Ugljen: svojstva. Kameni ugljen: porijeklo, vađenje, cijena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja promjena: 2023-12-17 10:29

Od davnina, čovječanstvo koristi ugljen kao jedan od izvora energije. I danas se ovaj mineral koristi prilično široko. Ponekad se naziva solarna energija, koja je sačuvana u kamenu.

Prijava

Ugljen se sagorijeva za proizvodnju topline koja se koristi za toplu vodu i grijanje doma. Mineral se koristi u tehnološkim procesima taljenja metala. Termoelektrane pretvaraju ugljen u električnu energiju sagorijevanjem.

Znanstveni napredak omogućio je korištenje ove vrijedne tvari na druge načine. Tako je u kemijskoj industriji uspješno savladana tehnologija koja omogućuje dobivanje tekućeg goriva iz ugljena, kao i rijetkih metala poput germanija i galija. Ugljik-grafit kompozitni materijali s visokom koncentracijom ugljika trenutno se ekstrahiraju iz vrijednog fosila. Također su razvijene metode za proizvodnju plastike i visokokaloričnih plinovitih goriva iz ugljena.

Vrlo niska frakcija niskokvalitetnog ugljena i njegova prašina se nakon obrade preša u brikete. Ovaj materijal je izvrstan za grijanje privatnih kuća i industrijskih prostora. Općenitoproizvodi više od četiri stotine artikala raznih proizvoda nakon kemijske obrade, koja je podvrgnuta ugljenu. Cijena svih ovih proizvoda je desecima puta veća od cijene sirovina.

Tijekom proteklih nekoliko stoljeća čovječanstvo je aktivno koristilo ugljen kao gorivo potrebno za dobivanje i pretvaranje energije. Štoviše, potreba za ovim vrijednim mineralom posljednjih je godina sve veća. Tome doprinosi razvoj kemijske industrije, kao i potreba za vrijednim i rijetkim elementima dobivenim iz nje. S tim u vezi, u Rusiji su trenutno u tijeku intenzivna istraživanja novih nalazišta, stvaraju se rudnici i kamenolomi, grade se poduzeća za preradu ove vrijedne sirovine.

Porijeklo fosila

U drevnim vremenima na Zemlji je bila topla i vlažna klima, u kojoj je cvjetala raznolika vegetacija. Od njega je kasnije nastao ugljen. Podrijetlo ovog fosila leži u nakupljanju milijardi tona mrtve vegetacije na dnu močvara, gdje su bile prekrivene sedimentom. Od tada je prošlo oko 300 milijuna godina. Pod snažnim pritiskom pijeska, vode i raznih stijena vegetacija se polako razgrađuje u okruženju bez kisika. Pod utjecajem visokih temperatura, koje je davala blisko locirana magma, ova se masa stvrdnula, koja se postupno pretvorila u ugljen. Podrijetlo svih postojećih depozita ima samo takvo objašnjenje.

Rezerve minerala i njihova proizvodnja

Na našem planetu postoje velike naslageugljen. Ukupno, prema stručnjacima, u utrobi zemlje pohranjeno je petnaest bilijuna tona ovog minerala. Štoviše, vađenje ugljena po svom volumenu je na prvom mjestu. To je 2,6 milijardi tona godišnje, odnosno 0,7 tona po stanovniku našeg planeta.

Nalazišta ugljena u Rusiji nalaze se u različitim regijama. Štoviše, u svakom od njih mineral ima različite karakteristike i svoju dubinu pojavljivanja. Ispod je popis koji uključuje najveća ležišta kamenog ugljena u Rusiji:

