زغال سنگ تشکیل می شود. ببینید «زغال سنگ» در سایر لغت نامه ها چیست

از زمان های قدیم، بشر از زغال سنگ به عنوان یکی از منابع انرژی استفاده می کرده است. و امروزه این ماده معدنی به طور گسترده استفاده می شود. گاهی اوقات به آن انرژی خورشیدی می گویند که در سنگ حفظ می شود.

کاربرد

زغال سنگ سوزانده می شود، گرما دریافت می کند، که می رود آب گرمو گرمایش منزل مواد معدنی در فرآیندهای تکنولوژیکیذوب فلز نیروگاه های حرارتی با سوزاندن زغال سنگ به الکتریسیته تبدیل می کنند.

پیشرفت های علمی امکان استفاده متفاوت از این ماده ارزشمند را فراهم کرده است. بنابراین ، در صنایع شیمیایی ، فناوری با موفقیت تسلط یافته است که امکان دستیابی به آن را فراهم می کند زغال سختسوخت های مایع و همچنین فلزات کمیاب مانند ژرمانیوم و گالیوم. از یک فسیل ارزشمند، کربن-گرافیت با غلظت کربن بالا در حال حاضر استخراج می شود. همچنین روش هایی برای تولید پلاستیک و سوخت گازیکالری بالا از زغال سنگ

بخش بسیار کمی از زغال سنگ با عیار پایین و گرد و غبار آن پس از پردازش به شکل بریکت فشرده می شود. این ماده برای گرم کردن خانه های خصوصی عالی است اماکن صنعتی. به طور کلی بیش از چهارصد قلم محصول مختلف پس از فرآوری شیمیایی تولید می شود که زغال سنگ در معرض آن قرار می گیرد. قیمت تمام این محصولات ده برابر قیمت تمام شده مواد اولیه است.

در طول چند قرن گذشته، بشر به طور فعال از زغال سنگ به عنوان سوخت لازم برای به دست آوردن و تبدیل انرژی استفاده کرده است. علاوه بر این، نیاز به این ماده معدنی ارزشمند در اخیراافزایش. این امر با توسعه صنایع شیمیایی و همچنین نیاز به عناصر ارزشمند و کمیاب به دست آمده از آن تسهیل می شود. در این راستا، اکتشاف فشرده ذخایر جدید در حال حاضر در روسیه در حال انجام است، معادن و معادن در حال ایجاد هستند، شرکت هایی برای پردازش این ماده خام ارزشمند ساخته می شوند.

منشا فسیلی

در دوران باستان، زمین دارای آب و هوای گرم و مرطوب بود که در آن انواع پوشش گیاهی رونق داشت. از آن بعدها زغال سنگ تشکیل شد. منشا این فسیل در انباشته شدن میلیاردها تن پوشش گیاهی مرده در کف باتلاق ها نهفته است، جایی که آنها با رسوب پوشیده شده بودند. از آن زمان حدود 300 میلیون سال می گذرد. تحت فشار قوی ماسه، آب و سنگ های مختلف، پوشش گیاهی به آرامی در یک محیط بدون اکسیژن تجزیه می شود. تحت تأثیر دماهای بالا که توسط ماگمای نزدیک به آن داده می شد، این جرم جامد شد که به تدریج به زغال سنگ تبدیل شد. منشأ تمام ذخایر موجود فقط چنین توضیحی دارد.

ذخایر معدنی و استخراج آن

ذخایر بزرگ زغال سنگ در سیاره ما وجود دارد. در مجموع، به گفته کارشناسان، روده های زمین پانزده تریلیون تن از این ماده معدنی را ذخیره می کند. همچنین استخراج زغال سنگ از نظر حجم آن در رتبه اول قرار دارد. 2.6 میلیارد تن در سال یا 0.7 تن به ازای هر ساکن در سیاره ما است.

ذخایر زغال سنگ در روسیه در مناطق مختلفی قرار دارد. علاوه بر این، در هر یک از آنها، ماده معدنی است ویژگی های مختلفو عمق خاص خود را دارد. در زیر لیستی وجود دارد که بیشترین موارد را شامل می شود سپرده های بزرگزغال سنگ در روسیه:

