een in de natuur voorkomende kool van plantaardigen oorsprong, met een koolstofgehalte van 70—85 %. Zij wordt gevonden in alle formaties die ouder zijn dan het krijt, voornamelijk echter in de naar haar genoemde S.-formatie, in den vorm van groote, van eenige centim. tot 10, 15 meter dikke schollen, gelegen tusschen zandgesteenten en schieferklei.
De S. is ontstaan door langzame verkoling van in massa’s opgehoopte plantenresten; zij verkeert in een onmiddellijk op dat van de bruinkool volgend verkolingsstadium en is de voorloopster van het anthraciet. De planten, welke het materiaal voor de S. hebben geleverd, zijn: in de wealden- en keuperformatie coniferen en cycadeeën, in de steenkoolformatie lepidodendren, sigillarieën, calamiten en varens, in de silurische formatie fucussoorten. De S. is de belangrijkste van alle brandstoffen en is verder de grondstof ter bereiding van steenkoolgas (zie Gasverlichting). Over de wijze waarop de S. is ontstaan, zijn de geologen het niet in alle opzichten eens.In het algemeen neemt men aan, dat de S.lagen oorspronkelijk hooge venen zijn geweest, die een zeer langzame ontleding hebben ondergaan, onder den invloed van de warmte-, die in het binnenste der aarde beerscht, en van de drukking der aardlagen, die zich later daarop hebben afgezet. Door die ontleding zijn de bestanddeelen, die met de koolstof het plantaardig organisme samenstellen, in meerdere of mindere mate verdreven geworden en als eindresultaat van dit verkolingsproces kan men zich de vorming van zuivere koolstof denken. Het anthraciet, aangetroffen in de oudste koolhoudende aardlagen, heeft het hoogste koolstofgehalte; de overige koolsoorten (steenkool, bruinkool, turf) bevatten des te meer bitumineus© en vluchtige bestanddeelen naarmate zij in jongere aardlagen voorkomen en derhalve gedurende korteren tijd aan de ontledende invloeden blootgesteld geweest zijn. Het anthraciet, ’t eindproduct van de ontledende werking waardoor de koolsoorten ontstaan zijn, komt in de overgangsformatie voor, meestal tusschen lagen kleischiefer en grauwakke, ook wel tusschen micalagen en in gangen, die door deze formatie heendringen. Het anthraciet vertoont geen spoor van kristallisatie, het verschilt daardoor van het graphiet. Het heeft een donker zwarte kleur en is broos; het heeft een schelpachtige of althans oneffen breukvlakte; het brandt met een weinig lichtgevende, niet walmende vlam, wordt in ’t vuur nimmer week, doch valt daarin dikwijls tot kleine stukjes uiteen.
Men heeft gedurende langen tijd gemeend, dat het anthraciet als brandstof niet goed bruikbaar is. Wanneer echter de stookplaats op een behoorlijke wij'ze ingericht is, kan het anthraciet met voordeel voor zeer verschillende doeleinden gebruikt worden, vooral onder medewerking van een krachtig blaaswerktuig. Te Swansea en in Pennsylvania wordt het anthraciet als reductiemiddel van ijzerertsen in hoogovens (anthraciet-hoogovens) gebezigd. Bovendien gebruikt men het anthraciet voor het branden van kalk, het bakken van steenen, als brandstof in de zoutwerken en zelfs in huishoudingen. Het anthraciet bevat 71.5 a 94.1 % koolstof, 0.9 a 4.2 % 'waterstof, 0.9 a 26.5 % asch, verder circa 3 % zuurstof en 3 % stikstof. De eigenlijke steenkoolsoorten bestaan uit koolstof, waterstof, zuurstof, een kleine hoeveelheid stikstof, aschbestanddeelen en een meer of minder groote hoeveelheid zwavelkies.
