xisto betuminoso é rico em orgânicos rochas sedimentares que contenham querogênio (matéria orgânica insolúvel em Rocha sedimentar. Quando submetidos a calor intenso, esses folhelhos produzem petróleo. Os xistos betuminosos variam de marrom a preto. Eles são inflamáveis e queimam com uma chama fuliginosa. Alguns xistos betuminosos são xistos verdadeiros nos quais minerais de argila são predominantes. outros são na verdade calcários e dolomites. Grande parte do material orgânico original em xistos betuminosos é irreconhecível, mas acredita-se que seja derivado de plâncton, algas e microorganismos que vivem em sedimentos frescos. Nos séculos anteriores, pequenas quantidades de óleo foram recuperadas com sucesso de xistos betuminosos. Durante o século passado, os xistos betuminosos foram extraídos com tipos de rocha variando de xisto a marga e outro carbonato rochas. Várias plantas piloto foram construídas para extrair óleo de xisto, mas os resultados comerciais têm sido modestos até agora.
Conteúdo
Classificação de xisto betuminoso
A classificação é geralmente classificada por seu conteúdo mineral e história deposicional. A história deposicional de rochas sedimentares é o tipo de ambiente no qual a rocha se desenvolveu. A história deposicional de um xisto betuminoso inclui os organismos e sedimentos que foram depositados, bem como a forma como esses depósitos interagem com pressão e calor.
O Diagrama de Van Krevelen
O Diagrama de van Krevelen é um método de classificação de folhelhos betuminosos com base em sua história deposicional. O diagrama divide os folhelhos betuminosos de acordo com o local onde foram depositados: em lagos (lacustres), no oceano (marinhos) ou em terra (terrestres).
Xistos betuminosos de ambientes lacustres formados principalmente por algas que vivem em água doce, salgada ou salobra. Lamosita e torbanita são tipos de folhelhos betuminosos associados a ambientes lacustres. Os depósitos de Lamosita compõem algumas das maiores formações de xisto betuminoso do mundo. Os depósitos de torbanita são encontrados principalmente na Escócia, Austrália, Canadá e África do Sul.
Xistos betuminosos de ambientes marinhos formados principalmente por depósitos de algas e plâncton. Kukersite, tasmanite e marinite são tipos de folhelhos marinhos. A Kukersita é encontrada na Bacia de xisto betuminoso do Báltico, na Estônia e na Rússia. A Tasmanita recebe o nome da região em que foi descoberta, a ilha da Tasmânia, na Austrália. Marinite, o mais abundante de todos os xistos betuminosos, é encontrado em ambientes que antes continham mares largos e rasos. Embora a marinita seja abundante, geralmente é uma camada fina e não é economicamente prática de extrair. Os maiores depósitos de marinita do mundo estão nos Estados Unidos, estendendo-se dos estados de Indiana e Ohio até Kentucky e Tennessee.
Xistos betuminosos de ambientes terrestres formados em pântanos rasos e pântanos com baixas quantidades de oxigênio. Os depósitos eram principalmente caules cerosos ou cortáceos de plantas resistentes. Xisto Cannel, também chamado de Cannel carvão ou “carvão de vela” é provavelmente o tipo mais conhecido de xisto betuminoso terrestre. Carvão Cannel foi usado principalmente como combustível para iluminação pública e outra iluminação no século 19.
Classificação de xistos betuminosos por conteúdo mineral
Thye são classificados em três tipos principais com base em seu conteúdo mineral: folhelho rico em carbonato, folhelho silicioso e folhelho de canil.
Depósitos de xisto ricos em carbonato têm grandes quantidades de carbonato minerais. Os minerais de carbonato são feitos de várias formas do íon carbonato (um composto único de carbono e oxigênio). Calcita, por exemplo, é um mineral de carbonato comum em folhelhos ricos em carbonato. A calcita é um componente primário de muitos organismos marinhos. A calcita ajuda a formar as conchas e o exterior duro das ostras, estrelas-do-mar e bolachas-da-praia. Plâncton, algas vermelhas e esponjas também são fontes importantes de calcita.