1. در بخش جنوب شرقی یاکوتیا واقع شده است. عمق زغال سنگ در این مکان ها امکان استخراج معادن روباز را فراهم می کند. این نیاز به هزینه های خاصی ندارد که بر کاهش قیمت تمام شده محصول نهایی تأثیر می گذارد.
2. سپرده تووا به گفته کارشناسان، حدود 20 میلیارد تن مواد معدنی در قلمرو آن وجود دارد. این رشته برای توسعه بسیار جذاب است. واقعیت این است که هشتاد درصد رسوبات آن در یک لایه قرار دارد که ضخامت آن 6-7 متر است.
3. ذخایر مینوسینسک آنها در جمهوری خاکاسیا قرار دارند. اینها چندین ذخایر هستند که بزرگترین آنها چرنوگورسکویه و ایزیخسکویه هستند. سهام استخر کوچک است. به گفته کارشناسان، آنها بین 2 تا 7 میلیارد تن است. زغال سنگ که از نظر خصوصیات بسیار ارزشمند است در اینجا استخراج می شود. خواص ماده معدنی به گونه ای است که هنگام سوزاندن آن دمای بسیار بالایی ثبت می شود.
4. این کانسار که در غرب سیبری قرار دارد، محصولی به دست می دهد که در متالورژی آهنی استفاده می شود. زغال سنگی که در این مکان ها استخراج می شود برای کک سازی مصرف می شود. حجم سپرده ها در اینجا بسیار زیاد است.
5. این سپرده محصولی با بالاترین کیفیت می دهد. بیشترین عمق ذخایر معدنی به پانصد متر می رسد. استخراج معادن هم در برش های باز و هم در معادن انجام می شود.

زغال سنگ سخت در روسیه در حوضه زغال سنگ پچورا استخراج می شود. سپرده ها نیز به طور فعال در منطقه روستوف در حال توسعه هستند.

انتخاب زغال سنگ برای فرآیند تولید

در صنایع مختلف نیاز به گریدهای مختلف مواد معدنی وجود دارد. تفاوت بین زغال سنگ سخت چیست؟ خواص و ویژگی های کیفی این محصول بسیار متفاوت است.

این اتفاق می افتد حتی اگر زغال سنگ دارای همان علامت گذاری باشد. واقعیت این است که ویژگی های یک فسیل به محل استخراج آن بستگی دارد. به همین دلیل است که هر شرکت با انتخاب زغال سنگ برای تولید خود، باید خود را با ویژگی های فیزیکی آن آشنا کند.

خواص

زغال سنگ در خواص زیر متفاوت است:

درجه غنی سازی

بسته به هدف استفاده می توان خرید زغال سنگ مختلفسنگ. در این حالت، خواص سوخت بر اساس میزان غنی شدن آن مشخص می شود. اختصاص دهید:

1. کنسانتره. چنین سوختی در تولید برق و گرما استفاده می شود.

2. محصولات صنعتی. آنها در متالورژی استفاده می شوند.

3. کسر ریز زغال سنگ (تا شش میلی متر)، و همچنین گرد و غبار ناشی از خرد شدن سنگ. بریکت ها از لجن تشکیل می شوند که خواص عملکردی خوبی برای دیگهای بخار سوخت جامد خانگی دارند.

درجه زغال زایی

با توجه به این شاخص، موارد زیر وجود دارد:

1. زغال سنگ قهوه ای. این همان زغال سنگ است که فقط تا حدی تشکیل شده است. خواص آن تا حدودی بدتر از سوخت با کیفیت بالاتر است. زغال سنگ قهوه ای بیرون می دهد حرارت کموقتی می سوزد و در حین حمل و نقل خرد می شود. علاوه بر این، تمایل به احتراق خود به خودی دارد.

2. زغال سنگ. این نوع سوخت دارای تعداد زیادی گرید (مارک) می باشد که خواص آنها متفاوت است. به طور گسترده ای در انرژی و متالورژی، مسکن و خدمات عمومی و صنایع شیمیایی استفاده می شود.

3. آنتراسیت. این با کیفیت ترین نوع زغال سنگ است.

خواص همه این اشکال مواد معدنی به طور قابل توجهی با یکدیگر متفاوت است. بنابراین، زغال سنگ قهوه ای با کمترین ارزش حرارتی مشخص می شود و آنتراسیت ها بیشترین مقدار را دارند. بهترین زغال سنگ برای خرید چیست؟ قیمت باید از نظر اقتصادی مقرون به صرفه باشد. بر این اساس هزینه و گرمای ویژهدر نسبت بهینه در زغال سنگ معمولی (در حدود 220 دلار در هر تن) یافت می شود.

طبقه بندی اندازه

هنگام انتخاب زغال سنگ، دانستن ابعاد آن مهم است. این نشانگر در درجه ماده معدنی رمزگذاری شده است. بنابراین، زغال سنگ اتفاق می افتد:

- «پ» - دال که است تکه های بزرگبیش از 10 سانتی متر

- "K" - بزرگ است که اندازه آن از 5 تا 10 سانتی متر است.

- "O" - یک مهره، همچنین بسیار بزرگ است، با اندازه قطعات از 2.5 تا 5 سانتی متر.