1. Elga depozit. Nalazi se u jugoistočnom dijelu Jakutije. Dubina ugljena na tim mjestima omogućuje eksploataciju na otvorenom. To ne zahtijeva posebne troškove, što utječe na smanjenje cijene konačnog proizvoda.
2. Tuva polje. Prema procjenama stručnjaka, na njenom teritoriju ima oko 20 milijardi tona minerala. Nalazište je vrlo atraktivno za razvoj. Činjenica je da se osamdeset posto njegovih naslaga nalazi u jednom sloju, koji ima debljinu od 6-7 metara.
3. Minusinsk depoziti. Nalaze se u Republici Hakasiji. Riječ je o nekoliko ležišta, od kojih su najveća Černogorskoye i Izykhskoye. Zalihe bazena su male. Prema riječima stručnjaka, kreću se od 2 do 7 milijardi tona. Ovdje se kopa ugljen, koji je po svojim karakteristikama vrlo vrijedan. Svojstva minerala su takva da kada se izgori, vrlo visokatemperatura.
4. Kuznjecki bazen za ugljen. Ovo ležište, smješteno na zapadu Sibira, daje proizvod koji se koristi u crnoj metalurgiji. Ugljen koji se kopa na ovim mjestima ide za koksovanje. Obim depozita ovdje je jednostavno ogroman.
5. Kuznjeck Alatau. Ovaj depozit daje proizvod najviše kvalitete. Najveća dubina mineralnih naslaga doseže petsto metara. Rudarstvo se obavlja i na otvorenim iskopima i u rudnicima.

Ugljen u Rusiji se kopa u ugljenom bazenu Pechora. Depoziti se također aktivno razvijaju u Rostovskoj regiji.

Izbor ugljena za proizvodni proces

U različitim industrijama postoji potreba za različitim vrstama minerala. Koje su razlike između kamenog ugljena? Svojstva i karakteristike kvalitete ovog proizvoda uvelike se razlikuju.

To se događa čak i ako ugljen ima istu oznaku. Činjenica je da karakteristike fosila ovise o mjestu njegovog vađenja. Zato se svako poduzeće, birajući ugljen za svoju proizvodnju, treba upoznati s njegovim fizičkim karakteristikama.

Svojstva

Ugljen se razlikuje po sljedećim svojstvima:

1. Gustoća. To je jedna od najvažnijih karakteristika, koja se kreće od 1,28 do 1,53 grama po kubičnom centimetru. S povećanjem vrijednosti gustoće povećava se specifična toplina izgaranja kamenog ugljena.



2. Sadržaj ugljika. Ta se brojka kreće od 75 do 97 posto. S većim udjelom ugljika u gorivu, manji je volumen stranih nečistoća. To vam omogućuje da dobijete maksimalnu količinu energije prilikom spaljivanja proizvoda.
3. Mehanička čvrstoća. Ova karakteristika određuje sposobnost fosila da izdrži transport. Ovaj parametar se kreće od 40 kilograma po kvadratnom centimetru (za mrki ugljen) do 300 (za antracite).
4. Sadržaj sumpora. U kutu može biti od 0,5 do 5,4 posto. Uz manju vrijednost ove vrijednosti, sigurnije je koristiti gorivo.
5. Prinos hlapljivih komponenti (2-45%).
6. Vlažnost. Gorivo može sadržavati od 4 do 15 posto vlage. Iz ovog pokazatelja izravno ovisi o tome je li ugljen učinkovit kada gori. Svojstva vlažnijeg proizvoda bitno se razlikuju od suhog. Takav se ugljen mrvi i podvrgava se brzom trošenju.
7. Sadržaj pepela. Ova karakteristika ukazuje na količinu nezapaljivih smjesa sadržanih u fosilu. S manjim udjelom pepela povećava se specifični toplinski kapacitet. Antraciti imaju najmanji postotak nezapaljivih smjesa. Unutar 2%. Za grijanje je prihvatljiv sadržaj pepela od trideset posto. Najviša vrijednost ove karakteristike je 45%.
8. Specifična kalorijska vrijednost. Ovaj pokazatelj je u rasponu od 6500 do 8600 kcal / kg. Karakterizira količinu topline koja nastaje tijekom izgaranja jednog kilograma goriva.

Stupanj obogaćenja

Ovisno o namjenikorištenje, može se kupiti razni ugljen. U tom slučaju svojstva goriva postaju jasna na temelju stupnja njegovog obogaćivanja. Istaknite:

1. koncentrati. Takvo gorivo koristi se u proizvodnji električne i toplinske energije.

2. industrijski proizvodi. Koriste se u metalurgiji.

