Бурый уголь это полезное ископаемое или нет
Содержание:
Бурый уголь представляет собой горючую осадочную породу, своеобразное звено между переходом торфа в состояние каменного угля. Бурый уголь по-другому еще называют суббитуминозным углем или черным лигнитом. Само определение лигнит (от лат. «дерево», «древесина») говорит о том, что это самый «молодой» вид угля, и его структура похожа на волокнистую структуру древесины. Окрашен он от светло-бурого цвета до почти черного, но если провести куском угля по фарфоровой плитке, то полоса будет всегда бурой.
Происхождение
Согласно «растительной» версии происхождения, источник для формирования бурого угля – хвойные, лиственные деревья и растения. Оказавшись под значительным слоем воды, практически полностью лишенные доступа кислорода, прикрытые глиной, песком и другими слоями грунта эти растительные остатки тлели. Причем с течением времени количество углерода в них только накапливалось. И, после образования из этих останков торфа, наступила следующая стадия, когда сформировался бурый уголь (в дальнейшем он превращается в каменный уголь и антрацит). Обнаружен был бурый уголь впервые в России в 1720х годах в районе Подмосковья.
Запасы
На долю бурого угля по одним данным приходится примерно 35 % суммарного запаса угля в России, а это примерно 1616 млрд. т. (в эту цифру входят разведанные запасы и предполагаемые). Доказанные же запасы бурого угля на 2009 год составляют 107922 млн.т. Причем, 95 % разведанных и неразведанных запасов находится в Азиатской части России. Бассейны, богатые залежами бурого угля: Ленский, Канско-Ачинский, Тунгусский, Кузнецкий, Тургайский, Таймырский, Подмосковный и др. Стратегические бассейны с большим содержанием бурого угля – Канско-Ачинский и Кузбасский.
Большая часть бурого угля залегает на небольшой глубине до 500 метров пластами. Средняя толщина пластов 10-60 метров, но встречаются и залежи в 100-200 метров толщиной. В связи с этим считается, что добывать его безопасно и эффективно, а, следовательно, не так затратно, как, например, каменный уголь. То есть добыча бурого угля ведется практически всегда открытым способом, с помощью карьеров и разрезов. К слову, по добыче бурого угля, Россия занимает второе место в мире. Так, например, на 2010 г. добыча бурого угля составила 76 млн. т. В «Энергетической стратегии России на период до 2020 года» отмечена несомненная важность бурого угля для энергетического будущего страны. Также нужно сказать о том, что часто залежи бурого соседствуют с залежами каменного.
Учитывая процесс образования бурого угля, можно назвать его основные свойства и состав:
Химический состав бурого угля включает в себя: | ||
Углерод | % | 50..70 (в среднем 63) |
Водород | % | 3..5 |
Кислород | % | 26..37 (в среднем 32) |
Азот | % | 0..2 |
Вещественный состав: | ||
Летучие вещества | % | до 50 |
Влага | % | 20..30 (иногда 40) |
Удельная теплота сгорания (калорийность) — 22-31 МДж/кг (в среднем 26 МДж/кг) или 5400-7400 Ккал/кг.
Содержание углерода в буром угле ниже, чем в каменном, поэтому его и относят к низкой степени углефикации. При большом содержании влаги обладает свойством на воздухе быстро ее терять, растрескиваться и превращаться в порошок. Плотность бурого угля равна 0,5-1,5 г/см3. Обычно структура его достаточно плотна, но бывает и рыхлой. Из-за присутствия в большом количестве летучих веществ, воды и низкого содержания углерода, бурый уголь легко горит, но при этом выделяет дым и своеобразный запах гари.
Состоит бурый уголь из гуминовых кислот (чего абсолютно нет в каменном угле) с примесью углеводородов и карбоидов. Содержание гуминовых кислот колеблется от 64% до 2-3% в зависимости от местоположения залежи. Также от этого фактора зависит и наличие смол (от 25% до 5%). В некоторых месторождениях в составе бурого угля обнаруживается бензольный экстракт (5-15%), воск (50-70%), а также содержание урана и германия.
Классификация
В России принято несколько классификаций бурого угля (еще со времен СССР).