- "M" - کوچک، با قطعات کوچک 1.3-2.5 سانتی متر.

- "C" - یک دانه - کسری ارزان برای دود کردن طولانی مدت با ابعاد 0.6-1.3 سانتی متر.

- «ش» - شتوب که بیشتر غبار زغال است که برای بریکت سازی در نظر گرفته شده است.

- "P" - معمولی یا غیر استاندارد، که در آن ممکن است کسری با اندازه های مختلف وجود داشته باشد.

خواص زغال سنگ قهوه ای

این بی کیفیت ترین زغال سنگ است. قیمت آن کمترین (حدود صد دلار در هر تن) است. در باتلاق های باستانی با فشار دادن ذغال سنگ نارس در عمق حدود 0.9 کیلومتری ایجاد شده است. این ارزان ترین سوخت است که حاوی مقدار زیادی آب (حدود 40٪) است.

علاوه بر این، زغال سنگ قهوه ای دارای حرارت نسبتاً کمی احتراق است. حاوی مقدار زیادی (تا 50٪) گازهای فرار است. اگر از زغال سنگ قهوه ای برای کوره استفاده می کنید، از نظر ویژگی های کیفی آن شبیه هیزم خام خواهد بود. این محصول به شدت می سوزد، به شدت دود می کند و مقدار زیادی خاکستر بر جای می گذارد. بریکت ها اغلب از این ماده خام تهیه می شوند. آنها ویژگی های عملکرد خوبی دارند. قیمت آنها در محدوده هشت تا ده هزار روبل در هر تن است.

خواص زغال سنگ سخت

این سوخت کیفیت بهتری دارد. زغال سنگ سنگی است که سیاه رنگ و دارای سطحی مات، نیمه براق یا براق است.

این نوع سوخت تنها پنج تا شش درصد رطوبت دارد و به همین دلیل ارزش حرارتی بالایی دارد. در مقایسه با هیزم بلوط، توسکا و توس، زغال سنگ 3.5 برابر بیشتر گرما می دهد. عیب این نوع سوخت میزان خاکستر بالای آن است. قیمت زغال سنگ در تابستان و پاییز از 3900 تا 4600 روبل در هر تن متغیر است. در زمستان هزینه این سوخت بین بیست تا سی درصد افزایش می یابد.

ذخیره سازی زغال سنگ

اگر قرار است سوخت برای مدت طولانی استفاده شود، باید آن را در سوله یا پناهگاه مخصوص قرار داد. در آنجا باید از مستقیم محافظت شود اشعه های خورشیدو از بارندگی

اگر انبوه زغال سنگ بزرگ باشد، در طول ذخیره سازی لازم است به طور مداوم وضعیت آنها نظارت شود. قطعات ریز در ترکیب با دما و رطوبت بالا می توانند خود به خود مشتعل شوند.

روده های زمین در خود پنهان هستند: لاجورد آبی، مالاکیت سبز، رودونیت صورتی، چاروایت یاسی ... در طیف رنگارنگ این مواد معدنی و بسیاری دیگر، زغال سنگ فسیلی، البته، ساده به نظر می رسد.
ادوارد مارتین در اثر خود "تاریخ یک تکه زغال سنگ" چنین می نویسد و نمی توان با او موافق نبود. اما با توجه به مزایایی که زغال سنگ از زمان های بسیار قدیم برای مردم به ارمغان آورده است، شما با نگاهی کاملا متفاوت به این جمله نگاه می کنید.

زغال سنگ یک ماده معدنی است که مردم از آن به عنوان سوخت استفاده می کنند. این یک رنگ سیاه سنگی متراکم (گاهی اوقات خاکستری مایل به سیاه) با سطحی براق، نیمه مات یا مات است.
در مورد منشا زغال سنگ دو دیدگاه اصلی وجود دارد.اولین استدلال می کند که زغال سنگ در اثر پوسیدگی گیاهان در طی میلیون ها سال ایجاد شده است. اما این روند همیشه منجر به ذخایر زغال سنگ نمی شد. واقعیت این است که دسترسی به اکسیژن باید محدود باشد تا گیاهان پوسیده نتوانند کربن را در جو آزاد کنند. محیط مناسب برای این فرآیند یک باتلاق است. آب راکد با حداقل میزان اکسیژن به باکتری ها اجازه نمی دهد گیاهان را به طور کامل نابود کنند. و در یک نقطه خاص اسیدهایی آزاد می شوند که کار باکتری ها را به طور کامل متوقف می کنند. بنابراین پیت تشکیل می شود که ابتدا به زغال سنگ قهوه ای و سپس به زغال سنگ سخت و در نهایت به آنتراسیت تبدیل می شود. اما تشکیل زغال سنگ به دلیل یک نکته مهم دیگر - به دلیل حرکت است پوسته زمینلایه پیت باید با لایه های دیگر خاک پوشانده شود. بنابراین، تحت فشار، درجه حرارت بالا، بدون آب و گاز باقی می ماند، زغال سنگ تشکیل می شود.

