Cărbune: clasificare, tipuri, clase, caracteristici, caracteristici de ardere, locuri de extracție, aplicare și importanță pentru economie

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-17 19:05

Cărbunele este un compus foarte divers și cu mai multe fațete. Datorită particularității sale de formare în intestinele pământului, poate avea caracteristici foarte diferite. Prin urmare, se obișnuiește să se clasifice cărbunele. Cum se întâmplă acest lucru este descris în acest articol.

Cărbunele fosil este extras în mare parte din adâncurile pământului, dar uneori, ca urmare a activității seismice, straturile de cărbune ies la suprafață, unde exploatarea este posibilă. Dar de unde vine cărbunele din scoarța terestră? Formarea cărbunelui este un proces foarte lung și complex care provine din plante obișnuite. Când plantele mor, cu lipsă de oxigen și umiditate ridicată, din ele se formează turbă. De-a lungul a milioane de ani, această turbă se așează în pământ, unde, din cauza temperaturii și presiunii ridicate, se transformă încet în cărbune. Acest proces se numește coaliificare.

Cărbunele fosil poate fi găsit de om în diferite stadii de coalifiere, deci există multe tipuri de această resursă. În total există mai multe tipuri de clasificări ale cărbunelui: după compoziție, dupăcaracteristici de origine, dimensiune, umiditate, prezența impurităților, precum și multe alte caracteristici. Să aruncăm o privire mai atentă la unele dintre ele.

Clasificarea cărbunelui în funcție de dimensiunea bucăților

Pentru a extrage cărbunele din subteran, acesta trebuie zdrobit și livrat la suprafață. Piesele rezultate pot fi de diferite dimensiuni, ceea ce este destul de important pentru utilizare ulterioară. Din acest motiv, există un standard de stat (GOST R 51586-2000), care definește clasificarea cărbunelui în funcție de dimensiunea pieselor. Aceste dimensiuni sunt uneori denumite calități de cărbune, pentru a nu fi confundate cu calitățile, care vor fi discutate mai târziu.

Numele clasei (abreviere)	Dimensiune în mm
Slab (P)	De la 100
Mare (K)	50-100
Nucă (O)	25-50
Mic (M)	13-25
Sămânță (C)	6-13
Shtyb (Sh)	Până la 6

Dacă cărbunele nu este încă sortat și are în compoziție bucăți de dimensiuni complet diferite, atunci un astfel de cărbune se numește obișnuit (P).

Există și grade mixte, adică amestecuri de cărbuni de diferite dimensiuni în anumite limite. Dar procentul de cărbune din fiecare clasă în acest caz nu este reglementat. Amestecul poate consta, de exemplu, din 95% sămânță și 5% soi, caz în care soiul va fi numitsămânță cu un bulgăre.

Numele clasei (abreviere)	Dimensiune în mm
Mare cu placă (PC)	De la 50
Nuc cu (KO) mare	25-100
Nuc mic (OM)	13-50
Semințe mici (MS)	6-25
Sămânță cu o piatră (SS)	Până la 13
Mic cu semințe și păstrăv (MSH)	Până la 25
Nuc cu semințe mici și chipsuri (OMSSh)	Până la 50

Clasificarea cărbunelui după grade

După cum sa menționat deja, cărbunele poate diferi ca compoziție. Este extrem de dificil să izolați compuși specifici în compoziția cărbunelui, prin urmare, pentru a caracteriza cărbunele se folosesc doar câteva caracteristici: concentrația de substanțe volatile, umiditatea, conținutul de carbon, puterea calorică etc.

De obicei, toate aceste caracteristici sunt conectate. Cu cât conținutul de carbon al cărbunelui este mai mare și cu cât materia volatilă este mai mică, cu atât combustibilul poate furniza mai multă căldură. Conform acestor caracteristici, cărbunele este împărțit în grade.

Carbune brun (B)

Acesta este cel mai tânăr și, prin urmare, cel mai puțin util calitate de cărbune. Arată ca o masă de piatră maro. Uneori chiar prezintă o structură lemnoasă. Puterea de căldură este de numai 22 MJ/kg. Motivul pentru aceasta este scădereaconținut de carbon, o cantitate mare de umiditate, substanțe volatile și impurități minerale. Toate acestea nu asigură arderea eficientă.

Acest cărbune este format direct din turbă și se află la o adâncime mică (de la 10 la 200 de metri). În Rusia, este exploatat la zăcământul Soltonskoye, în bazinele carbonifere Tunguska și Kansk-Achinsk.

Cărbune cu flacără lungă (L)

Are de obicei o culoare gri-negru. Arde cu o flacără lungă, fumurie, care i-a dat numele. Conține 70-80% carbon, ceea ce îl face un combustibil de calitate puțin mai bună decât cărbunele brun. Acest lucru este, de asemenea, afectat de mai puțină umiditate și impurități. Dar acesta nu este avantajul cărbunelui cu flacără lungă. Acest combustibil poate arde fără suflare, ceea ce îl face ușor de utilizat în cuptoare și cazane. Acest tip de cărbune este foarte comun. Extracția sa se efectuează în Minusinsk, Kuznetsk, Donețk și multe alte bazine.

