Węgiel: właściwości. Węgiel kamienny: pochodzenie, wydobycie, cena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-17 10:38

Od czasów starożytnych ludzkość używa węgla jako jednego ze źródeł energii. A dziś ten minerał jest dość szeroko stosowany. Czasami nazywa się to energią słoneczną, która jest zachowana w kamieniu.

Aplikacja

Węgiel jest spalany w celu wytworzenia ciepła wykorzystywanego do ciepłej wody i ogrzewania domu. Minerał wykorzystywany jest w procesach technologicznych wytopu metali. Elektrownie cieplne przekształcają węgiel w energię elektryczną, spalając go.

Postępy naukowe umożliwiły wykorzystanie tej cennej substancji na inne sposoby. W ten sposób w przemyśle chemicznym z sukcesem opanowano technologię, która umożliwia pozyskiwanie płynnego paliwa z węgla, a także z tak rzadkich metali jak german i gal. Materiały kompozytowe węgiel-grafit o wysokiej zawartości węgla są obecnie wydobywane z cennej skamieniałości. Opracowano również metody produkcji tworzyw sztucznych i wysokokalorycznych paliw gazowych z węgla.

Bardzo niska frakcja węgla niskogatunkowego i jego pył jest po przetworzeniu prasowany w brykiety. Materiał ten doskonale nadaje się do ogrzewania domów prywatnych i pomieszczeń przemysłowych. Ogólniewytwarzają ponad czterysta sztuk różnych produktów po obróbce chemicznej, której poddaje się węgiel. Cena wszystkich tych produktów jest kilkadziesiąt razy wyższa niż koszt surowców.

W ciągu ostatnich kilku stuleci ludzkość aktywnie wykorzystywała węgiel jako paliwo niezbędne do pozyskiwania i przetwarzania energii. Co więcej, w ostatnich latach wzrasta zapotrzebowanie na ten cenny minerał. Sprzyja temu rozwój przemysłu chemicznego, a także zapotrzebowanie na pozyskiwane z niego cenne i rzadkie pierwiastki. W związku z tym w Rosji trwają obecnie intensywne poszukiwania nowych złóż, powstają kopalnie i kamieniołomy, budowane są przedsiębiorstwa przetwarzające ten cenny surowiec.

Pochodzenie skamieniałości

W czasach starożytnych Ziemia miała ciepły i wilgotny klimat, w którym kwitła różnorodna roślinność. Z niego później powstał węgiel. Pochodzenie tej skamieniałości tkwi w nagromadzeniu miliardów ton martwej roślinności na dnie bagien, gdzie były one pokryte osadem. Od tego czasu minęło około 300 milionów lat. Pod potężnym naporem piasku, wody i różnych skał roślinność powoli rozkładała się w środowisku beztlenowym. Pod wpływem wysokich temperatur, jakie dawała blisko położona magma, masa ta zestalała się, która stopniowo zamieniała się w węgiel. Pochodzenie wszystkich istniejących złóż ma tylko takie wyjaśnienie.

Rezerwy minerałów i ich produkcja

Na naszej planecie są duże złożawęgiel. W sumie, według ekspertów, w ziemskich jelitach znajduje się piętnaście bilionów ton tego minerału. Ponadto na pierwszym miejscu jest wydobycie węgla pod względem jego wolumenu. To 2,6 miliarda ton rocznie, czyli 0,7 tony na mieszkańca naszej planety.

Złoża węgla w Rosji znajdują się w różnych regionach. Co więcej, w każdym z nich minerał ma inne cechy i ma własną głębokość występowania. Poniżej lista zawierająca największe złoża węgla kamiennego w Rosji:

1. Depozyt Elgi. Znajduje się w południowo-wschodniej części Jakucji. Głębokość węgla w tych miejscach pozwala na eksploatację odkrywkową. Nie wymaga to specjalnych kosztów, co wpływa na obniżenie kosztu produktu końcowego.
2. Pole Tuwy. Według ekspertów na jego terytorium znajduje się około 20 miliardów ton minerałów. Lokata jest bardzo atrakcyjna do zagospodarowania. Faktem jest, że osiemdziesiąt procent jego złóż znajduje się w jednej warstwie, która ma grubość 6-7 metrów.
3. Depozyty Minusińska. Znajdują się w Republice Chakasji. Jest to kilka złóż, z których największe to Czernogorskoje i Izychskoje. Zapasy w basenie są niewielkie. Według ekspertów wahają się one od 2 do 7 miliardów ton. Wydobywa się tu bardzo cenny ze względu na swoje właściwości węgiel. Właściwości minerału są takie, że podczas spalania bardzo wysokitemperatura.
4. Zagłębie węglowe Kuźniecka. Złoże to, położone na zachodzie Syberii, jest produktem wykorzystywanym w hutnictwie żelaza. Węgiel wydobywany w tych miejscach trafia do koksowania. Wielkość depozytów jest tutaj po prostu ogromna.
5. Ałatau Kuźniecka. Złoże to daje produkt najwyższej jakości. Największa głębokość złóż mineralnych sięga pięciuset metrów. Wydobycie odbywa się zarówno w odkrywkach, jak i w kopalniach.

Węgiel w Rosji jest wydobywany w zagłębiu węglowym Peczora. Złoża są również aktywnie rozwijane w obwodzie rostowskim.

Wybór węgla do procesu produkcyjnego

W różnych gałęziach przemysłu istnieje zapotrzebowanie na różne gatunki minerałów. Jakie są różnice między węglem kamiennym? Właściwości i cechy jakościowe tego produktu są bardzo zróżnicowane.

Tak się dzieje, nawet jeśli węgiel ma tę samą etykietę. Faktem jest, że cechy skamieniałości zależą od miejsca jej wydobycia. Dlatego każde przedsiębiorstwo, wybierając węgiel do produkcji, powinno zapoznać się z jego właściwościami fizycznymi.

Właściwości

Węgiel różni się następującymi właściwościami:

1. Gęstość. Jest to jedna z najważniejszych cech, która waha się od 1,28 do 1,53 gramów na centymetr sześcienny. Wraz ze wzrostem gęstości wzrasta ciepło właściwe spalania węgla kamiennego.



2. Zawartość węgla. Liczba ta waha się od 75 do 97 procent. Przy wyższej zawartości węgla w paliwie ilość obcych zanieczyszczeń jest mniejsza. Pozwala to uzyskać maksymalną ilość energii podczas spalania produktu.
3. Wytrzymałość mechaniczna. Ta cecha decyduje o zdolności skamieniałości do znoszenia transportu. Ten parametr waha się od 40 kilogramów na centymetr kwadratowy (dla węgla brunatnego) do 300 (dla antracytu).
4. Zawartość siarki. W rogu może wynosić od 0,5 do 5,4 proc. Przy mniejszej wartości tej wartości bezpieczniej jest używać paliwa.
5. Wydajność składników lotnych (2-45%).
6. Wilgotność. Paliwo może zawierać od 4 do 15 procent wilgoci. Od tego wskaźnika bezpośrednio zależy, czy węgiel jest efektywny podczas spalania. Właściwości wilgotniejszego produktu zasadniczo różnią się od suchego. Taki węgiel kruszy się i szybko ulega wietrzeniu.
7. Zawartość popiołu. Ta cecha wskazuje na ilość niepalnych mieszanin zawartych w skamieliny. Przy mniejszej zawartości popiołu wzrasta właściwa pojemność cieplna. Antracyty mają najniższy procent mieszanek niepalnych. Jest w granicach 2%. Do ogrzewania dopuszczalna jest zawartość popiołu wynosząca trzydzieści procent. Najwyższa wartość tej cechy wynosi 45%.
8. Właściwa wartość opałowa. Wskaźnik ten mieści się w zakresie od 6500 do 8600 kcal/kg. Charakteryzuje ilość ciepła, jaka powstaje podczas spalania jednego kilograma paliwa.

Stopień wzbogacenia

W zależności od celuużytkowania, można kupić różne rodzaje węgla. W tym przypadku właściwości paliwa stają się jasne na podstawie stopnia jego wzbogacenia. Podświetl:

1. koncentraty. Takie paliwo jest wykorzystywane do produkcji energii elektrycznej i ciepła.

2. produkty przemysłowe. Stosowane są w metalurgii.