Uit een technisch oogpunt onderscheidt men: 1) hakkolen, vette steenkolen of smidskolen, die bij verhitting week worden en opzwellen; 2) zandkolen of magere steenkolen, die bij verhitting een vermindering van volume ondergaan; 3) sintelkolen, die bij verhitting samenbakken en ineenvallen. De hakkolen onderscheiden zich door haar groot waterstofgehalte en zijn derhalve voor het fabriceeren van lichtgas het best geschikt. Van de verschillende soorten van hakkolen (die men ook wel gaskolen noemt) verdienen vooral vermelding de cannelkolen, slechts in eenige streken van Groot-Britannië gevonden, b.v. in Lancashire in het n. van Engeland, in Schotland in de nabijheid van Glasgow enz.
De bogheadkool, de steenkool van Newcastle en de Boheemsche bladerige kool vertoonen met de cannelkool veel overeenkomst. In Frankrijk en België gebruikt men de kool van Mons (Bergen in Henegouwen) en Commentry, in Duitsohland saksische, silezische, engelsche en rijnlandsche of westfaalsche kolen ter gasbereiding. De steenkolen moeten, om voor de gasfabrikage geschikt te zijn, slechts weinig zwavel bevatten en na verbranding slechts een geringe hoeveelheid asch achterlaten. De vette steenkool (hakkolen) onderscheidt zich in het algemeen van de overige steenkoolsoorten door de veranderingen, die zij bij verwarming ondergaat; de fijne stukjes kool bakken dan aaneen en leveren een dicht stuk cokes, dat schijnbaar gesmolten is geweest. De vette steenkool heeft een donker zwarte kleur en is zeer brandbaar. Wegens haar groot waterstofgehalte kan zij gemakkelijker aangestoken worden dan de beide overige soorten van steenkool; zij geeft om die reden de langste vlam.
Kolen, die zeer sterk samenbakken, zijn niet geschikt om in onvermengden toestand als brandstof op een rooster gebrand te worden, daar zij, door de sterke vermeerdering van volume, die zij ondergaan, den rooster verstoppen en zoodoende de trekking belemmeren; bovendien leveren zij wel een schielijke, doch geen langdurige verhitting. De vette steenkool is echter zeer goed geschikt als brandstof voor smidsvuren (smidskolen), omdat zij gedurende het branden tot een klomp samenbakken, zoodat de ingeblazen lucht meer op één plaats kan werken; daardoor neemt de verbrandingstemperatuur toe, zoodat het ijzer schielijker tot gloeihitte wordt verwarmd en men een besparing van brandstof verkrijgt. Om het samenbakken van de bovenste kolenlaag te bevorderen, bevochtigt de smid deze met water. Door kolen of kolengruis met water te bevochtigen wordt echter de bij verbranding ontwikkelde hoeveelheid warmte niet vermeerderd, doch wel verminderd. De zandkool is de slechtste soort van steenkool, zij bevat veel zuurstof; haar volume vermindert zeer, wanneer zij in cokes wordt omgezet. Zij levert zanderige cokes, die uit kleine stukjes bestaan.
Zij wordt vooral gebruikt in die gevallen, waarin het onverschillig is hoe het vuur brandt, als het slechts de vereischte temperatuur bezit, zooals bij het kalkbranden en het steenbakken. De kleur van de sintelkool zweemt naar die van ’t ijzer. Haar oppervlakte en breukvlakte zijn dikwijls zeer glanzig. Zij ontbrandt veel minder gemakkelijk dan de vette steenkool en bevat dikwijls een groote hoeveelheid zwavelkies. Zij is zeer goed geschikt om een snelle en tevens langdurige warmte-ontwikkeling te veroorzaken en is derhalve een uitmuntende brandstof voor vlamovens en schachtovens, alsmede voor het verhitten van kroezen, ketels enz. Als men deze kolen in cokes verandert, vermindert haar volume slechts weinig.