O xisto silicioso é rico em sílica mineral, ou dióxido de silício. Folhelho silicioso formado a partir de organismos como algas, esponjas e microrganismos chamados radiolários. As algas têm uma parede celular feita de sílica, enquanto as esponjas e os radiolários têm esqueletos ou espículas feitas de sílica. O xisto betuminoso silicioso às vezes não é tão duro quanto o xisto rico em carbonato e pode ser extraído com mais facilidade.
Cannel shale tem origens terrestres e é frequentemente classificado como carvão. É feito de restos de resina, esporos e materiais de cortiça de plantas lenhosas. Pode conter os minerais inertinite e vitrinite. Cannel xisto é rico em hidrogênio e queima facilmente.
Composição de xisto betuminoso
A composição do xisto betuminoso pode variar de acordo com o mecanismo deposicional e configuração. A composição da matéria orgânica original pode afetar a composição química do querogênio incorporado.
Fatores de Qualidade
A qualidade do xisto betuminoso é importante para determinar sua adequação para produção. Alguns dos determinantes importantes da qualidade incluem:
- Riqueza/Grau (litros por tonelada l/t))
- Teor de material orgânico (como uma porcentagem do peso)
- teor de hidrogênio,
- teor de umidade e
- Concentrações de contaminantes, incluindo:
- Nitrogênio e
- Enxofre e metais.
Riqueza/Grau
A conveniência comercial de qualquer depósito de xisto betuminoso depende da riqueza do xisto. Graus comercialmente atraentes de xisto betuminoso contêm 100 l/t ou mais. Existem alguns depósitos de xisto betuminoso que contêm 300 l/t (4). A riqueza pode, de fato, resultar em rendimentos maiores do que os determinados pelo Ensaio Fischer devido à eficiência no processamento. Os xistos betuminosos variam consideravelmente em termos de riqueza ou teor, que é determinado pela porcentagem de carbono orgânico no minério. O rendimento é uma expressão do volume de óleo de xisto que pode ser extraído do xisto betuminoso. A riqueza do xisto betuminoso pode ser avaliada por metodologias, incluindo o Ensaio de Fischer, que é o método tradicional, mas pode não fornecer o volume potencial total de óleo que pode ser produzido a partir do xisto. Um método mais recente, conhecido como Rock-Evaluation, pode fornecer uma medida melhor do verdadeiro rendimento potencial (5).
Recuperabilidade
O volume de xisto betuminoso é frequentemente expresso como o xisto betuminoso no local. Esta é uma estimativa do volume total de xisto betuminoso contido no minério levando em consideração a qualidade do recurso. Algumas jazidas também possuem estimativas do recurso recuperável que leva em consideração fatores adicionais para determinar o volume de xisto que pode realmente ser extraído do minério. Há variação no grau em que depósitos individuais em todo o mundo foram avaliados ou caracterizados; assim, o volume de óleo de xisto não é totalmente conhecido.
Formação de xisto betuminoso
O xisto betuminoso é formado a partir de matéria orgânica que pode ter diversas origens. Muitas vezes, é classificado de acordo com a origem do material orgânico em três categorias principais: terrestre, lacustre e marinho (2).
- O xisto betuminoso terrestre é formado a partir de material orgânico, matéria vegetal e animal que outrora viveu em terra, semelhante ao material que produz carvão.
- O xisto betuminoso lacustre descende de restos de algas de água doce ou salobra.
- Os depósitos marinhos de xisto betuminoso são o resultado de algas marinhas, acritarcas e dinoflagelados.
