوتاسيوم (K− AlSi 3 O 8 )، والألبيت (Na− AlSi 3 O 8 )، والأنورثيت (Ca−Al 2 Si 2 O 8 ) المركبات في الفلسبارات القلوية التي هي في الغالب ناقلات المجموعة الأولى والثانية تم إدراكها بكميات كبيرة. جذبت صناعة الفحم الكثير من الاهتمام الصناعي من خلال توريد مواد الفحم القوية عالية الطاقة ومنتجات الفحم إلى المؤسسات الصناعية التي تنتج الأسمنت وبلاط السيراميك وطوب الرصف وتوليف المواد وستستمر في تزويد القطاعات الاقتصادية الأخرى في المستقبل المنظور. ومع ذلك، فإن الشواغل البيئية المترتبة على إثراء الفحم هي قضايا ملحة تتطلب ابتكارات متعددة التخصصات من خلال التحقيقات والممارسات التكنولوجية التي تشجع على التخلص من السموم والمركبات الخطرة من منتجات الفحم وبالتالي توليد موارد مستدامة ومتجددة بشكل كلي للمستقبل.

Translated Description (French)

Résumé L'article de recherche contemporain est essentiel pour comprendre l'évaluation de la structure du charbon et le développement morphologique ayant un impact sur son utilisation dans différentes applications. Grâce à l'analyse de libération minérale (MLA), les conceptions de phyllosilicates à haute teneur en minéraux et les minéraux d'argile gonflants ont été rationalisées pour fournir un nouvel aperçu de l'enrichissement accru du charbon et des avantages des progressions de réutilisation des sous-produits du charbon qui encouragent des environnements plus sûrs et la durabilité économique. Ce travail commence par la collecte de cinq (5) échantillons de charbon différents de la mine du district central au Botswana et la caractérisation chimique via l'analyse thermogravimétrique du charbon, la spectroscopie de fluorescence aux rayons X, la diffraction des rayons X, la microscopie électronique à balayage et les tests de l'indice de broyabilité Hardgrove qui quantifient la dureté du matériau charbonnier et la ténacité. Les résultats ont montré que les inclusions de soufre et de phosphore dans tous les échantillons complétés par des phases minérales de sphalérite (Zn, Fe)S et la morphologie du charbon stimulaient les propriétés de ténacité et de dureté des matériaux par des amalgames minéraux influents intrinsèques au macéral de charbon du district central du Botswana tels que les oxydes d'aluminium (Al 2 O 3 ), le silicate (SiO 2), les calcites (CaO), l'oxyde de fer (Fe 2 O 3 ), les feldspaths de potassium (K−AlSi 3 O 8 ), l'albite (Na−AlSi 3 O 8 ) et les composés d'anorthite (Ca−Al 2 Si 2 O 8 ) dans les feldspaths alcalins qui sont principalement des porteurs des groupes I et II étaient perçus en quantités substantielles. L'industrie charbonnière a attiré beaucoup d'attention industrielle en fournissant des matériaux charbonniers et des produits dérivés à haute puissance énergétique à des fondations de fabrication produisant du ciment, des carreaux de céramique, des briques de pavage et de la synthèse de matériaux et continuera à approvisionner d'autres secteurs économiques dans un avenir concevable. Néanmoins, les préoccupations environnementales résultant de l'enrichissement du charbon sont des problèmes urgents nécessitant des innovations transdisciplinaires par le biais d'enquêtes et de pratiques technologiques qui encouragent l'élimination des toxines et des composés dangereux des produits du charbon, générant ainsi de manière holistique des ressources durables et renouvelables pour l'avenir.

Translated Description (Spanish)

