Ugljen: sastav, primjena, metode ekstrakcije

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

Ova stijena, koja je nastala u debljini zemljine kore, vrlo je raznolika. Do danas se razlikuju njegove sorte, kao što su, na primjer, mrki ugljen, antracit, ugljen. Sastav ugljena je vlaga i mineralne nečistoće. Međutim, s obzirom na vlagu, značajno smanjuje toplinu izgaranja.

Sastav pasmine. Kemikalije

Osim činjenice da ugljen sadrži vlagu, sadrži i tvar kao što je sumpor. Ova se nečistoća također smatra štetnom, a nije sadržana u čistom obliku, već u sastavu nečistoća poput pirita, kalcija, željeznog sulfata. Kada se koristi ugljen, odnosno kada se spaljuje s takvim nečistoćama u sastavu, nastat će štetno isparavanje - sumporov dioksid ili sumporov dioksid. Ima prilično negativan učinak na ljudsko zdravlje ako se udiše. Sposoban je uzrokovati brzu koroziju metala, kao i otrovati atmosferu svojim dimovima. Treba napomenuti da je sadržaj sumpora u sastavu ugljena, koji se kopa u Donječkom bazenu, prilično nizak. Pokazatelj ove tvari je samo 1-2%. U usporedbi s bazenima središnje i sjeverne regije, tada sadržaj ove štetne nečistoće u njima kreće se samo od 3,5%. Punkemijski sastav sirovina je sljedeći:

• najveći postotak ugljika - od 50 do 96%;
• poslije ugljika dolazi kisik čiji je sadržaj od 25 do 37%;
• treći na ovoj listi je vodik, njegov postotak je od 3 do 6%;
• Posljednja kemikalija je dušik, njegov sadržaj može biti od 0 do 2,7%.

treset

Danas se koristi i treset, koji je ostatak stijene. Koristi se prilično široko, unatoč činjenici da se smatra, zapravo, otpadom. Ovdje je vrijedno napomenuti da se sastav ove vrste ugljena razlikuje po tome što je kvantitativni sadržaj svih štetnih nečistoća, uključujući sumpor, mnogo manji. Postotak kemijskog elementa ugljika također je pao na 50-60%.

Mrki ugljen

Sam po sebi, mrki ugljen je zemljana masa prilično velike gustoće, koja se formira od treseta, ali u isto vrijeme savršeno zadržava svoju drvenastu strukturu. Upotreba ove vrste ugljena je mnogo rjeđa od primjerice kamena. To je zbog činjenice da pri spaljivanju stvara dimni plamen, koji također stvara prilično neugodan miris. Najčešće se koristi u suhoj destilaciji. Uz njegovu pomoć moguće je dobiti tvari kao što je, na primjer, amonijak s octenom kiselinom. Ova se pasmina smatra najmlađom od svih ostalih sorti. Sastav ove vrste ugljena je sljedeći:

• kao uprethodni tip, ovdje prevladava ugljik - 50-77%;
• sadržaj kisika je praktički isti - 26-37%;
• postotak vodika je 3-5, a dušika 0-2.

Vrijedi dodati da je snažan razvoj tehnologije doveo do toga da su tehnolozi naučili kako iz ove sirovine dobiti sintetički plin, koji se može koristiti kao alternativa loživom ulju.

ugljen

Ovaj fosilni materijal je prijelazni materijal od lignita u antracit. Razlikuje se po tome što je izvrsno gorivo, za razliku od smeđe tvari. Upravo je ova pasmina najviše minirana u našem vremenu. Najviše se koristi kao gorivo za termoelektrane, na primjer. Izvrstan je za grijanje privatnih kuća, za rad tvornica itd. Kalorična vrijednost koju ova vrsta sirovine ima mnogo je veća od smeđe. Kao štetne nečistoće ova vrsta ugljena sadrži vlagu u količini od 3 do 12%. Osim toga, sadrži i 32% hlapljivih gorućih tvari.

Kemijski sastav se razlikuje od prethodnih vrsta. Količina ugljika je mnogo veća - od 75 do 93%. Sadržaj kisika značajno se smanjio - 3-19%, sadržaj vodika je ostao približno na istoj razini - 4-6%. Pokazatelj dušika je još uvijek nizak - do 2,7%.

Ako postavite pitanje, koji je ugljen bolji, onda će odgovor na njega, najvjerojatnije, biti sljedeći: antracit. Razlikuje se po tome što je njegova struktura što gušća, površina je malo sjajna, a kalorijska vrijednost ima najbolji pokazatelj. Jedina mu je mana što dosta loše svijetli. Najčešće se koristi za izradu stvari poput ugljičnih elektroda, paste za elektrode. Njegova uporaba kao sirovina za gorivo u metalurškoj industriji vrlo je česta. Dubina pojave ove stijene je prilično velika - 6 km. Od kemikalija sadrži ugljik u količini od 95-97%, kao i vodik - od 1 do 3%.

Način rudarenja

Vrijedi napomenuti da način vađenja uvelike ovisi o mjestu ležišta ugljena, odnosno o dubini njegove pojave. Ovisno o ovom čimbeniku razlikuju se otvorena (kamenolomska) metoda i rudnik, zatvorena metoda. Svaka metoda se razlikuje po svojoj tehnologiji, kao i po prednostima i nedostacima.

