Ugljen: primjena i raznolikost

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-07 20:59

Teško je zamisliti nešto što je čovječanstvu prijeko potrebno od ugljena. Njegova je primjena toliko multifunkcionalna da se ponekad jednostavno zapitate. U takvim trenucima nehotice se uvuče sumnja, a u glavi mi zazvuči sasvim logično pitanje: „Što? Je li sve ugljen?!” Svi su navikli smatrati ugljen samo zapaljivim materijalom, ali, zapravo, raspon njegove primjene je toliko širok da se čini jednostavno nevjerojatnim.

Nastanak i podrijetlo slojeva ugljena

Pojava ugljena na Zemlji datira još iz daleke paleozojske ere, kada je planet još bio u fazi razvoja i imao nam je potpuno stran izgled. Formiranje ugljenih slojeva počelo je prije oko 360 000 000 godina. To se dogodilo uglavnom u donjem sedimentu pretpovijesnih rezervoara, gdje su se milijunima godina nakupljali organski materijali.

Drugim riječima,ugljen su ostaci tijela divovskih životinja, stabala drveća i drugih živih organizama koji su potonuli na dno, raspadali se i pritisnuli pod vodenim stupcem. Proces formiranja naslaga je prilično dug, a potrebno je najmanje 40.000.000 godina za formiranje sloja ugljena.

vađenje ugljena

Ljudi su odavno shvatili koliko je ugljen važan i nezamjenjiv, njegova svojstva i primjene relativno nedavno su ga mogli procijeniti i prilagoditi u tako velikim razmjerima. Veliki razvoj ležišta ugljena započeo je tek u XVI-XVII stoljeću. u Engleskoj, a izvađeni materijal korišten je uglavnom za taljenje sirovog željeza, potrebnog za izradu topova. Ali njegova je proizvodnja prema današnjim standardima bila toliko beznačajna da se nije mogla nazvati industrijskom.

Velika eksploatacija počela je tek sredinom 19. stoljeća, kada je industrijalizacija u razvoju postala nezamjenjiva za kameni ugljen. Njegova je uporaba, međutim, u to vrijeme bila ograničena isključivo na spaljivanje. Stotine tisuća rudnika sada rade diljem svijeta, proizvodeći više dnevno nego u nekoliko godina u 19. stoljeću.

Sorte kamenog ugljena

Naslage ugljenih slojeva mogu doseći dubinu od nekoliko kilometara, protežući se u debljinu zemlje, ali ne uvijek i ne svugdje, jer su heterogena i po sadržaju i po izgledu.

Postoje 3 glavne vrste ovog fosila: antracit, smeđi ugljen i treset, koji vrlo izdaleko podsjeća na ugljen.

1. Antracit je najstarija formacija na planeti te vrsteroda, prosječna starost ove vrste je 280 000 000 godina. Vrlo je tvrd, visoke gustoće i ima sadržaj ugljika od 96-98%.
2. Tvrdoća i gustoća mrkog ugljena je relativno niska, kao i njegov sadržaj ugljika. Ima nestabilnu, labavu strukturu i također je prezasićen vodom, čiji sadržaj može doseći i do 20%.
3. Tresat je također klasificiran kao vrsta ugljena, ali još nije formiran, tako da nema nikakve veze s ugljenom.

Svojstva ugljena

Sada je teško zamisliti drugi materijal korisniji i praktičniji od ugljena, čija glavna svojstva i primjena zaslužuju najviše pohvale. Zahvaljujući tvarima i spojevima sadržanim u njemu, postao je jednostavno nezamjenjiv u svim područjima modernog života.

Komponenta kamenog ugljena izgleda ovako:

• prosječna hlapljiva tvar doseže 35-40%;
• prosječni sadržaj pepela ne prelazi 15-18%;
• prosječni sadržaj vlage varira između 12-15%;
• prosječni sadržaj kalorija je 5500-7000 kcal/kg.

Sve ove komponente čine ugljen čija je primjena i korištenje toliko višenamjenska. Hlapljive tvari sadržane u ugljenu omogućuju brzo paljenje s naknadnim postizanjem visokih temperatura. Sadržaj vlage pojednostavljuje obraduugljen, kalorijski sadržaj čini njegovu upotrebu nezamjenjivom u farmaciji i kozmetologiji, sam pepeo je vrijedan mineralni materijal.

Upotreba ugljena u modernom svijetu

Upotreba minerala je drugačija. Ugljen je izvorno bio samo izvor topline, zatim energije (pretvarao je vodu u paru), ali sada su mogućnosti ugljena u tom pogledu jednostavno neograničene.

Toplinska energija izgaranja ugljena pretvara se u električnu energiju, od nje se proizvode koksno-kemijski proizvodi i izvlači tekuće gorivo. Kameni ugljen je jedina stijena koja sadrži tako rijetke metale kao što su germanij i galij kao nečistoće. Iz njega se vadi plin iz koksare koji se zatim prerađuje u benzol iz kojeg se izolira kumaronska smola od koje se prave sve vrste boja, lakova, linoleuma i gume. Iz ugljena se dobivaju aromatični ugljikovodici, fenoli i piridinske baze. Tijekom prerade, ugljen se koristi u proizvodnji vanadija, grafita, sumpora, molibdena, cinka, olova i mnogih drugih vrijednih i danas nezamjenjivih proizvoda.