Cărbune de gaz (G)

Asemănător puternic cu marca anterioară, dar diferă prin umiditate scăzută și rata mare de ardere. Din cauza acestora din urmă, este adesea folosit în cazane ca combustibil. Acest cărbune este comun în Donețk, Kuznetsk, Kizelovsky și în alte bazine carbonifere. Se găsește și în zăcămintele insulei Sakhalin.

Carbune gras (W)

Acesta este deja un cărbune de în altă calitate. În ciuda faptului că luminează mai tare decât precedentele două mărci, are o putere calorică mare (35 MJ/kg). Dezavantajul este conținutul ridicat de substanțe volatilesubstanțe, ceea ce complică controlul procesului de ardere, astfel încât această marcă de cărbune este rar folosită ca combustibil. Principalele domenii de utilizare a acestuia sunt producția de materiale de construcție, cărbuni activi și alte substanțe utile, precum și în industria cocsului. Un astfel de cărbune este extras în zăcămintele Osinovskoye, Baidaevskoye, Leninskoye și Tom-Usinkskoye.

Cărbune de cocs (C)

Acesta este un tip de cărbune foarte valoros datorită prevalenței sale scăzute. Acest grad produce cocs de cărbune de foarte în altă calitate, după cum sugerează și numele. Un astfel de cărbune se formează la o adâncime suficient de mare (5500 m), unde există o presiune mare. Culoarea unui astfel de cărbune este gri cu un luciu sticlos. Are o structură foarte uniformă și un număr minim de pori. Conținutul de substanțe volatile este moderat (22-27%), iar carbonul ajunge deja la 88-90%, ceea ce are un efect pozitiv asupra transferului de căldură, deși un astfel de cărbune este rar folosit ca combustibil. Cărbunele de cocs este extras în bazinul de cărbune Kuznetsk, în Anzhersky, Tom-Usinsky, Prokopyevsko-Kiselevskiy și în alte regiuni.

Skinny Caking Coal (OS)

Această marcă de cărbune nu este foarte diferită de cărbunele cocsificabil: conținutul de carbon și impurități anorganice este aproximativ la același nivel. Principalul său avantaj este puterea calorică ridicată. Are 36 MJ/kg, așa că uneori este folosit ca combustibil în centralele electrice. Dar utilizarea sa principală este industria cocsului. Adevărat, acest cărbune este greu cocsat, așa că trebuie folosit în amestec cu alte tipuri de cărbune. Un astfel de amestec de mai multe grade se numește sarcină de cărbune. Extracția cărbunelui slab se desfășoară în principal în Kuzbass, în regiunea Kemerovo și în bazinul carbonifer Yakutsk de Sud.

Lean Coal (T)

Acest brand de cărbune a primit un nume atât de amuzant din cauza straturilor relativ subțiri cu care se află în stâncă. Acest lucru se datorează adâncimii mari (6600 m) și presiunii ridicate. Spre deosebire de cele două tipuri anterioare, cărbunele slab nu are capacitatea de a sinteriza și este aproape imposibil să se producă cocs din el.

Dar are o putere calorică foarte mare de până la 40 MJ/kg. Acest lucru duce la utilizarea sa ca combustibil, precum și în metalurgie, unde sunt necesare temperaturi extrem de ridicate în cuptoarele pentru topirea metalelor. Principalele zone pentru producția de cărbune slab sunt regiunile Aralichevsky, Baidayevsky și Kemerovo.

Antracit (A)

Acesta este cărbunele de cea mai bună calitate în ceea ce privește puterea calorică. Conținutul de carbon din acesta poate ajunge la 98%. Doar grafitul are mai mult. Și în aparență, antracitul este foarte diferit de alte mărci. Are o culoare neagră închisă cu o strălucire metalică pronunțată. De asemenea, are stabilitate termică ridicată și conductivitate electrică. Temperatura de ardere a antracitului este destul de ridicată, prin urmare, nu poate fi folosit ca combustibil în toate tipurile de cuptoare. În plus, este folosit în metalurgie, pentru fabricarea filtrelor, electrozilor, carburii de calciu, pudrei de microfon. Acest cărbune nu sinterizează, așa că nu și-a găsit întrebuințare în cocsificare, deși chiar și fără acest proces poateînlocuiți cocs în unele procese.

Alte tipuri de clasificări

Pe lângă acele grade prezentate mai sus, există multe grade intermediare, cum ar fi grăsimea de cocs (KZh), sinterizarea cu gaz (GS), gazul cu flacără lungă (DG).

De asemenea, cărbunele fiecărei mărci poate avea bucăți de dimensiuni diferite. În acest caz, litera care denotă soiul este plasată după litera care denotă marca. De exemplu, antracit-nuc (AO), bold-slab (ZHP), semințe de cocs (KS).

Există și o clasificare a cărbunelui după origine. Tot cărbunele, așa cum am menționat deja, este format din plante de-a lungul a milioane de ani. Dar plantele pot fi de natură diferită. Deci, cărbunii sunt împărțiți în humici (din lemn, frunze, tulpini) și sapropelite (din rămășițele plantelor inferioare, precum algele).