Официальная классификация подразделяет его на марки и технологические группы. Деление осуществляется за счет того, как уголь действует во время термической обработки. В России все бурые угли относятся к марке Б. При делении на технологические группы учитываются спекающие способности угля. Идентифицируются группы следующим образом: к марке прибавляют цифру, которая указывает на самый маленький размер пласта угля, например, Г6, Г17 и пр.
В России принято несколько классификаций бурого угля (еще со времен СССР).
Также по ГОСТу 1976 г. бурый уголь делят по степени углефикации на три стадии: О1, О2 и О3. Стадии зависят от отражательной способности угля в масляной иммерсии: О1 – менее 0,30%, О2 – 0,30-0,39%, О3 – 0,40-0,49%.
По влажности бурый уголь подразделяется на шесть групп: до 20%, 20-30%, 30-40%, 40-50%, 50-60% и 70% влажности.
По выходу первичной смолы полукоксования бурые угли делятся на четыре группы: свыше 25%, 20-25%, 15-20%, 15% и менее.
Также различают следующие виды бурых углей:
- Плотный бурый уголь – бурого цвета с матовым блеском и землистым изломом.
- Землистый бурый уголь – легко стирающийся в порошок.
- Смолистый бурый уголь – плотный, темно-бурого, даже черного цвета, в изломе с блеском как у смолы.
- Бумажный бурый уголь (дизодил) – истлевшая растительная масса, которую легко можно расслоить на тонкие листы.
- Торфяной бурый уголь – очень похож на торф.
Применение
К такому виду полезного ископаемого как бурый уголь с каждым годом растет интерес. Дело в том, что низкая себестоимость и большой запас разведанного и неразведанного угля дают о себе знать, и сфера применения бурого угля становится более обширной. Как топливо этот вид угля менее популярный, чем каменный. Но, опять же, в силу низкой стоимости используется в мелких котельных и ТЭЦ, а также для отопления индивидуальных домов и коттеджей.
Путем перегонки из бурого угля получают жидкое углеводородное топливо. Остаток же используют для того, чтобы получить сажу. Из него также выделяются при переработке горючий газ и горный воск, который используют в бумажной, текстильной, деревообрабатывающей промышленности и дорожном строительстве.
Также бурый уголь служит сырьем для получения газа. Процесс этот называется газификацией угля. Заключается он в том, что бурый уголь в специальных газогенераторах при больших температурах (до 1000 °С) нагревают. В результате этого процесса образуется газ, состоящий из метана, водорода и окиси углерода. Этот газ впоследствии перерабатывают в синтетический – аналог природного газа. В свою очередь специалисты изобрели новый способ получения газа – подземная газификация, где весь процесс проходит под землей без непосредственного извлечения угля. Для этого роют вертикальные каналы, подходящие к залежам бурого угля и подпускают по ним высокие температуры. По другим каналам выходит результат воздействия температур – газ.
Еще один процесс переработки бурого угля – гидрогенизация. Проходит он так: бурый уголь смешивают с тяжелым маслом и под воздействием катализатора соединяют с водородом при температуре 450 °С. Вследствие этого получается синтетические газовые продукты и жидкие фракции топлива. Полученное еще раз подвергают процессу гидрогенизации и получают бензин очень хорошего качества.
Также бурый уголь является сырьем и в процессе полукоксования. Здесь при температуре 500-600 °C и исключая доступ воздуха путем нагрева бурого угля получается полукокс, первичная смола, вода и полукоксовый газ. Полукокс (или кокс средней температуры) применяется в металлургии при получении ферросплавов, фосфатов, карбида кальция и как технологическое топливо.
Не стоит забывать и о том, что бурый уголь содержит гуминовые кислоты, которые повышают плодородность почвы и улучшают урожаи.
Источник
ÐингиÑ, или бÑÑÑй ÑголÑ, ÑÑиÑаÑÑ ÑамÑм молодÑм из иÑкопаемÑÑ
Ñглей. Ðн обÑазÑеÑÑÑ Ð¸Ð· ÑоÑÑа и ÑодеÑжиÑ, по ÑÑÐ°Ð²Ð½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ñ Ð²ÑÑеопиÑаннÑми ÑглÑми, доÑÑаÑоÑно малое колиÑеÑÑво ÑглеÑода, поÑÑдка ÑеÑÑидеÑÑÑи пÑÑи — ÑемидеÑÑÑи пÑоÑенÑов. ÐÑÐ¾Ñ ÑвеÑдÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ ÑаÑÑо иÑполÑзÑÑÑ ÐºÐ°Ðº меÑÑное Ñопливо, или как ÑÑÑÑе Ð´Ð»Ñ Ñ
имиÑеÑкой пÑомÑÑленноÑÑи.
