Cărbune: compoziție, aplicare, metode de extracție

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Modificat ultima dată: 2023-12-17 10:39

Această rocă, care se formează în grosimea scoarței terestre, este foarte diversă. Până în prezent, se disting soiurile sale, cum ar fi, de exemplu, cărbune brun, antracit, cărbune. Compoziția cărbunelui este umiditate și impurități minerale. Cu toate acestea, în ceea ce privește umiditatea, aceasta reduce semnificativ căldura de ardere.

Compoziția rasei. Produse chimice

Pe lângă faptul că cărbunele conține umiditate, conține și o substanță precum sulful. Această impuritate este, de asemenea, considerată dăunătoare și nu este conținută în forma sa pură, ci în compoziția unor impurități precum pirita, calciul, sulfatul de fier. Când se utilizează cărbune, sau mai degrabă, când este ars cu astfel de impurități în compoziție, se va forma evaporare dăunătoare - dioxid de sulf sau dioxid de sulf. Are un efect destul de negativ asupra sănătății umane dacă este respirat. Este capabil să provoace coroziunea rapidă a metalului, precum și să otrăvească atmosfera cu vaporii săi. Trebuie remarcat faptul că conținutul de sulf din compoziția cărbunelui, care este extras în bazinul Donețului, este destul de scăzut. Indicatorul acestei substanțe este de doar 1-2%. În comparație cu bazinele regiunilor centrale și nordice, atunci conținutul acestei impurități dăunătoare din ele începe doar de la 3,5%. Deplincompoziția chimică a materiilor prime este următoarea:

• cel mai mare procent de carbon - de la 50 la 96%;
• după carbon vine oxigenul, al cărui conținut este de la 25 la 37%;
• al treilea din această listă este hidrogenul, procentul său este de la 3 la 6%;
• Ultima substanță chimică este azotul, conținutul său poate fi de la 0 la 2,7%.

Turbă

Astăzi se folosește și turba, care reprezintă rămășițele de rocă. Este folosit destul de larg, în ciuda faptului că este considerat, de fapt, un deșeu. Este demn de remarcat aici că compoziția acestui tip de cărbune diferă prin aceea că conținutul cantitativ al tuturor impurităților dăunătoare, inclusiv sulful, este mult mai mic. Procentul de carbon din elementul chimic a scăzut, de asemenea, la 50-60%.

cărbune

În sine, cărbunele brun este o masă pământoasă cu o densitate destul de mare, care se formează din turbă, dar în același timp își păstrează perfect structura lemnoasă. Utilizarea acestui tip de cărbune este mult mai puțin comună decât piatra, de exemplu. Acest lucru se datorează faptului că atunci când este ars, creează o flacără fumurie, care creează și un miros destul de neplăcut. Cel mai des este folosit în distilarea uscată. Cu ajutorul lui, este posibil să se obțină substanțe precum, de exemplu, amoniac cu acid acetic. Această rasă este considerată cea mai tânără dintre toate celel alte soiuri. Compoziția acestui tip de cărbune este următoarea:

• ca întipul anterior, carbonul predomină aici - 50-77%;
• conținutul de oxigen este practic același - 26-37%;
• procentul de hidrogen este de 3-5, iar azotul este de 0-2.

Este de adăugat că dezvoltarea puternică a tehnologiei a dus la faptul că tehnologii au învățat cum să obțină gaz sintetic din această materie primă, care poate fi folosit ca alternativă la păcură.

Cărbune

Acest material fosil este un material de tranziție de la lignit la antracit. Diferă prin faptul că este un combustibil excelent, spre deosebire de materia brună. Această rasă este cea mai extrasă din timpul nostru. Este cel mai larg utilizat ca combustibil pentru centralele termice, de exemplu. Este excelent pentru incalzirea caselor particulare, pentru functionarea fabricilor etc. Puterea calorica pe care o are acest tip de materie prima este mult mai mare decat cea a maroului. Ca impurități dăunătoare, acest tip de cărbune conține umiditate într-o cantitate de 3 până la 12%. În plus, conține și 32% substanțe de ardere volatile.

Compoziția chimică este diferită de specia anterioară. Cantitatea de carbon este mult mai mare - de la 75 la 93%. Conținutul de oxigen a scăzut semnificativ - 3-19%, conținutul de hidrogen a rămas aproximativ la același nivel - 4-6%. Indicatorul de azot este încă scăzut - până la 2,7%.

Dacă pui întrebarea, care cărbune este mai bun, atunci răspunsul la acesta, cel mai probabil, va fi următorul: antracit. Se deosebește prin faptul că structura sa este cât mai densă, suprafața este puțin strălucitoare, iar puterea calorică are cel mai bun indicator. Singurul său dezavantaj este că luminează destul de prost. Cel mai adesea este folosit pentru a face lucruri precum electrozi de carbon, pastă de electrozi. Folosirea sa ca materie primă combustibilă în industria metalurgică este foarte comună. Adâncimea de apariție a acestei stânci este destul de mare - 6 km. Dintre substanțe chimice, conține carbon într-o cantitate de 95-97%, precum și hidrogen - de la 1 la 3%.

Metoda de minerit

Este de remarcat faptul că metoda de extracție depinde foarte mult de locația zăcământului de cărbune sau, mai degrabă, de adâncimea apariției acestuia. În funcție de acest factor, se disting o metodă deschisă (de carieră) și o metodă de mină, închisă. Fiecare metodă se distinge prin tehnologie, precum și prin avantaje și dezavantaje.