Zij leveren door de droge destillatie slechts weinig gas en bovendien cokes, die niet sterk samengebakken zijn. Als men aanneemt, dat het gehalte aan hygroscopisch water zoowel als het aschgehalte van de steenkool 5 % bedraagt, vindt men de volgende cijfers voor de gemiddelde samenstelling der drie genoemde soorten van steenkool:
Koolstof Waterstof Scheik gebonden water Hygroscopisch water Asch
Zandkool 69 3 18 5 5
Sintelkool 75 4 11 5 5
Bakkool 78 4 8 5 5
Als gemiddelde van 238 analyses van gedroogde steenkolen van verschillenden oorsprong (die met meer dan 20 % asch buiten rekening latende) vond Knapp de volgende cijfers: koolstof 79.3, waterstof 4.8, stikstof 0.8, zuurstof 7.8, zwavel 1.7, asch 5.55 % De steenkoolasch is een mengsel van anorganische verbindingen, dat, wegens de verschillende mechanische en chemische werkingen, waaraan de steenkoolvormende planten blootgesteld waren, niet alleen bij fossiele kolen van verschillenden ouderdom, maar ook bij kolen uit een en dezelfde laag een verschillende samenstelling kan bezitten en daarin tevens in verschillende hoeveelheid kan voorkomen. Evenals de bruinkoolasch, bestaat de asch van steenkool in hoofdzaak uit kiezelzure aluinaarde, zwavelzure kalk en zwavelijzer, bovendien bevat de asch van deze beide brandstoffen nog koolzure kalk, koolzure magnesia, ijzeroxyde, mangaanoxyde, benevens een kleine hoeveelheid chloorverbindingen en sporen van jodiumzouten. Aschsoorten, die veel aluinaarde, doch weinig kiezelzuur bevatten, zijn onsmeltbaar. Van die aschsoorten, welke hoofdzakelijk uit kiezelzuur bestaan en arm zijn aan ijzeroxyde, bakken de deeltjes aaneen, zonder te smelten. Door de aanwezigheid van ijzeroxyde- en kali-silikaten wordt de asch gemakkelijker smeltbaar; de hoeveelheid slakken zal dus bij ’t gebruik van een steenkoolsoort, die dergelijke zouten bevat, veel grooter zijn dan anders. Door deze slakken zal een deel van de kool omhuld worden, waaruit een verlies aan brandstof en een vermindering van de verbrandingswarmte zal voortvloeien. Het gehalte der steenkolen aan eigenlijke asch (wel te onderscheiden van de stof, die bij het verbranden van steenkolen op een rooster overblijft) wisselt van x/2 tot 20 % en bedraagt soms 20 a 30 %• Door de steenkool, voordat men er cokes van brandt, een natte voorbereiding te doen ondergaan, worden deze ongewenschte anorganische bestanddeelen ten deele verwijderd.
De bepaling van het verdampingsvermogen der steenkolen is voor de industrie een onderzoek van zeer groot belang. Het verdampingsvermogen hangt van drie omstandigheden af:
1) van het gehalte aan hygrosoopisch water,
2) van de hoeveelheid onbrandbare bestanddeelen,
3) van de samenstelling van het brandbaar gedeelte der steenkool.
Daar uit de onderzoekingen van Hartig gebleken is, dat het verdampingsvermogen van het brandbaar gedeelte der steenkolen voor de meeste soorten nagenoeg hetzelfde is (8.04 a 8.30 k.g. stoom), kan men het verdampingsvermogen der steenkolen vinden door eenvoudig haar gehalte aan water en aan asch te bepalen. Volgens W. Stein kan men aannemen, dat de hoeveelheid water, die werkelijk door een steenkoolsoort verdampt zal worden, gelijk is aan het ⅔ van het verdampingsvermogen, dat men uit haar scheikundige samenstelling heeft afgeleid.
De boghead-kool of Torbane-Hill-kool is een fossiele koolsoort, die te Bathgate bij Edinburg en op de Hebriden in groote hoeveelheid voorkomt. Evenals de bladerige steenkcol, die uit de Pankratiusmijn niet ver van Pilsen in Boheme verkregen wordt, is deze brandstof een tot de sigillariënafdeeling behoorende steenkoolsoort, die nauw verwant is aan de cannelkool en waarin een groote hoeveelheid bitumineuse stoffen is opgehoopt. Zij levert bijna geen cokes; door droge destillatie verkrijgt men er paraffine, solaarolie en photogeen uit, terwijl de eigenlijke steenkool in die omstandigheden naphtaline, anthraceen en benzol levert. De boghead-kool wordt gebruikt als brandstof, ter gasbereiding en ter fabricage van paraffine en solaarolie.