СодеÑжание:
- 1.СоÑÑав бÑÑого ÑглÑ
- 2.Ðалежи бÑÑого ÑглÑ
- 3.ÐбÑазование ÑглÑ
- 4.ÐÑлиÑÐ¸Ñ Ð±ÑÑого ÑÐ³Ð»Ñ Ð¾Ñ ÐºÐ°Ð¼ÐµÐ½Ð½Ð¾Ð³Ð¾
СоÑÑав бÑÑого ÑглÑ
ÐоÑода бÑÑого ÑÐ³Ð»Ñ Ð¸Ð¼ÐµÐµÑ Ð²Ð¸Ð´ землиÑÑой, волокниÑÑой или деÑевÑниÑÑой ÑглиÑÑой маÑÑÑ. Ðазвание бÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð»ÑÑил из-за бÑÑой ÑеÑÑÑ, оÑлиÑаÑÑей ÑÑÑ Ð¿Ð¾ÑÐ¾Ð´Ñ Ð¸Ñкопаемого. ÐлагодаÑÑ Ð´Ð¾Ð²Ð¾Ð»Ñно вÑÑÐ¾ÐºÐ¾Ð¼Ñ ÑодеÑÐ¶Ð°Ð½Ð¸Ñ Ð»ÐµÑÑÑÐ¸Ñ Ð²ÐµÑеÑÑв, бÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð³Ð¾ÑÐ¸Ñ Ð»ÐµÐ³ÐºÐ¾, копÑÑÑим пламенем, пÑи гоÑении вÑделÑÑ Ð·Ð°Ð¿Ð°Ñ Ð³Ð°Ñи. Также в ÑÑом гоÑÑÑем иÑкопаемом Ð½ÐµÐ¿Ð»Ð¾Ñ Ð¾ ÑÐ¾Ñ ÑанÑÑÑÑÑ ÑаÑÑиÑелÑнÑе и дÑевеÑнÑе ÑÑÑÑкÑÑÑÑ, излом поÑÐ¾Ð´Ñ ÑаковиÑÑÑй, деÑевÑннÑй или землиÑÑÑй, бÑÑого или ÑеÑного ÑвеÑа. Ðе ÑÑиÑÑÐ²Ð°Ñ Ð·Ð¾Ð»Ñ, бÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ ÑодеÑжиÑ:
УглеÑод | ÐиÑлоÑод | ÐÐ·Ð¾Ñ | ÐодоÑод |
около 63% | около 32% | до 2% | 3-5% |
ÐÑли поÑÐ¾Ð´Ñ Ð¾Ð±ÑабоÑаÑÑ ÐµÐ´ÐºÐ¸Ð¼ калием, в ÑезÑлÑÑаÑе полÑÑиÑÑÑ Ñемно-бÑÑÐ°Ñ Ð¶Ð¸Ð´ÐºÐ¾ÑÑÑ. Ðммиак, ÑвободнÑй или ÑвÑзаннÑй Ñ ÑкÑÑÑной киÑлоÑой обÑазÑеÑÑÑ Ð¿Ñи ÑÑÑ Ð¾Ð¹ пеÑегонке бÑÑого ÑглÑ.