نسخه دوم هم هست. این نشان می دهد که زغال سنگ نتیجه انتقال کربن از حالت گازی به حالت کریستالی است. این مبتنی بر این واقعیت است که مقدار زیادی کربن در حالت گازی می تواند در روده های زمین وجود داشته باشد. در طی فرآیند خنک سازی، به شکل ذغال سنگ رسوب می کند.

روسیه 5.5 درصد از ذخایر زغال سنگ جهان را در اختیار دارد، در این مرحله 6421 میلیارد تن است که 2/3 آن ذخایر زغال سنگ است. کانسارها به طور نابرابر در سراسر کشور توزیع شده اند: 95٪ در مناطق شرقی واقع شده اند و بیش از 60٪ آنها متعلق به سیبری است. حوضه های اصلی زغال سنگ: کوزنتسک، کانسک-آچینسک، پچورا، دونتسک. روسیه از نظر تولید زغال سنگ در رتبه پنجم جهان قرار دارد.

تک یاخته استخراج زغال سنگ فسیلیاز زمان های قدیم شناخته شده و در چین و یونان ثبت شده است. در روسیه، برای اولین بار، پیتر اول در سال 1696 زغال سنگ را در منطقه شاختی فعلی دید. و از سال 1722، اکسپدیشن ها با هدف شناسایی ذخایر زغال سنگ در سراسر قلمرو روسیه تجهیز شدند. در این زمان، زغال سنگ در تولید نمک، آهنگری و برای گرم کردن خانه ها شروع به استفاده کرد.
دو روش اصلی برای استخراج زغال سنگ وجود دارد: باز و بسته. روش استخراج بستگی به عمق سنگ دارد. اگر نهشته ها در عمق 100 متری قرار داشته باشند، روش استخراج باز است (لایه بالایی خاک از بالای رسوب برداشته می شود، یعنی یک معدن یا بخش تشکیل می شود). اگر عمق بیشتر باشد، مین ایجاد می شود و معابر زیرزمینی خاصی در آنها ایجاد می شود. به هر حال، زغال سنگ معمولاً در عمق 3 کیلومتری یا بیشتر تشکیل می شود. اما در اثر حرکات لایه‌های زمین، لایه‌ها به سطح نزدیک‌تر یا به سطح پایین‌تری پایین می‌آیند. زغال سنگ به صورت درزها و رسوبات عدسی شکل رخ می دهد. ساختار لایه ای یا دانه ای است. و متوسط ​​ضخامت درز زغال سنگ حدود 2 متر است.

زغال سنگ فقط یک ماده معدنی نیست، بلکه مجموعه ای از ترکیبات مولکولی بالا است محتوای عالیکربن، و همچنین آب و مواد فرار با مقدار کمی ناخالصی معدنی.

گرمای ویژه احتراق (محتوای کالری) - 6500 - 8600 کیلو کالری در کیلوگرم.

ارقام به صورت درصد آورده شده است، ترکیب دقیق بستگی به محل رسوبات و شرایط آب و هوایی. برای درک کیفیت زغال سنگ، چندین نکات مهم. در مرحله اول، درجه رطوبت کاری آن (رطوبت کمتر - خواص انرژی بهتر). محتوای آن در زغال سنگ 4-14٪ است که ارزش حرارتی 10-30 MJ/kg را می دهد. ثانیاً، محتوای خاکستر زغال سنگ است. خاکستر به دلیل وجود ناخالصی های معدنی در زغال سنگ تشکیل می شود و با خروجی باقیمانده پس از احتراق در دمای 800 درجه سانتی گراد تعیین می شود. اگر پس از احتراق خاکستر 30 درصد یا کمتر باشد، زغال سنگ برای استفاده مناسب در نظر گرفته می شود.
برخلاف زغال‌سنگ قهوه‌ای، زغال‌سنگ حاوی اسیدهای هیومیک نیست و در آن به کربوئید (ترکیبات کربن فشرده) تبدیل می‌شود. بر این اساس، چگالی و محتوای کربن آن بیشتر از زغال سنگ قهوه ای است.

در مورد خواص، انواع زیر از زغال سنگ متمایز می شود: براق (ویترن)، نیمه براق (کلرن)، مات (دگورن) و موج دار (فوزن).

زغال سنگ با توجه به درجه غنی سازی به کنسانتره، محصولات میانی و لجن تقسیم می شود. کنسانتره ها در دیگ بخار و برای تولید برق استفاده می شود. محصولات صنعتی به سمت نیازهای متالورژی می رود. لجن برای ساخت بریکت و خرده فروشی به مردم مناسب است.