3. Mulj. To je fina frakcija ugljena (do šest milimetara), kao i prašina nastala drobljenjem stijena. Mulj se koristi za formiranje briketa, koji imaju dobra svojstva za kućne kotlove na kruta goriva.

Stupanj ugljenosti

Prema ovom pokazatelju razlikuju:

1. Mrki ugljen. Ovo je isti ugljen, samo djelomično formiran. Svojstva su nešto lošija od kvalitetnijih goriva. Mrki ugljen proizvodi nisku toplinu tijekom izgaranja i mrvi se tijekom transporta. Osim toga, ima tendenciju spontanog izgaranja.

2. Ugljen. Ova vrsta goriva ima veliki broj ocjena (marka), čija su svojstva različita. Široko se koristi u energetici i metalurgiji, stambeno-komunalnim uslugama i kemijskoj industriji.

3. antraciti. Ovo je najkvalitetnija vrsta kamenog ugljena.

Svojstva svih ovih oblika minerala značajno se razlikuju jedna od druge. Dakle, mrki ugljen karakterizira najniža ogrjevna vrijednost, a najviša antraciti. Koji je ugljen najbolje kupiti? Cijena mora biti ekonomski isplativa. Na temelju toga, cijena i specifična toplina su u optimalnom omjeru za jednostavni ugljen (unutar220 dolara po toni).

Klasifikacija veličina

Prilikom odabira ugljena važno je znati njegove dimenzije. Ovaj pokazatelj je šifriran u stupnju minerala. Dakle, ugljen se događa:

- "P" - ploča, koja je velikih komada preko 10 cm.

- "K" - veliki, čija je veličina od 5 do 10 cm.

- "O" - orah, također je prilično velik, s veličinama fragmenata od 2,5 do 5 cm.

- "M" - mali, s malim komadima od 1, 3-2, 5 cm.

- "C" - sjeme - jeftina frakcija za dugo tinjanje dimenzija 0,6-1,3 cm.

- "Sh" - komad, koji je uglavnom ugljena prašina, namijenjen briketiranju.

- "P" - obični ili nestandardni, u kojima mogu biti razlomci različitih veličina.

Svojstva mrkog ugljena

Ovo je kameni ugljen najniže kvalitete. Njegova cijena je najniža (oko sto dolara po toni). Mrki ugljen nastao je u prastarim močvarama utiskivanjem treseta na dubini od oko 0,9 km. Ovo je najjeftinije gorivo, koje sadrži veliku količinu vode (oko 40%).

Osim toga, lignit ima prilično nisku kalorijsku vrijednost. Sadrži veliku količinu (do 50%) hlapljivih plinova. Ako za peć koristite smeđi ugljen, tada će po svojim kvalitetnim karakteristikama nalikovati sirovom drvu za ogrjev. Proizvod jako gori, jako dimi i ostavlja veliku količinu pepela. Briketi se često pripremaju od ove sirovine. Imaju dobre karakteristike performansi. Njihova cijenaje u rasponu od osam do deset tisuća rubalja po toni.

Svojstva ugljena

Ovo gorivo je bolje kvalitete. Ugljen je stijena crne boje i mat, polumat ili sjajne površine.

Ova vrsta goriva sadrži samo pet do šest posto vlage, zbog čega ima visoku kalorijsku vrijednost. U usporedbi s drvom za ogrjev od hrasta, johe i breze, ugljen daje toplinu 3,5 puta više. Nedostatak ove vrste goriva je visok sadržaj pepela. Cijena ugljena ljeti i jeseni kreće se od 3900 do 4600 rubalja po toni. Zimi se cijena ovog goriva povećava za dvadeset do trideset posto.

Skladištenje ugljena

Ako se gorivo treba koristiti dulje vrijeme, onda se mora staviti u posebnu šupu ili bunker. Tamo ga treba zaštititi od izravnog sunčevog svjetla i kiše.

Ako su hrpe ugljena velike, tada je tijekom skladištenja potrebno stalno pratiti njihovo stanje. Fine frakcije u kombinaciji s visokom temperaturom i vlagom mogu se spontano zapaliti.