Węgiel: zastosowanie i różnorodność

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-07 21:01

Trudno wyobrazić sobie coś bardziej niezbędnego dla ludzkości niż węgiel. Jego zastosowanie jest tak wielofunkcyjne, że czasem się po prostu zastanawiasz. W takich momentach mimowolnie wkrada się zwątpienie, aw mojej głowie pojawia się całkowicie logiczne pytanie: „Co? Czy to wszystko węgiel?!” Wszyscy są przyzwyczajeni do postrzegania węgla tylko jako materiału palnego, ale w rzeczywistości jego zakres zastosowań jest tak szeroki, że wydaje się to po prostu niewiarygodne.

Tworzenie i pochodzenie pokładów węgla

Pojawienie się węgla na Ziemi sięga odległej ery paleozoicznej, kiedy planeta była jeszcze w fazie rozwoju i miała dla nas zupełnie obcy wygląd. Powstawanie pokładów węgla rozpoczęło się około 360 000 000 lat temu. Działo się to głównie w osadach dennych prehistorycznych zbiorników, gdzie przez miliony lat gromadziły się materiały organiczne.

Innymi słowy,węgiel to szczątki ciał gigantycznych zwierząt, pni drzew i innych żywych organizmów, które opadły na dno, gniły i wciskały się pod słup wody. Proces formowania się złóż jest dość długi, a powstanie pokładu węgla trwa co najmniej 40 000 000 lat.

Wydobycie węgla

Ludzie już dawno zrozumieli, jak ważny i niezastąpiony jest węgiel, jego właściwości i zastosowania byli w stanie ocenić i dostosować go na tak wielką skalę stosunkowo niedawno. Rozwój złóż węgla na dużą skalę rozpoczął się dopiero w XVI-XVII wieku. w Anglii, a wydobyty materiał był używany głównie do wytopu surówki, niezbędnej do produkcji armat. Ale jego produkcja według dzisiejszych standardów była tak nieznaczna, że nie można było jej nazwać przemysłową.

Wydobycie na dużą skalę rozpoczęło się dopiero w połowie XIX wieku, kiedy rozwijająca się industrializacja stała się niezbędna dla węgla kamiennego. Jego zastosowanie jednak w tym czasie ograniczało się wyłącznie do spalania. Setki tysięcy kopalń działają obecnie na całym świecie, produkując dziennie więcej niż w ciągu kilku lat w XIX wieku.

Odmiany węgla kamiennego

Złoża pokładów węgla mogą sięgać głębokości kilku kilometrów, sięgając w głąb ziemi, ale nie zawsze i nie wszędzie, ponieważ są one niejednorodne zarówno pod względem zawartości, jak i wyglądu.

Istnieją 3 główne rodzaje tej skamieniałości: antracyt, węgiel brunatny i torf, który bardzo przypomina węgiel.

1. Antracyt to najstarsza formacja na tej planecierodzaj, średni wiek tego gatunku wynosi 280 000 000 lat. Jest bardzo twardy, o dużej gęstości i zawiera 96-98% węgla.

2. Twardość i gęstość węgla brunatnego są stosunkowo niskie, podobnie jak zawartość węgla. Ma niestabilną, luźną strukturę, a także jest przesycony wodą, której zawartość może sięgać nawet 20%.
3. Torf jest również klasyfikowany jako rodzaj węgla, ale jeszcze nie uformowany, więc nie ma nic wspólnego z węglem.

Własności węgla

Teraz trudno wyobrazić sobie inny materiał bardziej użyteczny i praktyczny niż węgiel, którego główne właściwości i zastosowanie zasługują na najwyższe uznanie. Dzięki zawartym w nim substancjom i związkom stał się po prostu niezbędny we wszystkich dziedzinach współczesnego życia.

Składnik węgla kamiennego wygląda tak:

• średnia ilość substancji lotnych osiąga 35-40%;
• średnia zawartość popiołu nie przekracza 15-18%;
• średnia zawartość wilgoci waha się między 12-15%;
• średnia zawartość kalorii to 5500-7000 kcal/kg.

Wszystkie te składniki składają się na węgiel, którego zastosowanie i użytkowanie jest tak wielofunkcyjne. Substancje lotne zawarte w węglu zapewniają szybki zapłon, a następnie osiągnięcie wysokich temperatur. Zawartość wilgoci ułatwia przetwarzaniewęgiel, kaloryczność sprawia, że jego zastosowanie jest niezbędne w farmacji i kosmetyce, sam popiół jest cennym surowcem mineralnym.

Zastosowanie węgla we współczesnym świecie

Wykorzystanie minerałów jest inne. Węgiel był pierwotnie tylko źródłem ciepła, potem energii (zamieniał wodę w parę), ale obecnie możliwości węgla w tym zakresie są po prostu nieograniczone.

Energia cieplna ze spalania węgla jest przekształcana w energię elektryczną, wytwarzane są z niej produkty koksowo-chemiczne i pozyskiwane jest paliwo płynne. Węgiel kamienny jest jedyną skałą, która zawiera jako zanieczyszczenia tak rzadkie metale, jak german i gal. Pozyskiwany jest z niej gaz koksowniczy, który następnie przetwarzany jest na benzen, z którego wyodrębnia się żywicę kumaronową, z której wytwarza się wszelkiego rodzaju farby, lakiery, linoleum i gumę. Z węgla otrzymuje się węglowodory aromatyczne, fenole i zasady pirydynowe. Podczas przerobu węgiel wykorzystywany jest do produkcji wanadu, grafitu, siarki, molibdenu, cynku, ołowiu i wielu innych cennych i obecnie niezastąpionych produktów.