همچنین یک طبقه بندی زغال سنگ با توجه به اندازه قطعات وجود دارد:

خصوصیات تکنولوژیکی اصلی زغال سنگ، خاصیت کیک و کک شدن است. کیک شدن توانایی زغال سنگ برای تشکیل پسماند ذوب شده هنگام گرم شدن (بدون هوا) است. زغال سنگ این خاصیت را در مراحل شکل گیری به دست می آورد. کک کردن توانایی زغال سنگ در شرایط خاص و دمای بالا برای تشکیل یک ماده متخلخل توده ای - کک است. این ویژگی به زغال سنگ ارزش اضافی می دهد.
در طول تشکیل زغال سنگ تغییراتی در میزان کربن موجود در آن و کاهش میزان اکسیژن، هیدروژن و مواد فرار و همچنین تغییر در گرمای احتراق رخ می دهد. از این طبقه بندی درجه های زغال سنگ بدست می آید:

تبدیل ذغال سنگ نارس به زغال سنگ زمان زیادی می برد. لایه های ذغال سنگ نارس به تدریج در باتلاق های ذغال سنگ نارس انباشته می شوند و با گیاهان بیشتر و بیشتری از بالا رشد می کنند. در عمق، ترکیبات پیچیده موجود در گیاهان در حال پوسیدگی به ترکیبات ساده‌تر تجزیه می‌شوند. آنها تا حدی حل شده و توسط آب منتقل می شوند و برخی از آنها به داخل می روند حالت گازیتولید متان و دی اکسید کربن باکتری‌ها و قارچ‌های مختلفی که در همه باتلاق‌ها و باتلاق‌های ذغال سنگ نارس زندگی می‌کنند نیز نقش مهمی در تشکیل زغال سنگ دارند، زیرا در تجزیه سریع بافت‌های گیاهی نقش دارند. با گذشت زمان، در فرآیند چنین تغییراتی، کربن شروع به تجمع در ذغال سنگ نارس به عنوان پایدارترین ماده می کند. با گذشت زمان، کربن موجود در ذغال سنگ نارس بیشتر و بیشتر می شود.

یک شرط مهمتجمع کربن در ذغال سنگ نارس عدم دسترسی به اکسیژن است. در غیر این صورت، کربن، با ترکیب شدن با اکسیژن، به دی اکسید کربن تبدیل می شد و فرار می کرد. لایه های ذغال سنگ نارس که به زغال سنگ تبدیل می شوند، ابتدا از هوا و اکسیژن موجود در آن توسط آبی که آنها را می پوشاند، و از بالا توسط لایه های ذغال سنگ نارس تازه در حال ظهور از لایه پوسیده گیاهان و بیشه های جدید روی آنها جدا می شوند.

مراحل زغال سنگ

مرحله اول زغال سنگ قهوه ای است که بیشتر شبیه ذغال سنگ نارس است منشا باستانی. بقایای گیاهان، به ویژه چوب، به وضوح در آن قابل مشاهده است، زیرا تجزیه آن به زمان بیشتری نیاز دارد. زغال سنگ در باتلاق های مدرن ذغال سنگ نارس تشکیل می شود خط میانیو متشکل از نیزار، خزه، پیت ماس ​​است. ذغال سنگ نارس چوبی که در منطقه نیمه گرمسیری مانند باتلاق های فلوریدا در ایالات متحده تشکیل می شود، بسیار شبیه به زغال سنگ فسیلی است.

زغال سنگ قهوه ای با تجزیه قوی تر و تغییر در بقایای گیاهی ایجاد می شود. رنگ آن سیاه یا قهوه ای تیره است، بقایای چوب در آن کمتر دیده می شود و اصلاً بقایای گیاهی وجود ندارد، قوی تر از زغال سنگ است. هنگام سوزاندن، زغال سنگ قهوه ای گرمای بسیار بیشتری منتشر می کند، زیرا ترکیبات کربن بیشتری در آن وجود دارد. با گذشت زمان، زغال سنگ قهوه ای به زغال سنگ قیر تبدیل می شود، اما نه همیشه. فرآیند تبدیل تنها در صورتی اتفاق می‌افتد که لایه‌ای از زغال‌سنگ قهوه‌ای در لایه‌های عمیق‌تر پوسته زمین فرو رود، زمانی که فرآیند ساخت کوه اتفاق می‌افتد. برای تبدیل زغال سنگ قهوه ای به زغال سنگ سخت یا آنتراسیت، به دمای بسیار بالا در داخل زمین و فشار زیاد نیاز دارید.