Ðалежи бÑÑого ÑглÑ
Ðалежи данного ÑглÑ, Ñак назÑваемÑе ÑлеÑÑ, имеÑÑ Ð·Ð°ÑаÑÑÑÑ Ð±Ð¾Ð»ÑÑÑÑ Ð¼Ð¾ÑноÑÑÑ. Ðни имеÑÑ Ð´Ð¾Ð²Ð¾Ð»Ñно болÑÑое гоÑизонÑалÑное пÑоÑÑжение, напÑимеÑ, в окÑеÑÑноÑÑÑÑ ÐелÑна, ÑлеÑÑ Ð´Ð¾ÑÑигаÑÑ Ð´Ð²Ð°Ð´ÑаÑи пÑÑи — ÑÑидÑаÑи меÑÑов, в недалеко Ð¾Ñ Ð¦Ð¸ÑÑÐ°Ñ — ÑÑидÑаÑи ÑÑÐµÑ Ð¼ÐµÑÑов. Также ÑлеÑÑ Ð¼Ð¾Ð³ÑÑ Ð²ÑглÑдеÑÑ ÐºÐ°Ðº Ñонкие, поÑÑи незамеÑнÑе пÑоÑлои. ÐбÑазовÑвалиÑÑ Ð·Ð°Ð»ÐµÐ¶Ð¸ бÑÑого ÑглÑ, в оÑновном, в Ð½Ð¸Ð¶Ð½Ð¸Ñ Ð¾ÑÐ´ÐµÐ»Ð°Ñ ÑÑеÑиÑной ÑиÑÑемÑ. РпÑимеÑÑ, в ÑÐµÐ³Ð¸Ð¾Ð½Ð°Ñ ÑевеÑной ÐеÑмании и Ðогемии, Ñакже ÑевеÑного кÑÐ°Ñ ÐлÑп. ÐÑа олигоÑÐµÐ½Ð¾Ð²Ð°Ñ ÑÐ¿Ð¾Ñ Ð° иногда ноÑÐ¸Ñ Ð½Ð°Ð·Ð²Ð°Ð½Ð¸Ðµ «Ð±ÑÑоÑголÑной ÑоÑмаÑии». Также залежи бÑÑого ÑÐ³Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾ найÑи в знаÑиÑелÑнÑÑ ÐºÐ¾Ð»Ð¸ÑеÑÑÐ²Ð°Ñ Ð¸ в оÑложениÑÑ ÑÐ¿Ð¾Ñ Ð¸ мезозоÑ. РоÑÐ½Ð¾Ð²Ñ Ð±ÑÑого ÑÐ³Ð»Ñ Ð²Ñ Ð¾Ð´ÑÑ Ð»Ð¸ÑÑвеннÑе деÑевÑÑ Ð¸ ÑоÑÑÑнÑе ÑаÑÑениÑ, пÑлÑÐ¿Ñ Ð¸ кониÑеÑÑ, коÑоÑÑе поÑÑепенно ÑазлагалиÑÑ Ð² воде, без доÑÑÑпа киÑлоÑода. Ð ÑмеÑÑ Ð²Ñ Ð¾Ð´Ð¸Ð»Ð¸ Ñакже глина и пеÑок, и в ÑезÑлÑÑаÑе гниÑÑие ÑаÑÑÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¾Ð±ÑазовÑвали поÑодÑ, обогаÑеннÑÑ ÑглеÑодом Ñ Ð¿Ð¾ÑÑоÑннÑм вÑделением леÑÑÑÐ¸Ñ Ð²ÐµÑеÑÑв.
ÐбÑазование ÑглÑ
ÐÑи далÑнейÑем Ñазложении, бÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¿ÑевÑаÑаеÑÑÑ Ð² каменнÑй и анÑÑаÑиÑ, или даже в гÑаÑиÑ.
Ðа пеÑвой ÑÑадии подобного ÑÐ°Ð·Ð»Ð¾Ð¶ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ð¾Ñода обÑазÑÐµÑ ÑоÑÑ, коÑоÑÑй в далÑнейÑем пÑевÑаÑаеÑÑÑ Ð² бÑÑÑй ÑголÑ. ÐонеÑно, Ð´Ð»Ñ Ð¿ÑÐ¾Ñ Ð¾Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²ÑÐµÑ ÑÑадий, Ð¾Ñ ÑоÑÑа до гÑаÑиÑа, поÑоде ÑÑебÑеÑÑÑ Ð¾ÑÐµÐ½Ñ Ð¼Ð½Ð¾Ð³Ð¾ вÑемени. РеÑÑеÑÑвенно, ÑÑо Ñем богаÑе ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ ÑглеÑодом, Ñем ÑÑаÑÑе его геологиÑеÑкий возÑаÑÑ. ÐожалÑй, по ÑÐ¿Ð¾Ñ Ð°Ð¼ ÑÑо полезное