Otvoreno rudarenje

Glavna prednost otvorenog vađenja ugljena je relativna sigurnost. Stvar je u tome što se koristi samo ako dubina stijene nije veća od 100 metara. Drugim riječima, ne stvara se okno koje se može srušiti tijekom nesreće. Sam proces rudarenja provodi se prema sljedećem postupku.

Prvo morate ukloniti gornji sloj zemlje koji prekriva stijenu. Ovaj sloj se naziva jalovina, a način njegovog uklanjanja je jalovina. Taj se postupak, ovisno o vrsti tla, izvodi uz pomoć buldožera, draglajna, rotornih bagera ili strugača. Nakon što se sloj tla ukloni, možete nastaviti s drobljenjem same stijene. ZaZa to se koriste drobilice, vodene puške, buldožeri i druga oprema. Ako je stijena u ležištu ugljena pregusta, tada se u rijetkim slučajevima koristi bušenje i miniranje ugljena. Ova metoda rudarenja obično pokriva prilično veliko područje.

Što se tiče nedostataka metode, oni su sljedeći:

• Prvo, nanošenje značajne ekološke štete na rudarskom mjestu.
• Drugo, sva stijena koja se na ovaj način kopa sadrži veliku količinu štetnih nečistoća u svom sastavu.

Glavne prednosti otvorenog vađenja ugljena, osim sigurnosti, su velika brzina, kao i ekonomičnost.

Druga metoda

Zatvoreno, ili metoda rudnika, kao što možete pretpostaviti, koristi se ako stijena leži dovoljno duboko pod zemljom. Na ravnom terenu se ugljenom formiraju vertikalni ili horizontalni kanali do samog sloja nakon čega se stvara rudnik. Ako se ugljeni sloj nalazi u planinskom području, onda je jama mjesto koje otvara radnju.

Podzemna eksploatacija ugljena može se izvesti korištenjem dugih zidova ili metodom soba i stupova. Lave su duga lica. U jednom rudniku može biti jedno ili više takvih lica. U takvim licima ugljen se reže na komade pomoću rudarskog kombajna. Za isporuku sirovina na površinu koristi se isti kombajn. Utovara stijenu na pokretnu traku. Ako koristite ovu metodu, možete dobiti gotovo sav ugljen koji se nalazi u njemuformiranje. Ako ugljen nije predubok, tada se koristi metoda soba i stup. U ovom slučaju koriste se stupovi i horizontalni prolazi koji se formiraju između njih.

Trenutno se događaju promjene u industriji ugljena. Uvodi se tehnologija integriranog automatiziranog proizvodnog sustava s korištenjem motornih krovnih nosača. Aktivno se razvija metoda koja će omogućiti daljinsko upravljanje svim rudarskim mehanizmima.

Prednosti metode uključuju sljedeće:

• rezultirajući ugljen bit će vrlo visoke kvalitete;
• ova vrsta rudarenja mnogo je manje štetna za okoliš;

Među nedostacima vrijedi istaknuti da je ova metoda najopasnija metoda rudarenja, a zahtijevat će i značajne financijske troškove za implementaciju.

Donjecki ugljeni bazen

Ovaj bazen se nalazi na teritoriju regija kao što su Donjeck, Lugansk, Dnjepropetrovsk sa strane Ukrajine. Osim toga, nalazi se i na teritoriju Rostovske regije Ruske Federacije. Ukupna površina ovog bazena je oko 60 tisuća km2, od kojih se 50 tisuća nalazi na teritoriju Ukrajine. Ako govorimo o njegovoj duljini, onda je to oko 650 km u suširinskom smjeru. Istodobno, njegova maksimalna širina doseže samo 200 km. Što se tiče kvalitete i svojstava iskopanog ugljena, oni su vrlo različiti. Stvar je u tome što u Donjeckom ugljenom bazenu postoji cjelinametamorfne serije ovog fosila. Drugim riječima, ovdje se može kopati bilo koji ugljen - od smeđeg do antracita.

Kvalitetan drveni ugljen

Prilično se često postavlja pitanje kako odrediti kvalitetu ugljena pogodnog za loženje kotla na kruto gorivo. Nije potrebno poznavati sva njegova svojstva. Obratite pažnju na sljedeće:

• Kalorični sadržaj ili toplina izgaranja. Ova karakteristika opisuje koliko topline kruto gorivo može proizvesti kada izgori.
• Sadržaj pepela glavna je karakteristika kvalitete sirovina. Što je manji brojčani pokazatelj ove karakteristike, to će ugljen biti bolji, što znači da će tijekom izgaranja odavati više topline. Za kvalitetne pasmine stopa je manja od 25%.
• Važno je pratiti vlažnost. Može biti vanjski ili unutarnji. Vanjski se može ukloniti jednostavnim sušenjem ugljena, ali unutarnji se može ukloniti samo spaljivanjem.

Aktivni ugljen

Struktura ovog ugljena je porozna, a dobiva se od raznih drugih materijala organskog porijekla koji sadrže ugljik. Ugljik u takvim sirovinama bit će od 87 do 97%; prisutni su i vodik, dušik i kisik. Po svom kemijskom sastavu ova vrsta ugljena je sličnija grafitu. Osim toga, ova vrsta sirovine može se podijeliti u nekoliko klasa ovisno o vrsti sirovine koja se želi dobiti, prema načinu aktivacije, načinu aktivacije i namjeni.