Open Mining

Principalul avantaj al exploatării cărbunelui în cariera deschisă este siguranța relativă. Chestia este că se folosește numai dacă adâncimea stâncii nu este mai mare de 100 de metri. Cu alte cuvinte, nu se creează niciun arbore care să se poată prăbuși în timpul unui accident. Procesul de exploatare în sine se desfășoară conform următoarei proceduri.

Mai întâi trebuie să îndepărtați stratul superior de sol care acoperă roca. Acest strat se numește suprasarcină, iar metoda de îndepărtare a acestuia este suprasarcină. Această procedură, în funcție de tipul de sol, se realizează cu ajutorul buldozerelor, draglinelor, excavatoarelor cu roți cu cupe sau racletelor. După ce stratul de sol este îndepărtat, puteți trece la zdrobirea stâncii în sine. PentruPentru aceasta se folosesc concasoare, pistoale cu apă, buldozere și alte echipamente. Dacă roca din zăcământul de cărbune este prea densă, atunci, în cazuri rare, se utilizează forarea și explozia cărbunelui. Această metodă de exploatare acoperă de obicei o suprafață destul de mare.

În ceea ce privește deficiențele metodei, acestea sunt următoarele:

• În primul rând, provocând daune semnificative asupra mediului în situl minier.
• În al doilea rând, toată roca care este extrasă în acest fel conține o cantitate mare de impurități dăunătoare în compoziția sa.

Principalele avantaje ale exploatării cărbunelui în cariera deschisă, pe lângă siguranță, sunt viteza mare, precum și economia.

A doua metodă

Închis, sau metoda minei, după cum ați putea ghici, este folosită dacă stânca se află suficient de adânc sub pământ. Pe teren plat, se formează canale verticale sau orizontale până la cusătura de cărbune, după care se creează o mină. Dacă stratul de cărbune este situat într-o zonă muntoasă, atunci atul este locul care deschide lucrarea.

Exploarea subterană a cărbunelui poate fi efectuată folosind pereți lungi sau prin metoda camerei și stâlpilor. Lavele sunt fețe lungi. Pot exista una sau mai multe astfel de fețe într-o mină. Pe astfel de fețe, cărbunele este tăiat în bucăți folosind o combină minieră. Pentru a livra materiile prime la suprafata se foloseste aceeasi masina de recoltat. El încarcă piatra pe transportor. Dacă utilizați această metodă, puteți obține aproape tot cărbunele conținutformare. Dacă cărbunele nu este prea adânc, atunci se folosește metoda camerei și stâlpilor. În acest caz, se folosesc stâlpi și pasaje orizontale, care se formează între ei.

În prezent, au loc schimbări în industria cărbunelui. Este introdusă tehnologia unui sistem de producție automatizat integrat cu utilizarea suporturilor de acoperiș electrice. Se dezvoltă în mod activ o metodă care va permite controlul de la distanță al tuturor mecanismelor de minerit.

Avantajele metodei includ următoarele:

• cărbunele rezultat va fi de foarte în altă calitate;
• acest tip de minerit este mult mai puțin dăunător pentru mediu;

Dintre neajunsuri, merită subliniat faptul că această metodă este cea mai periculoasă metodă de exploatare miniere și va necesita, de asemenea, costuri financiare semnificative pentru implementarea ei.

Bazinul Cărbunelui Donețk

Acest bazin este situat pe teritoriul unor regiuni precum Donețk, Lugansk, Dnepropetrovsk din partea Ucrainei. În plus, se află și pe teritoriul regiunii Rostov din Federația Rusă. Suprafața totală a acestui bazin este de aproximativ 60 mii km2, dintre care 50 mii sunt situate pe teritoriul Ucrainei. Dacă vorbim despre lungimea sa, atunci este de aproximativ 650 km în direcția sublatitudinală. În același timp, lățimea sa maximă ajunge la doar 200 km. În ceea ce privește calitatea și proprietățile cărbunelui extras, acestea sunt foarte diferite. Chestia este că în bazinul de cărbune Donețk există un întregseria metamorfică a acestei fosile. Cu alte cuvinte, aici poate fi extras orice cărbune - de la maro la antracit.

Carbune de aprindere de calitate

Destul de des apare întrebarea cum se poate determina calitatea cărbunelui potrivit pentru aprinderea unui cazan cu combustibil solid. Nu este necesar să-i cunoaștem toate proprietățile. Fiți atenți la următoarele:

• Conținut caloric sau căldură de ardere. Această caracteristică descrie cât de multă căldură poate produce un combustibil solid atunci când este ars.
• Conținutul de cenușă este principala caracteristică a calității materiilor prime. Cu cât indicatorul numeric al acestei caracteristici este mai mic, cu atât cărbunele va fi mai bun, ceea ce înseamnă că va elibera mai multă căldură în timpul arderii. Pentru rasele de calitate, rata este mai mică de 25%.
• Este important să monitorizați umiditatea. Poate fi extern sau intern. Cel exterior poate fi îndepărtat prin simpla uscare a cărbunelui, dar cel interior poate fi îndepărtat doar prin ardere.

Carbon activat

Structura acestui cărbune este poroasă și este obținut din diferite alte materiale care conțin carbon și care sunt de origine organică. Carbonul din astfel de materii prime va fi de la 87 la 97%; hidrogenul, azotul și oxigenul sunt de asemenea prezente. În ceea ce privește compoziția sa chimică, acest tip de cărbune este mai asemănător cu grafitul. În plus, acest tip de materie primă poate fi împărțit în mai multe clase în funcție de tipul de materie primă de obținut, după metoda de activare, metoda de activare și scopul.