A origem do xisto betuminoso pode afetar sua qualidade e/ou outros minerais encontrados no depósito
Distribuição
Depósitos de xisto betuminoso podem ser encontrados em diferentes profundidades abaixo da superfície. O xisto betuminoso ocorre em quase 100 grandes depósitos em 27 países em todo o mundo (3). Geralmente é encontrado em profundidades rasas de menos de 900 metros, enquanto zonas geológicas mais profundas e mais quentes são necessárias para formar óleo convencional. Alguns depósitos estão próximos à superfície em leitos relativamente finos de xisto. Outros depósitos podem ser encontrados mais abaixo da superfície (mais de 300 metros) em leitos muito espessos (300 metros ou mais de espessura).
Características e Propriedades
Thye são encontrados em diferentes tipos de rochas hospedeiras, mas a maioria dos depósitos são à base de carbonato ou sílica. O tipo de rocha que compõe o corpo de xisto afeta as abordagens de mineração e aquecimento, o teor de umidade e as emissões atmosféricas e de carbono liberadas durante o processamento. Xistos betuminosos à base de sílica e argila tendem a ter teores de umidade mais altos. A rocha carbonática pode desmoronar na mineração, britagem e manuseio, criando pequenas partículas chamadas finas. Os finos requerem diferentes abordagens de retorta do que o xisto granulado. Os finos também podem contaminar o óleo de xisto com partículas difíceis de remover. A rocha carbonática também se decompõe quando submetida a altas temperaturas, causando a criação e liberação de emissões de dióxido de carbono.
Recursos mundiais de xisto betuminoso
Os recursos mundiais de xisto betuminoso são caracterizados em graus variados. O maior recurso, os depósitos dos Estados Unidos, contêm aproximadamente 75% dos recursos mundiais de xisto betuminoso e muito se sabe sobre a qualidade e a extensão desses recursos. No entanto, existem muitos depósitos em todo o mundo em que pouco se sabe sobre a qualidade e extensão do recurso.
Usos do xisto betuminoso
As pessoas usam xisto betuminoso há milhares de anos. Os antigos mesopotâmios usavam óleo de xisto para pavimentar estradas e calafetar navios. Os antigos mongóis mergulhavam as pontas de suas flechas em óleo de xisto durante as batalhas, enviando flechas flamejantes contra seus inimigos. No Oriente Médio, o óleo de xisto pegajoso era até um componente de mosaicos decorativos.
A moderna indústria de xisto começou no século XIX. Essa indústria utilizava processos industriais para aquecer o xisto para extrair o petróleo. O óleo de xisto foi usado para uma variedade de produtos, incluindo cera de parafina.
Os países europeus, e mais tarde os Estados Unidos, começaram a extrair xisto betuminoso e óleo de xisto e queimá-los como fontes de combustível. As primeiras instalações de mineração de xisto dos EUA foram estabelecidas no Vale do Rio Ohio, nos estados da Pensilvânia, Ohio, Virgínia Ocidental e Kentucky.
Extrair e processar óleo de xisto é um processo caro e difícil. Carvão, petróleo, e o gás natural são mais baratos de extrair. Austrália, Brasil, Suíça, Suécia, Espanha e África do Sul começaram a minerar xisto betuminoso nos séculos 19 e 20, mas todos pararam a produção na década de 1960. Os EUA cessaram a produção no início de 1980.
Muitas nações, incluindo Estônia, China e Brasil, continuam a depender do xisto betuminoso como combustível. É queimado para gerar eletricidade, é componente de indústrias químicas e seus subprodutos são utilizados na produção de cimento.
Referências
- Bonewitz, R. (2012). Rochas e minerais. 2ª ed. Londres: DK Publishing.
- Knaus, E., Killen, J., Biglarbigi, K., & Crawford, P. (2010). Uma visão geral dos recursos de xisto betuminoso. Na série de simpósios ACS (Vol. 1032, pp. 3-20). Imprensa da Universidade de Oxford.
- Sociedade, N. (2019). xisto betuminoso. [online] National Geographic Society. Disponível em: https://www.Geografia nacional.org/encyclopedia/oil-shale/ [Acessado em 9 de maio de 2019].