иÑкопаемое можно бÑло Ð±Ñ ÑаÑпÑеделиÑÑ Ñаким обÑазом: меÑозойÑÐºÐ°Ñ Ð¸, в оÑновном, кайнозойÑÐºÐ°Ñ Ð³ÑÑÐ¿Ð¿Ñ — бÑÑÑй ÑголÑ; палеозойÑÐºÐ°Ñ — каменнÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¸ ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð°Ð½ÑÑаÑиÑ; азойÑÐºÐ°Ñ Ð³ÑÑппа — гÑаÑÐ¸Ñ Ð¸ ÑÑнгиÑ. Ðо, как извеÑÑно, каменнÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð¶Ð½Ð¾ найÑи и в оÑложениÑÑ Ð¼ÐµÐ·Ð¾Ð·Ð¾Ð¹Ñкого пеÑиода, а Ñак как бÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ñо вÑеменем пÑÐ¾Ð´Ð¾Ð»Ð¶Ð°ÐµÑ Ð¿ÐµÑÐµÑ Ð¾Ð´Ð¸Ñ Ð² каменнÑй, многие ÑÑенÑе ÑÑиÑаÑÑ, ÑÑо лÑбой иÑкопаемÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð»Ð¾Ð¶Ðµ меловой ÑиÑÑÐµÐ¼Ñ Ð½Ð°Ð·ÑваеÑÑÑ Ð±ÑÑÑм Ñглем, а ÑÑаÑÑе меловой ÑиÑÑÐµÐ¼Ñ — каменнÑм. Ðо вÑÑÑеÑаÑÑÑÑ Ð·Ð°Ð»ÐµÐ¶Ð¸ ÑглÑ, коÑоÑÑй по подобной ÑиÑÑеме нÑжно ÑÑиÑаÑÑ ÐºÐ°Ð¼ÐµÐ½Ð½Ñм, Ñ Ð¾ÑÑ Ð¿Ð¾ вÑем Ñвоим показаÑелÑм они ÑооÑвеÑÑÑвÑÑÑ Ð±ÑÑÐ¾Ð¼Ñ ÑглÑ.
ÐÑлиÑÐ¸Ñ Ð±ÑÑого ÑÐ³Ð»Ñ Ð¾Ñ ÐºÐ°Ð¼ÐµÐ½Ð½Ð¾Ð³Ð¾
РпеÑвÑÑ Ð¾ÑеÑедÑ, и ÑÑо видно из названиÑ, ÑазлиÑие ÑоÑÑÐ¾Ð¸Ñ Ð² ÑвеÑе. ÐÑÑÑй ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð¶ÐµÑ Ð±ÑÑÑ ÑвеÑлее или Ñемнее. ÐÑÑÑеÑаÑÑÑÑ Ð¸Ð½Ð¾Ð³Ð´Ð° и ÑеÑнÑе ÑоÑÑа, но еÑли Ð¸Ñ Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ»ÑÑиÑÑ Ð² поÑоÑок, ÑÐ²ÐµÑ Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½Ð¸ÑÑÑ Ð½Ð° бÑÑÑй.
- ÐаменнÑй ÑголÑ, Ñак же, как и ÑÐ³Ð¾Ð»Ñ Ð°Ð½ÑÑаÑиÑ, еÑли пÑовеÑÑи кÑÑком по ÑаÑÑоÑовой плаÑÑине, оÑÑавÑÑ Ð¾ÑÑеÑливÑй ÑеÑнÑй Ñлед.
- ÐÑоÑÑм оÑлиÑием, коÑоÑое можно назваÑÑ Ð¾ÑновнÑм, ÑвлÑеÑÑÑ Ð±Ð¾Ð»ÑÑее ÑодеÑжание леÑÑÑÐ¸Ñ Ð²ÐµÑеÑÑв и менÑÑий пÑоÑÐµÐ½Ñ ÑглеÑода в бÑÑом Ñгле, Ñем в каменном.
УÑÐ¾Ð²ÐµÐ½Ñ Ð°Ð·Ð¾Ñа Ñоже знаÑиÑелÑно ниже. ÐолÑÑой пÑоÑÐµÐ½Ñ Ð»ÐµÑÑÑÐ¸Ñ Ð²ÐµÑеÑÑв обеÑпеÑÐ¸Ð²Ð°ÐµÑ ÑÑкое Ð¿Ð»Ð°Ð¼Ñ Ð±ÑÑого ÑглÑ, пÑи коÑоÑом вÑделÑеÑÑÑ Ð±Ð¾Ð»ÑÑее колиÑеÑÑво дÑма и Ð·Ð°Ð¿Ð°Ñ .
