الفحم :

هو عبارة عن تفاعل كيميائي يتكون على هيئة كتل سوداء عند درجة حرارة منخفضة نسبيا، وينتج عن هذا التفاعل خام

الفحم

، والذي تتشكل خواصه ويتم تكوينه من خلال درجات الحرارة المنخفضة، وتتأثر خواصه نظرا لما يحتويه على كميات من الشوائب في مختلف أنواع الفحم، ويصعب معرفة ما إذا كانت الشوائب مختلطة بالكربون أم أنها مرتبطة كيميائيا.

وتتم عملية تفحم أي مادة على مراحل متعددة سواء بطرق صناعية أو طبيعية وهناك نوعان من الفحم،

الفحم النباتي

والفحم الحجري وكل منهم له طريقة تصنيع تختلف عن الأخري.

أولا: الفحم النباتي الخشبي أو (فحم الخشب):

هو عبارة عن مادة سوداء مسامية هشة يمكن اشتعالها بسهولة وتوهجها لمدة معينة ذات استخدامات متعددة وهو خالي من

الكبريت

كما أنه يمكن احتراقه إلا بحوالي 1% من الرماد، ويستخدم الفحم النباتي كأداة للرسم و وقود النار فهو مكون من الكربون غير المتبلور والرماد ويحتوي أيضا على كميات ضئيلة من الشوائب كمركبات الكبريت والهيدروجين.

يعد الفحم الكراجي من أفضل أنواع الفحم النباتي أو فحم الخشب الذي يُجلب من الهند ومصدر الفحم النباتي من أخشاب الغابات المريضة عن طريق جمع أغصان الأشجار من هذه الغابات على هيئة أكوام وتُبنى عليها بالطين ويتم اشتعال النيران في

الأخشاب

لتتفحم تماما وتترك لتبرد ثم يتم جمعها حسب حجمها وتعبا في أكياس أو شوالات بهدف التسويق.

طريقة صنع الفحم النباتي:

1- أولا يتم تحضيره بتسخين الخشب في أفران مفرغة من الهواء أو العظام بشرط أن يتم تسخين مواد حيوانية أو نباتية مكونة من عنصر الكربون بنسبة كبيرة كالخشب أو العظام في معوجات من الحديد.

2 – ينتج عن هذا المزيح بعض المواد الهامة كالهيدروجين والأكسجين و

النيتروجين

الذي يوجد في المواد التي تم وضعها في الأفران المفرغة بغرض الحصول على مادة سوداء هشة تملؤها الثقوب الصغيرة ويطلق عليها الفحم النباتي الخشبي.

3- ويعتبر الفحم النباتي أخف من الخشب ويعود السبب إلى أن الخشب يفقد كمية كبيرة من الماء عند تحويله إلى فحم نباتي وتزداد فيه نسبة المسامات.

أنواع الفحم النباتي:

1- فحم الخشب.

2- فحم العظام أو الفحم الحيواني.

ثانيا: الفحم الحجري:

هو عبارة عن صخر رسوبي أسود أو بني قابل للاحتراق والاشتعال وإعطاء طاقة حرارية، ويتكون الفحم الحجري من بقايا نباتات ومواد معدنية وتستخدم الطاقة الحرارية كوقود للقطارات القديمة المستخدمة في عهد الآلات البخارية أو استخدامها للتدفئة، وحاليا يستخدم الفحم الحجري لإنتاج

الطاقة الكهربائية

ويعتبر هذا هو استخدامه الأساسي في وقتنا هذا.

ويتواجد الفحم الحجري على هيئة طبقات متعددة من أنواع أخرى من الصخور الرسوبية كالحجر الطيني والرملي ويتكون من 90 % من الكربون تقريبا بالإضافة إلى عدة عناصر أخرى كالكبريت والأكسجين والنيتروجين.

أنواع الفحم الحجري:

يوجد له ثلاثة أنواع تختلف حسب المحتوى الكربوني فيها هم:

1- فحم البيتوميني، وهو يحتوي فحم البيتوميني على نسبة كربون تصل إلى 80 % وتعتبر صلابته وجودته متوسطة.

2- فحم الأنثراسيت، وهو يحتوي على نسبة الكربون تصل إلى 90% ويعد هذا النوع هو الأكثر صلابة وجودة.

3- فحم اللجنايت، يعتبر الأقل جودة وصلابة دونا عن باقي أنواع الفحم الحجري الأخرى لإحتوائه على نسبة الكربون فيه قد تصل إلى 70 % وهي أقل نسبة كربون عن باقي الأنواع الأخرى.

طريقة صنع الفحم الحجري:

لا يتم صنع الفحم الحجري بخلاف الفحم النباتي ولكن يتم استخراجه من تحت طبقات الأرض عن طريق عمل مناجم عموديا أو سطحيا حتى يتم استخراج الفحم الحجري من خلال سقوط كميات كبيرة من النباتات في قاع المستنقعات وتدُفن سريعا مع الرسوبيات الأخرى كالرمل والطين .

ثم تتحلل المركبات العضوية جزئيا بفعل

البكتيريا

اللاهوائية ويقصد بها زيادة تركيز عنصر الكربون الذي يفقد منها الأكسجين والهيدروجين حتى نصل إلى مرحلة المواد النباتية المحللة جزئيا، ثم يتم دفن الفحم تحت غطاء المكونات الرسوبية إلى عمق يتوقف عنده نشاط البكتيريا ثم يزداد عمق الدفن، وذلك كلما ارتفعت درجة الحرارة والضغط، مما يساعده في الحفاظ على الفحم.

عملية التفحم :

هي عملية تتم فيها حدوث تفاعلات كيميائية تزيد من نسبة الكربون فيها، وينتج عنه الفحم الحجري البني، ومع استمرار عملية التفحم بصورة طبيعية وبزيادة عمق الدفن يتكون من خلاله الفحم الحجري الصلب.