De bruinkool vormt den overgang van turf tot steenkool. Gewoonlijk wordt elke fossiele koolsoort, jonger dan ’t krijt, dus die voorkomt in lagen welke na de krijtfcrmatle zijn ontstaan, bruinkool geheeten. Op het stikstofgehalte der steenkolen, dat veel grooter is dan dat der bruinkolen, kan men een reactie baseeren, waardoor de steenkool in zeer vele gevallen gemakkelijk van de bruinkool onderscheiden kan worden. De laatstgenoemde brandstof, die veel meer overeenkomst in samenstelling met de cellulose vertoont dan de steenkool, levert bij verhitting in een reageerbuisje dampen, die een groote hoeveelheid azijnzuur bevatten en daarom een zure reactie bezitten; terwijl men, door steenkolen op dezelfde wijze te behandelen, alkalisch reageerende dampen verkrijgt, die hoofdzakelijk uit ammonia en aminen bestaan. Een andere proef bestaat hierin, dat de koolsoort, die onderzocht moet worden, in fijngestampten toestand met kaliloog wordt overgoten; de vloeistof zal kleurloos blijven, als men met steenkool te doen heeft, terwijl zij een bruine kleur zal aannemen onder den invloed der bruinkool, daar in dat geval humuszure kali ontstaat. Een uitzondering op dezen regel wordt echter gevormd door de bruinkolen van de ten noorden der Alpen liggende lagen der tertiaire formatie, daar deze in eigenschappen met vette steenkolen overeenkomen. Al naar de bruinkool min of meer in eigenschappen verschilt van de plantaardige stof, door welker ontleding zij ontstaan is, onderscheidt men daarvan de volgende variëteiten:
1) vezelige bruinkool (fossiel of bitumineus hout, ligniet), die het voorkomen van hout heeft en waarin men niet zelden duidelijk stukken van stammen, takken en wortels onderscheiden kan;
2) gewone bruinkool, een dichte, broze stof van schelpachtige breuk; als de breukvlakte glanzig is, noemt men de bruinkool git, zwarte barnsteen of pekkool;
3) aardachtige bruinkool of aardkool, een donkerbruine bruinkoolsoort, die vele aardachtige bestanddeelen bevat. Bruinkool, die voor het teerstoken (ter bereiding van solaarolie en paraffine) geschikt is, wordt o. a. in Pruisen (bij Weissenfels en Zeitz bij Oschersleben, bij Saarau in Silezië) gevonden; men noemt haar smeerkool. Zeer dikwijls treft men in de bruinkool zwavelkies (vitrioolkies) aan.
Als de kiesachtige en aardachtige bestanddeelen in een bruinkoolsoort de overhand hebben, noemt men haar aluinaarde; dezelfde naam wordt gegeven aan een met asphalt en zwavelkies gemengde kleisoort. Het aschgehalte van de bruinkolen is zeer verschillend; gemiddeld kan men aannemen, dat het 5 a 10 % bedraagt. Deze asch bestaat hoofdzakelijk uit aluinaarde, kiezelzuur, kalk, magnesia, ijzer- en mangaanoxyde. In verschen toestand bevatten de bruinkolen soms niet minder dan 50 % hygroscopisch water, in luchtdrogen toestand echter gemiddeld 20 %• De bruinkool is minder brandbaar dan het hout. Wat de grootte van de vlam betreft, die de bruinkool bij verbranding levert, houdt zij! het midden tusschen hout en steenkool. De bruinkool kan op verre na niet in alle gevallen, waarin de steenkool als brandstof kan dienen, voor ditzelfde doel gebruikt worden; zij is ongeschikt ter vervanging van bakkende steenkolen.