Источник
Для обогрева помещений, получения химических соединений, редких элементов, производства лаков, красок, пластмассы и прочих нужных продуктов используется каменный уголь. Он недорог, несложен в обработке и незаменим в промышленности.
Что такое каменный уголь
Каменный уголь – это полезное ископаемое, добыча которого необходима для жизнедеятельности человека. С его помощью осуществляются многие процессы, где требуется тепловое воздействие, добываются редкие химические элементы. Ранее им топили печи, но это уходит все дальше в прошлое.
Внешне это блестящий или матовый, неровный черный или темно-бурый экземпляр, напоминающий камень, но не являющийся таковым. В отличие от камня, он крошится в руках при нажиме и горит.
Классификация каменных углей
В основе классификации лежат химические и физические свойства ископаемого. Общее разделение:
- Бурый уголь – образовался позднее других видов. Отличается низкой температурой сгорания.
- Каменный – самый распространенный и используемый вид. Добывается открытым способом или в шахтах.
- Антрацит – наиболее древний и твердый представитель. Имеет самую большую температуру сгорания из всех видов.
Бурый уголь отличается от каменного:
- цветом;
- меньшим содержанием азота и углерода;
- тем, что легче горит;
- дает больше дыма;
- выделяет меньше тепла.
Минерал разделяется по степени углефикации и размерам. На основе этих параметров была придумана и внедрена маркировка, отражающая характеристики конкретного сорта ископаемого. Это удобно для использования в промышленности.
Смотрите познавательный видеообзор про минерал:
По степени обогащения
Перед использованием добытую породу подвергают обработке – обогащению. Это увеличение содержания углерода за счет очищения от минеральных примесей, что повышает горючесть.
Часто применяется мокрый способ – ископаемое загружают в водную среду, в которой идет расслоение на примеси и камень. Это происходит из-за того, что минеральные добавки имеют меньшую плотность. Машины для такого обогащения называются отсадочными.
Промышленное разделение по степени обогащения минерала:
- Промпродукты. Используются в металлургии.
- Концентраты. Из них получают энергию для электростанций, отопления.
- Шламы – мелкая угольная пыль. Идет для нужд населения, для этого ее прессуют в брикеты.
По степени углефикации
Углефикация – процесс превращения торфа в бурый уголь или каменного – в антрацит. Это степень насыщения углеродом конкретного куска ископаемого, определяющая его свойства – горючесть, спекаемость, теплоту сгорания. Зависит от возраста – чем он меньше, тем ниже степень углефикации.
Наивысшей степенью углефикации обладает антрацит, низкой – блестящие угли марок М и Д, остальные типы относятся к средней степени.
По размерам
Добываемые ископаемые отличаются по длине и ширине (это называется фракция), потому существует классификация, где куски определенного размера имеют свое название, сокращенно обозначаемое одной буквой.
Иногда такое разделение называется сортом. Хотя используется буквенное обозначение, к маркам это не имеет отношения.
Классификация по размерам (фракциям):
Название | Размер, мм |
Плитный (П) | Более 100 |
Крупный (К) | 51–99 |
Орех (О) | 25–50 |
Мелкий (М) | 13–24 |
Семечко (С) | 6–12 |
Штыб (Ш) | Менее 6 |
Рядовой (Р) | Несортированный, имеющий в составе куски разного размера |
Марки каменного угля
Минерал подразделяют на марки, деление основано на составе и способности к горению:
- длиннопламенные (Д);
- газовые (Г);
- газовые жирные (ГЖ);
- жирные (Ж);
- коксовые жирные (КЖ);
- коксовые (К);
- отощенные спекающиеся (ОС);
- тощие (Т);
- слабоспекающиеся (СС);
- полуантрациты (ПА);
- антрациты (А).
Каменный уголь марки Д чаще других используется в ЖКХ и энергетике благодаря следующим свойствам:
- много летучих веществ (от 39 %);
- мало серы (менее 0,5 %);
- мало золы;
- теплота сгорания 4700–5400 ккал/кг – это хороший показатель;
- содержание воды – 15–16 %;
- высокая теплоотдача.
Камень отличается ярким блеском, добывается на территориях Красноярского края и Хакасии.