در زغال سنگ، بقایای گیاهان و چوب را فقط می توان در زیر میکروسکوپ یافت، براق، سنگین و تقریباً مانند سنگ قوی است. سیاه و زغال سنگ به نام آنتراسیت حاوی بزرگترین عددکربن. این زغال سنگ بیش از همه ارزش دارد، زیرا هنگام سوزاندن بیشترین گرما را می دهد.

زغال سنگ یک سنگ رسوبی است که در درز زمین تشکیل می شود. زغال سنگ یک سوخت عالی است. اعتقاد بر این است که این بیشترین است نمای باستانیسوختی که توسط اجداد دور ما استفاده می شد.

چگونه زغال سنگ تشکیل می شود

برای تشکیل زغال سنگ، مقدار زیادی ماده گیاهی مورد نیاز است. و بهتر است گیاهان در یک مکان جمع شوند و زمان تجزیه کامل را نداشته باشند. مکان ایده آل برای این باتلاق ها است. آب موجود در آنها از نظر اکسیژن ضعیف است که از فعالیت حیاتی باکتری ها جلوگیری می کند.

توده گیاهی در باتلاق ها جمع می شود. با نداشتن زمان برای پوسیدگی کامل، توسط رسوبات خاک زیر فشرده می شود. به این ترتیب ذغال سنگ نارس به دست می آید - ماده منبع زغال سنگ. لایه های بعدی خاک، همانطور که بود، ذغال سنگ نارس را در زمین می بندند. در نتیجه به طور کامل از دسترسی به اکسیژن و آب محروم می شود و به درز زغال سنگ تبدیل می شود. این روند طولانی است. بنابراین، بیشتر ذخایر مدرن زغال سنگ در دوران پالئوزوئیک، یعنی بیش از 300 میلیون سال پیش، تشکیل شده است.

مشخصات و انواع زغال سنگ

(زغال سنگ قهوه ای)

ترکیب شیمیایی زغال سنگ به سن آن بستگی دارد.

جوان ترین گونه زغال سنگ قهوه ای است. در عمق حدود 1 کیلومتری قرار دارد. هنوز مقدار زیادی آب در آن وجود دارد - حدود 43٪. حاوی مقدار زیادی مواد فرار است. شعله ور می شود و خوب می سوزد، اما حرارت کمی می دهد.

زغال سنگ سخت نوعی «میانه» در این طبقه بندی است. این در اعماق تا 3 کیلومتر رخ می دهد. از آنجایی که فشار لایه های بالایی بیشتر است، محتوای آب در زغال سنگ کمتر است - حدود 12٪، مواد فرار - تا 32٪، اما کربن حاوی 75٪ تا 95٪ است. همچنین بسیار قابل اشتعال است، اما بهتر می سوزد. و به دلیل رطوبت کم گرمای بیشتری می دهد.

آنتراسیتیک نژاد مسن تر است در اعماق حدود 5 کیلومتری رخ می دهد. کربن بیشتری دارد و تقریباً هیچ رطوبتی ندارد. آنتراسیت - سوخت جامد، ضعیف مشتعل می شود، اما گرمای ویژه احتراق بالاترین است - تا 7400 کیلو کالری در کیلوگرم.

(زغال سنگ آنتراسیت)

با این حال، آنتراسیت مرحله نهایی تبدیل نیست مواد آلی. هنگامی که در معرض شرایط سخت تر قرار می گیرد، زغال سنگ به شانتیت تبدیل می شود. با بیشتر دمای بالاگرافیت بگیرید و هنگامی که در معرض فشار فوق العاده بالا قرار می گیرد، زغال سنگ به الماس تبدیل می شود. همه این مواد - از گیاه گرفته تا الماس - از کربن ساخته شده اند، فقط ساختار مولکولی آن متفاوت است.

علاوه بر "مواد تشکیل دهنده" اصلی، ترکیب زغال سنگ اغلب شامل "سنگ های" مختلف است. اینها ناخالصی هایی هستند که نمی سوزند، اما سرباره ایجاد می کنند. موجود در زغال سنگ و گوگرد است و محتوای آن با محل تشکیل زغال سنگ تعیین می شود. هنگامی که می سوزد، با اکسیژن واکنش می دهد و تشکیل می شود اسید سولفوریک. هر چه ناخالصی در ترکیب زغال سنگ کمتر باشد، عیار آن بالاتر است.