Resumen El artículo de investigación contemporáneo es fundamental para comprender la evaluación de la estructura del carbón y el desarrollo morfológico que afecta su utilización en diferentes aplicaciones. A través de diseños de Análisis de Liberación de Minerales (MLA), se racionalizaron los minerales de filosilicatos de alto contenido y los minerales de arcilla expansiva para proporcionar una visión novedosa del beneficio mejorado del carbón y los beneficios de las progresiones de reutilización de subproductos del carbón que fomentan entornos más seguros y la sostenibilidad económica. Este trabajo comienza con la recolección de cinco (5) muestras diferentes de carbón de la mina del distrito central en Botswana y la caracterización química a través del análisis termogravimétrico de carbón, espectroscopía de fluorescencia de rayos X, difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y pruebas del índice de capacidad de molienda Hardgrove que cuantifican la dureza del material de carbón y la tenacidad a la fractura. Los resultados mostraron inclusiones de azufre y fósforo en todas las muestras complementadas a través de fases minerales de esfalerita (Zn, Fe)S y la morfología del carbón estimuló la tenacidad de la fractura del material y las propiedades de dureza por amalgamas minerales influyentes intrínsecas al maceral de carbón del distrito central de Botswana, como óxidos de aluminio (Al 2 O 3 ), silicato (SiO 2), calcitas (CaO), óxido de hierro (Fe 2 O 3 ), feldespatos de potasio (K−AlSi 3 O 8 ), albita (Na−AlSi 3 O 8 ) y compuestos de anortita (Ca−Al 2 Si 2 O 8 ) en feldespatos alcalinos que son predominantemente portadores del grupo I y II se percibieron en cantidades sustanciales. La industria del carbón ha atraído mucha atención industrial por el suministro de material de carbón potente de alta energía y subproductos de carbón a la fabricación de cimientos que producen cemento, baldosas cerámicas, ladrillos de pavimentación y síntesis de materiales y continuará suministrando a otros sectores económicos en el futuro concebible. Sin embargo, las preocupaciones ambientales derivadas del beneficio del carbón son cuestiones apremiantes que requieren innovaciones transdisciplinarias a través de investigaciones y prácticas tecnológicas que fomenten la eliminación de toxinas y compuestos peligrosos de los productos del carbón, generando así de manera integral recursos sostenibles y renovables para el futuro.

Files

latest.pdf.pdf

Files (1.3 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:4812a190512daa122263f58835eab5a1
1.3 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم هيكل الفحم والخصائص المورفولوجية التي تؤثر على استخدام الفحم في الصناعات.
Translated title (French)
Évaluation de la structure du charbon et propriétés morphologiques qui affectent l'utilisation du charbon dans les industries.
Translated title (Spanish)
Evaluación de la estructura del carbón y propiedades morfológicas que afectan el uso del carbón en las industrias.

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4392638165
DOI
10.21203/rs.3.rs-3910443/v1

Is supplement to
https://openalex.org/W2560936962 (Other)
https://openalex.org/W2788727012 (Other)
https://openalex.org/W4388203630 (Other)
https://openalex.org/W2526386912 (Other)
https://openalex.org/W2410591377 (Other)
https://openalex.org/W2323113755 (Other)
https://openalex.org/W2506793457 (Other)
https://openalex.org/W2359476398 (Other)
https://openalex.org/W2356645659 (Other)
https://openalex.org/W2738162359 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Botswana

References

  • https://openalex.org/W1978093870
  • https://openalex.org/W1986354796
  • https://openalex.org/W1993858216
  • https://openalex.org/W1998205586
  • https://openalex.org/W2013039478
  • https://openalex.org/W2029859152
  • https://openalex.org/W2034644523
  • https://openalex.org/W2049256021
  • https://openalex.org/W2190323648
  • https://openalex.org/W2278458796
  • https://openalex.org/W2319266297
  • https://openalex.org/W2332347497
  • https://openalex.org/W2342531863
  • https://openalex.org/W2471774709
  • https://openalex.org/W2484089896
  • https://openalex.org/W2517943205
  • https://openalex.org/W2521919273
  • https://openalex.org/W2734732845
  • https://openalex.org/W2762447272
  • https://openalex.org/W2803438735
  • https://openalex.org/W2811213239
  • https://openalex.org/W2889405437
  • https://openalex.org/W2892439660
  • https://openalex.org/W2918513282
  • https://openalex.org/W2971221388
  • https://openalex.org/W2980497370
  • https://openalex.org/W2992230021
  • https://openalex.org/W2998271454
  • https://openalex.org/W2999342102
  • https://openalex.org/W3012646448
  • https://openalex.org/W3038387663
  • https://openalex.org/W3156514771
  • https://openalex.org/W3162361426
  • https://openalex.org/W3176234837
  • https://openalex.org/W3182276412
  • https://openalex.org/W3195325857
  • https://openalex.org/W3197883108
  • https://openalex.org/W3199403567
  • https://openalex.org/W3202506981
  • https://openalex.org/W3210994020
  • https://openalex.org/W3215215845
  • https://openalex.org/W4210527064
  • https://openalex.org/W4282917966
  • https://openalex.org/W4283016752
  • https://openalex.org/W4311742634
  • https://openalex.org/W4311968940
  • https://openalex.org/W4313398430
  • https://openalex.org/W4317369992
  • https://openalex.org/W4322102203
  • https://openalex.org/W4360977331
  • https://openalex.org/W4379014126
  • https://openalex.org/W4380767780
  • https://openalex.org/W4386798190
  • https://openalex.org/W4387446910
  • https://openalex.org/W4388142548
  • https://openalex.org/W4389454298