Происхождение каменного угля
Минерал начал образовываться задолго до появления человека. Примерный возраст – 400–200 миллионов лет. До сих пор у ученых нет однозначного мнения касательного того, растения какой группы образовали залежи каменного угля. Большинство считают, что это папоротниковидные.
Существуют 4 основные теории, пытающиеся объяснить, как образовался каменный уголь:
- Самая распространенная – образование торфа, а затем угля произошло из-за распада папоротников, плаунов, хвощей. Однако эта теория не может объяснить пласты ископаемых толщиной в 400–700 метров. Ведь для образования 500 метров ископаемых требуется 2000 метров торфа, т. е. растения одних видов должны были произрастать на территории миллионы лет без изменений погодных условий.
- Термическая теория – медленное тление растительных остатков в условиях среды с малым содержанием кислорода с постепенным превращением в обычный уголь, а затем – в каменный. Однако при этом внутри ископаемых не сохранились бы части растений.
- Версия с морской водой. Упав в океан, растения подвергались длительному процессу углефикации, находясь под давлением и без кислорода. Теория подтверждается морскими находками – водорослями, песком.
- Абиогенная – уголь появлялся путем нагревания метана в присутствии водорода и углекислого газа. По этой теории, находки в пластах являются не остатками растений, а пиролитическим графитом, потому нельзя достоверно определить возраст добываемых ископаемых.
При добыче и обработке в пластах ископаемого иногда встречаются удивительные находки:
- вертикально стоящие стволы деревьев;
- огромные каменные глыбы весом до 73 кг, имеющие метаморфическое или вулканическое происхождение;
- изделия из золота и металла, что указывает на продолжающийся процесс углеобразования;
- моллюски, раковины, кольчатые черви;
- округлые предметы, напоминающие яйца динозавров.
За происхождение каменный уголь называют консервами солнечной энергии – растения способны накапливать ее в листьях, побегах.
Месторождения и добыча породы
Ископаемое широко распространено – его запасы составляют 15 % от всей суши. Тройка стран-лидеров по добыче каменного угля:
- США – мировой лидер. Процент залежей составляет 23 – это более 1600 миллиардов тонн.
- Россия. Залежи оцениваются в 13 %.
- Китай. Показатель стремится к 11 %.
В России каменный уголь добывают в Кемеровской области, в Кузнецком месторождении, где находится 640 миллиардов тонн ископаемых. Открытие произошло в 1721 году М. Волковым. В 1842 году П. Чихачев оценил запасы бассейна. Во 2-й половине XIX века в Кузбассе начали добывать каменный угль.
В Якутии находится Эльгинское месторождение, его запасы составляют около 2 миллиардов тонн, в Тыве перспективны для разработки Элеготсткие залежи. Другие бассейны – Ленский, Тунгусский, Иркутский, Южно-Якутский, Печерский.
В США самые большие залежи расположены в штате Иллинойс (запас более 360 миллионов тонн).
В Казахстане находится 162 миллиарда тонн ископаемого. Одно из самых крупных месторождений – Экибастузское, другие бассейны:
- Шубарколь и Кызылтал – по 2 миллиарда тонн;
- Шоптыколь, Мамыт и Эгинсай – по 1 миллиарду тонн;
- Каражыра – 890 миллионов тонн.
Месторождения каменного угля обозначают на карте в виде определенного символа – черного квадрата, а бурого – заштрихованного.
В республике Хакассия основное месторождение находится в Минусинской котловине. Разработки ведутся с 1904 г. Хакасский каменный уголь добывают в Изыхском и Черногорском бассейнах.
В Африке добывают минерал на территориях:
- Зимбабве;
- Мозамбика;
- ЮАР.
Страны-экспортеры каменного угля по рейтингу, объем указан в миллионах тонн в год:
- Австралия – 193;
- Китай – 91;
- ЮАР – 69,3;
- Индонезия – 66,4;
- США – 44,1;
- Россия – 41;
- Колумбия – 37,1;
- Канада – 30,6;
- Казахстан – 28;
- Польша – 23.