ذغال سنگ

محل وقوع زغال سنگ حوضه زغال سنگ نامیده می شود. بیش از 3.6 هزار حوضه زغال سنگ در جهان شناخته شده است. مساحت آنها حدود 15 درصد از مساحت زمین را به خود اختصاص داده است. بیشترین درصد ذخایر ذخایر زغال سنگ جهان در ایالات متحده - 23٪. در رتبه دوم - روسیه، 13٪. چین سه کشور پیشرو را می بندد - 11٪. بزرگترین ذخایر زغال سنگ در جهان در ایالات متحده آمریکا واقع شده است. این حوضه زغال سنگ آپالاش است که ذخایر آن بیش از 1600 میلیارد تن است.

در روسیه بزرگترین حوضه زغال سنگ کوزنتسک است که در آن قرار دارد منطقه کمروو. ذخایر کوزباس 640 میلیارد تن است.

توسعه ذخایر در Yakutia (Elginskoye) و Tyva (Elegestskoye) امیدوار کننده است.

استخراج از معادن زغال سنگ

بسته به عمق زغال سنگ، از روش استخراج بسته یا باز استفاده می شود.

روش استخراج معادن بسته یا زیرزمینی. برای این روش، شفت‌ها و آدیت‌های معدن ساخته می‌شوند. شفت های معدن در صورتی ساخته می شوند که عمق زغال سنگ 45 متر یا بیشتر باشد. یک تونل افقی از آن منتهی می شود - یک تغییر.

2 سیستم استخراج بسته وجود دارد: استخراج اتاق و ستون و استخراج لانگ وال. سیستم اول به صرفه تر است. فقط در مواردی استفاده می شود که لایه های کشف شده ضخیم باشند. سیستم دوم بسیار امن تر و کاربردی تر است. این به شما امکان می دهد تا 80٪ از سنگ را استخراج کنید و به طور مساوی زغال سنگ را به سطح برسانید.

روش باز زمانی استفاده می شود که زغال سنگ کم عمق باشد. برای شروع، تجزیه و تحلیل سختی خاک انجام می شود، درجه هوازدگی خاک و لایه بندی لایه پوشش مشخص می شود. در صورتی که زمین بالای درزهای زغال سنگ نرم باشد، استفاده از بولدوزر و اسکراپر کافی است. اگر لایه بالایی ضخیم باشد، بیل مکانیکی و دراگلین وارد می شود. یک لایه ضخیم از سنگ سخت که در بالای زغال سنگ قرار دارد منفجر می شود.

استفاده از زغال سنگ

منطقه استفاده از زغال سنگ به سادگی بزرگ است.

گوگرد، وانادیوم، ژرمانیوم، روی و سرب از زغال سنگ استخراج می شود.

زغال سنگ خود یک سوخت عالی است.

در متالورژی برای ذوب آهن، در تولید آهن، فولاد استفاده می شود.

خاکستر به دست آمده پس از سوزاندن زغال سنگ در تولید مصالح ساختمانی استفاده می شود.

از زغال سنگ پس از فرآوری خاص آن، بنزن و زایلن به دست می آید که در تولید لاک، رنگ، حلال و مشمع کف اتاق استفاده می شود.

با مایع شدن زغال سنگ، سوخت مایع درجه یک به دست می آید.

زغال سنگ ماده خام برای تولید گرافیت است. و همچنین نفتالین و تعدادی از ترکیبات معطر دیگر.

در نتیجه فرآوری شیمیایی زغال سنگ در حال حاضر بیش از 400 نوع محصول صنعتی به دست می آید.

میخائیلو لومونوسوف، دانشمند مشهور روسی قرن هجدهم، در آن دوران باستان، تعریفی از چگونگی پیدایش این ماده معدنی در طبیعت ارائه کرد. یعنی: از بقایای گیاهان، مانند ذغال سنگ نارس، زغال سنگ نیز به وجود آمد. تحصیلات او، به گفته لومونوسوف، به دلیل عوامل متعددی بود. اولاً، بقایای پوشش گیاهی بدون مشارکت "هوای آزاد" (یعنی بدون دسترسی آزاد به اکسیژن) تجزیه می شوند. ثانیا، یک رژیم دمای نسبتاً بالا وجود داشت. و ثالثاً «بار بام» نقش خود را ایفا کرد، یعنی فشار خون بالا سنگ. این در زمان های بسیار قدیم اتفاق افتاد، زمانی که بشریت هنوز در سیاره زمین وجود نداشت.

چیزهای روزهای گذشته

در هر صورت، تاریخ شکل گیری زغال سنگ مربوط به روزهای دوری است که دانشمندان امروزی فقط می توانند حدس و گمان بپردازند و این روند را توضیح دهند. اما امروزه کاملاً دقیق مورد مطالعه قرار گرفته است. و مکانیسم چگونگی ظاهر آن (تشکیل آن از مواد اولیه اولیه) برای علم شناخته شده است.