De bruinkolen zijn daarentegen zeer goed geschikt om op een rooster verbrand te worden, b.v. in scheikundige fabrieken en zoutwerken en ter verwarming van woningen. De aardachtige variëteit moet echter dikwijls een zekere voorbereiding ondergaan, voordat men haar voor het genoemde doel kan bezigen: zij wordt n.l. met water in kuilen geplaatst, evenals metselsteenen in vormen gestreken en daarna gedroogd. De ervaring heeft geleerd, dat versch gedolven bruinkolen voordeeliger zijn in *t gebruik dan die, welke gedurende langen tijd aan de lucht blootgesteld geweest zijn; daar zij in ’t laatstgenoemd geval, zelfs bijt afwezigheid van zwavelkies, onder den invloed van lucht en vochtigheid langzamerhand gedeeltelijk verbranden, waardoor haar verbrandingswarmte afneemt. Een der belangrijkste toepassingen van de bruinkool is het gebruik van die stof ter bereiding van paraffine, photogeen en solaarolie.
De naam cokes wordt gegeven aan de koolsoort, die verkregen wordt door droge destillatie van steenkool; al naar men hakkolen, sintelkolen of zandkolen voor haar bereiding heeft gebezigd, noemt men haar bakcokes, sintelcokes of zandcokes. Gascokes zijn die cokes, welke bij de bereiding van lichtgas uit steenkolen in de retorten achterblijven. Cokes die uit vette stukkolen (stukken van middelmatige grootte) bereid zijn, hebben een bloemkoolachtig gekromde en gekronkelde oppervlakte. Haar kleur wisselt van zwartachtig grijs tot ijzerkleurig grijs; zij vertoonen een doffen, metaalachtigen glans. In cokes van goede kwaliteit moet slechts een zeer geringe hoeveelheid zwavel voorkomen. De gemiddelde samenstelling van goede ordinaire cokes is als volgt: koolstof 85 a 92 °/o> asch 3 a 5 %, hygroscopisch water 5 a 10 %. Omdat zij geen brandbare gassen ontwikkelen, is haar brandbaarheid zoo gering, dat zij alleen bij sterke gloeihitte ontbranden en alleen onder den invloed van een sterken luchtstroom blijven branden.
De landen welke de meeste S. opleveren zijn: In tonnen (1901)
Groot-Britannië 221.311.000
Duitschland 107.539.000
Frankrijk 32.313.000
België 22.874.000
Oostenrijk-Hongarije 37.824.000
Rusland 13.202.000
Spanje 2.734.000
Italië 390.000
Zweden 243.000
Vereenigde Staten 264.380.000
Canada 4.782.000
Azië 45.000.000
Australië 6.000.000
De productie over de geheele wereld bedroeg:
Jaar.
1893 527 903,000
1894 552 005,000
1895 583 020,000
1890 001 271,000
1897 631 450,101
1898 663 820,472
1899 723 239,177
1900 707 030,204
1901 789 128,470
1902 804 405,203
1903 881 737,550
(1893 - 1901 volgens: Zeitschr. für prakt. Geologie; 1902-1903 Volgens Mineral Industry).
Steenkoolproductie in Nederland.
Jaar. Productie, ton ad 1000 K.G.
Personeel
onder den grond.
1893 100 770,80 1 408 man
1894 109 278,10 417 “
1895 126 614,00 424 “
1896 137 780,70 465 “
1897 150 145,10 483 “ 344
1898 150 398,20 489 “ 360
1899 212 972,64 813 “ 610
1900 320 224,53 1149 “ 902
1901 312 717,00 1219 “ 965
1902 399 133,00 1486 “ 1159
1903 487 777,00 2075 “ 1543
1904 477 997,00 2150 “ 1525
Ontleend uit Staatscourant. Prod. 1905 is nog niet bekend.
De kolenvoorraad zal volgens Nasse het eerst uitgeput zijn in Frankrijk, OostenrijkHongarije en België (hoogstens over 500 jaar), vervolgens in Groot-Britannië en daarna in Duitschland (hier over 800 a 1000 jaar). Beschouwt men de S. alleen als de draagster van motorische kracht, dan heeft de vermindering van den kolenvoorraad bij de huidige hoogte der techniek niets verontrustends, daar men met behulp van de natuurlijke waterkracht en de electrische krachtoverbrenging de geheele aarde van kracht kan voorzien. De Niagara-waterval alleen levert dagelijks evenveel arbeid, als de hoeveelheid S., die in de Vereen. Staten dagelijks verstookt wordt. Zie ook Mijnwezen.