3. Osad. To drobna frakcja węgla (do sześciu milimetrów), a także pył powstały w wyniku kruszenia skał. Szlam służy do formowania brykietów, które mają dobre właściwości użytkowe dla domowych kotłów na paliwo stałe.

Stopień koalicji

Według tego wskaźnika rozróżniają:

1. Brązowy węgiel. To ten sam węgiel, tylko częściowo uformowany. Jego właściwości są nieco gorsze niż w przypadku paliwa wyższej jakości. Węgiel brunatny wytwarza mało ciepła podczas spalania i kruszy się podczas transportu. Dodatkowo posiada skłonność do samozapłonu.

2. Węgiel. Ten rodzaj paliwa ma dużą liczbę gatunków (marek), których właściwości są różne. Jest szeroko stosowany w energetyce i metalurgii, mieszkalnictwie i usługach komunalnych oraz przemyśle chemicznym.

3. Antracyt. To najwyższej jakości rodzaj węgla kamiennego.

Właściwości wszystkich tych form minerałów znacznie się od siebie różnią. Najniższą wartością opałową charakteryzuje się więc węgiel brunatny, a najwyższą – antracyty. Jaki węgiel najlepiej kupić? Cena musi być ekonomicznie opłacalna. Na tej podstawie koszt i ciepło właściwe są w optymalnym stosunku dla zwykłego węgla (w granicach220 USD za tonę).

Klasyfikacja rozmiarów

Wybierając węgiel, ważne jest poznanie jego wymiarów. Ten wskaźnik jest zaszyfrowany zgodnie z klasą minerału. A więc węgiel się dzieje:

- "P" - płyta, która składa się z dużych kawałków powyżej 10 cm.

- "K" - duży, którego rozmiar wynosi od 5 do 10 cm.

- "O" - orzech, również dość duży, z fragmentami o wielkości od 2,5 do 5 cm.

- "M" - małe, z małymi kawałkami 1, 3 - 2,5 cm.

- "C" - ziarno - tania frakcja do długiego tlenia o wymiarach 0,6-1,3 cm.

- "Sh" - kawałek, który jest głównie miałem węglowym, przeznaczony do brykietowania.

- "P" - zwykłe lub niestandardowe, w którym mogą występować ułamki o różnych rozmiarach.

Właściwości węgla brunatnego

To węgiel kamienny najniższej jakości. Jego cena jest najniższa (około stu dolarów za tonę). Węgiel brunatny powstał na pradawnych bagnach przez tłoczenie torfu na głębokości około 0,9 km. Jest to najtańsze paliwo, zawierające dużą ilość wody (około 40%).

Ponadto węgiel brunatny ma dość niską wartość opałową. Zawiera dużą ilość (do 50%) lotnych gazów. Jeśli do pieca użyjesz węgla brunatnego, to pod względem cech jakościowych będzie przypominał surowe drewno opałowe. Produkt mocno się pali, mocno dymi i pozostawia dużą ilość popiołu. Z tego surowca często przygotowuje się brykiety. Mają dobre właściwości użytkowe. Ich cenamieści się w przedziale od ośmiu do dziesięciu tysięcy rubli za tonę.

Własności węgla

To paliwo jest lepszej jakości. Węgiel to skała, która ma czarny kolor i ma matową, półmatową lub błyszczącą powierzchnię.

Ten rodzaj paliwa zawiera tylko pięć do sześciu procent wilgoci, dlatego ma wysoką wartość opałową. W porównaniu z drewnem dębowym, olchowym i brzozowym węgiel daje 3,5 razy więcej ciepła. Wadą tego rodzaju paliwa jest wysoka zawartość popiołu. Cena węgla latem i jesienią waha się od 3900 do 4600 rubli za tonę. Zimą koszt tego paliwa wzrasta o dwadzieścia do trzydziestu procent.

Składowanie węgla

Jeśli paliwo ma być używane przez dłuższy czas, należy je umieścić w specjalnej szopie lub bunkrze. Tam należy go chronić przed bezpośrednim działaniem promieni słonecznych i deszczem.

Jeżeli hałdy są duże, to podczas składowania należy stale monitorować ich stan. Drobne frakcje w połączeniu z wysoką temperaturą i wilgocią mogą samoczynnie się zapalić.