از ذغال سنگ نارس

هدر گیاهان بالاتربه تدریج به توده های ذغال سنگ نارس تبدیل می شوند که در مناطق باتلاقی جمع می شوند و با گیاهان دیگر رشد می کنند و به تدریج در اعماق فرو می روند. از آنجایی که تورب زمین در عمق قرار دارند، دائماً خود را تغییر می دهند ترکیب شیمیایی(ترکیبات پیچیده تر به ترکیبات ساده تر تبدیل می شوند، تجزیه می شوند). برخی از آنها در آب حل می شوند و شسته می شوند و برخی به حالت گازی تبدیل می شوند. اینگونه است که متان و دی اکسید کربن در باتلاق ها تشکیل می شود و بوی مشخصی از هوا را در این مکان های متروک می دهد. یک عملکرد مهم در این فرآیند توسط قارچ ها و باکتری ها انجام می شود که به تجزیه بیشتر بافت گیاهان مرده کمک می کند.

کربن ها

با گذشت زمان، در روند تغییرات مداوم، پایدارترین ترکیبات هیدروکربنی در تورب‌زارها جمع می‌شوند. و از آنجایی که تمام این اشباع توده های ذغال سنگ نارس با هیدروکربن ها عملاً بدون دسترسی به اکسیژن انجام می شود ، کربن به گاز تبدیل نمی شود و تبخیر نمی شود. انزوا از دسترسی هوا و اشباع همزمان با افزایش فشار وجود دارد: زغال سنگ از ذغال سنگ نارس تشکیل می شود. شکل گیری آن صدها هزار سال طول می کشد، این روند آنقدر سریع نیست! به گفته دانشمندان، بیشتر ذخایر فعلی و درزهای زغال سنگ در پالئوزوئیک، یعنی بیش از 300 میلیون سال پیش به وجود آمده است.

اما این همه ماجرا نیست!

طبیعت مقرر کرده است که آنتراسیت، به خودی خود متراکم ترین زغال سنگ با بالاترین محتوای کربن (95 درصد یا بیشتر)، مرحله نهایی تبدیلی نیست که با بقایای گیاهی رخ می دهد. محیط. شونگیت ماده ای است که در شرایط سخت تر از زغال سنگ به وجود می آید. گرافیت در دماهای بالا از همان ماده به وجود می آید. و اگر فشار فوق العاده بالا اضافه کنید، الماسی تشکیل می شود، بادوام ترین ماده ای که هم ارزش صنعتی و هم هنری برای همه بشریت دارد.

اما باید به خاطر داشت: به اندازه کافی عجیب، همه اینها، در نگاه اول، مواد مختلف - از گیاهان گرفته تا الماس - از ماده کربن تشکیل شده است، فقط با ساختاری متفاوت در سطح مولکولی!

شکل گیری و اهمیت زغال سنگ

غیرممکن است که اهمیت زغال سنگ برای توسعه صنعت و به طور کلی برای کل فرهنگ بشری روی زمین را بیش از حد ارزیابی کنیم. و دامنه آن بسیار گسترده است. ناگفته نماند که زغال سنگ یک سوخت عالی است که برای گرم کردن خانه ها، سوزاندن کوره ها در صنعت، تولید برق استفاده می شود، مواد زیادی نیز از زغال سنگ استخراج می شود. مردم نیاز دارند. گوگرد و وانادیوم، روی و سرب، ژرمانیوم - همه اینها به بشریت این ماده معدنی را می دهد.

زغال سنگ برای ذوب فلز، فولاد، چدن استفاده می شود. محصولات احتراق زغال سنگ - در تولید برخی از مصالح ساختمانی. در طی فرآوری ویژه یک فسیل، بنزن از آن به دست می آید که در تولید لاک ها و حلال ها استفاده می شود. مواد و مصالح ساختمانیمثل مشمع کف اتاق از زغال سنگ مایع شده توسط فناوری های ویژه، سوخت مایع برای مکانیسم ها خارج می شود. زغال سنگ ماده اولیه تولید گرافیت و الماس فنی است و در مجموع بیش از چهارصد محصول صنعتی و خدماتی بر پایه این ماده طبیعی ساخته می شود.

علم در مدرسه: تشکیل زغال سنگ

برای کودکان، هنگام گذراندن موضوع مربوطه در طبقات متوسط، توصیه می شود به شکلی در دسترس در مورد تشکیل زغال سنگ در طبیعت صحبت کنند. لطفاً بیان کنید که این پروسه چقدر طول می کشد. با توصیف مختصر شکل گیری زغال سنگ، باید بر اهمیت آن برای توسعه صنعت و پیشرفت در شرایط مدرن و تاریخی تمرکز کنید، برنامه ای برای پیامی که دانش آموزان به تنهایی انجام خواهند داد، ترسیم کنید.