Смотрите передачу о добыче камня в России:
Физико-химические свойства камня
Основной элемент камня – углерод, потому он хорошо и долго горит. Помимо этого, в нем содержится вода. Соотношение элементов зависит от возраста минерала:
Название угля | % воды | % углерода | % летучих веществ | Как воспламеняется | Как горит | Теплоотдача |
Бурый | До 43 | До 45 | До 50 | Хорошо | Хорошо | Низкая |
Каменный | До 12 | 75–95 | До 32 | Отлично | Хорошо | Средняя |
Антрацит | 1–3 | 85–95 | Менее 9 | С трудом | Слабо, без дыма из-за малого объема летучих примесей | Высокая |
Свойства:
- удельный вес – 1,5–1,7 г/см2;
- температура горения в печи – 700–1100 °С;
- блеск – выраженный, с металлическим оттенком, реже – золотистый;
- удельная теплоемкость – 1300 Дж/(кг × К);
- удельная теплота сгорания – 5700 ккал/кг;
- излом – неровный, раковистый;
- твердость угольной золы по шкале Мооса – 2;
- срок хранения каменного угля – 6–18 месяцев.
К просмотру передача, где ученый в занимательной форме рассказывает про свойства минерала:
Применение каменного угля в промышленности
В отношении каменного угля, используемого в промышленности, применяется ГОСТ 32464-2013 – постановление, в котором описаны технические требования, методы определения химического состава, классификация по разным параметрам.
В основе использования ископаемого лежит реакция пиролиза каменного угля – нагревание без каких-либо реагентов. В современной промышленности все чаще используются различные химические добавки, ускоряющие реакцию. Этапы пиролиза:
- конденсация;
- полимеризация;
- ароматизация;
- алкилирование.
Отдельно выделяют:
- Низкотемпературный пиролиз, протекающий при 500–600 °С. Это полукоксование.
- Высокотемпературный процесс, или коксование. Идет при 900–1100 °С.
Все продукты коксования делятся на 3 группы:
- Твердые – кокс. Используется в черной и цветной металлургии.
- Жидкие – каменноугольная смола. Из нее получают более 250 химических соединений. Основные – технические масла, синтетическое топливо, нафталин, бензол, аммиак. Из толуола делают красители, тротил и сахарин.
- Газообразные – пиролизный газ. Альтернативный источник энергии и тепла.
При переработке ископаемого можно получить следующие продукты, используемые в промышленности:
- ванадий, серу, цинк, свинец;
- ксилол и бензол – используются в лакокрасочной промышленности;
- твердое топливо, идущее на обогрев домов и обеспечивающее работу предприятий;
- жидкое топливо – получается при сжижении твердого;
- светильный газ, применяемый для освещения;
- золу – применяется в строительстве.
Ископаемое относится к 4-му классу опасности, как легковоспламеняющееся вещество, способное к нагреву.
Для личного использования ископаемые применяют с целью получения тепла. Там, где мало древесины или сложно заготовить дрова, можно топить баню углем. Во многих домах до сих пор стоят печи. Помещения, отапливаемые с помощью каменного угля, хорошо прогреваются и приемлемы даже для суровых зим.
Разжечь каменный уголь непросто – нужны охапка дров, древесная щепа или лучины, солома, бумага. Сначала укладывают несколько дров, на них – щепу (лучины), сверху – солому. Поджигают бумагу, с ее помощью – солому. Далее постепенно загорается древесина. Остальные дрова подкладывают по мере освобождения места. В самый жар кладут каменный уголь. Процесс подготовки окупается длительным временем сгорания и хорошей теплоотдачей.
В качестве удобрения золу каменного угля не применяют – в ней мало питательных веществ, могут быть примеси тяжелых металлов. Единственное приемлемое решение – использование на высоко щелочных почвах для нормализации кислотности – зола закисляет грунт.
Некоторые люди предлагают жарить шашлык на нем, но делать этого не стоит.
Предлагаем посмотреть зарубежную передачу о том, какая ситуация сложилась с полезным ископаемым в Европе:
Стоимость ископаемого
Каменный уголь – недорогое ископаемое. Антрацит стоит от 8000 до 11000 рублей за тонну, длиннопламенный уголь мелкой фракции можно купить за 4000–6000 рублей.
Каменный уголь – универсальное и удивительное по функциональности для человека творение природы. Он помогает производить много используемых повседневно вещей, а также топить дома и бани.
Вам доводилось использовать каменный уголь? Поделитесь статьей с друзьями и знакомыми.
Источник