Uhlí: vlastnosti. Černé uhlí: původ, těžba, cena

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Od pradávna používá lidstvo uhlí jako jeden ze zdrojů energie. A dnes se tento minerál používá poměrně široce. Někdy se tomu říká sluneční energie, která je zachována v kameni.

Aplikace

Spalováním uhlí vzniká teplo, které se používá pro ohřev vody a vytápění domácností. Minerál se používá v technologických procesech tavení kovů. Tepelné elektrárny přeměňují uhlí na elektřinu jeho spalováním.

Vědecký pokrok umožnil využít tuto cennou látku jinými způsoby. V chemickém průmyslu se tak podařilo úspěšně zvládnout technologii, která umožňuje získat z uhlí kapalné palivo a také tak vzácné kovy, jako je germanium a galium. Uhlík-grafitové kompozitní materiály s vysokou koncentrací uhlíku jsou v současnosti získávány z cenné fosilie. Byly také vyvinuty metody výroby plastů a vysoce kalorických plynných paliv z uhlí.

Velmi nízký podíl nekvalitního uhlí a jeho prach se po zpracování lisuje do briket. Tento materiál je skvělý pro vytápění soukromých domů a průmyslových prostor. Obvyklevyrobit více než čtyři sta položek různých produktů po chemickém zpracování, které je podrobeno uhlí. Cena všech těchto produktů je desítkykrát vyšší než cena surovin.

V posledních několika stoletích lidstvo aktivně využívá uhlí jako palivo nezbytné pro získávání a přeměnu energie. Navíc potřeba tohoto cenného minerálu v posledních letech roste. To je usnadněno rozvojem chemického průmyslu a také potřebou cenných a vzácných prvků z něj získaných. V tomto ohledu v současnosti v Rusku probíhá intenzivní průzkum nových ložisek, vznikají doly a lomy, budují se podniky na zpracování této cenné suroviny.

Původ fosílie

V dávných dobách bylo na Zemi teplé a vlhké podnebí, ve kterém se dařilo rozmanité vegetaci. Z ní později vzniklo uhlí. Původ této fosílie spočívá v nahromadění miliard tun odumřelé vegetace na dně bažin, kde byly pokryty sedimentem. Od té doby uplynulo asi 300 milionů let. Pod silným tlakem písku, vody a různých hornin se vegetace v prostředí bez kyslíku pomalu rozkládala. Vlivem vysokých teplot, které byly dány blízko umístěným magmatem, tato hmota ztuhla a postupně přecházela v uhlí. Původ všech existujících ložisek má pouze takové vysvětlení.

Zásoby nerostů a jejich produkce

Na naší planetě jsou velká ložiskauhlí. Celkem je podle odborníků v zemských útrobách uloženo patnáct bilionů tun tohoto minerálu. Navíc objemově je těžba uhlí na prvním místě. Je to 2,6 miliardy tun za rok, neboli 0,7 tuny na obyvatele naší planety.

Uhelná ložiska v Rusku se nacházejí v různých regionech. Navíc v každém z nich má minerál jiné vlastnosti a má svou vlastní hloubku výskytu. Níže je uveden seznam, který obsahuje největší ložiska černého uhlí v Rusku:

1. Vklad Elga. Nachází se v jihovýchodní části Jakutska. Hloubka uhlí v těchto místech umožňuje povrchovou těžbu. To nevyžaduje zvláštní náklady, což má vliv na snížení nákladů na konečný produkt.
2. Pole Tuva. Podle odborníků se na jejím území nachází asi 20 miliard tun nerostných surovin. Ložisko je velmi atraktivní pro rozvoj. Faktem je, že osmdesát procent jeho ložisek se nachází v jedné vrstvě, která má mocnost 6-7 metrů.
3. Minusinské vklady. Nacházejí se v Republice Khakassia. Jedná se o několik ložisek, z nichž největší jsou Chernogorskoye a Izykhskoye. Zásoby bazénů jsou malé. Podle odborníků se pohybují v rozmezí 2 až 7 miliard tun. Těží se zde uhlí, které je svými vlastnostmi velmi cenné. Vlastnosti minerálu jsou takové, že když je spálen, velmi vysokáteplota.
4. Kuzněcká uhelná pánev. Toto ložisko, které se nachází na západě Sibiře, poskytuje produkt používaný v metalurgii železa. Uhlí, které se v těchto místech těží, jde na koksování. Objem vkladů je zde prostě obrovský.
5. Kuzněck Alatau. Tato záloha poskytuje produkt nejvyšší kvality. Největší hloubka ložisek nerostných surovin dosahuje pět set metrů. Těžba se provádí jak v otevřených zářezech, tak v dolech.

Uhlí v Rusku se těží v uhelné pánvi Pečora. Vklady se také aktivně rozvíjejí v Rostovské oblasti.

Výběr uhlí pro výrobní proces

V různých průmyslových odvětvích jsou potřeba různé druhy nerostů. Jaké jsou rozdíly mezi černým uhlím? Vlastnosti a kvalitativní charakteristiky tohoto produktu se velmi liší.

Stává se to, i když má uhlí stejné označení. Faktem je, že vlastnosti fosílie závisí na místě její těžby. Proto by se každý podnik, který si vybírá uhlí pro svou produkci, měl seznámit s jeho fyzikálními vlastnostmi.

Vlastnosti

Uhlí se liší v následujících vlastnostech:

1. Hustota. To je jedna z nejdůležitějších charakteristik, která se pohybuje od 1,28 do 1,53 gramu na centimetr krychlový. S rostoucími hodnotami hustoty se zvyšuje měrné spalné teplo černého uhlí.



2. Obsah uhlíku. Toto číslo se pohybuje od 75 do 97 procent. S vyšším obsahem uhlíku v palivu je menší objem pro cizí nečistoty. To vám umožní získat maximální množství energie při spalování produktu.
3. Mechanická pevnost. Tato vlastnost určuje schopnost fosílie vydržet transport. Tento parametr se pohybuje od 40 kilogramů na čtvereční centimetr (pro hnědé uhlí) do 300 (pro antracit).
4. Obsah síry. V rohu to může být od 0,5 do 5,4 procenta. S nižší hodnotou této hodnoty je bezpečnější používat palivo.
5. Výtěžnost těkavých složek (2–45 %).
6. Vlhkost. Palivo může obsahovat 4 až 15 procent vlhkosti. Z tohoto ukazatele přímo závisí na tom, zda je uhlí při spalování účinné. Vlastnosti vlhčího produktu se zásadně liší od suchého. Takové uhlí se drolí a podléhá rychlému zvětrávání.
7. Obsah popela. Tato charakteristika udává množství nehořlavých směsí obsažených ve fosilii. S nižším obsahem popela se zvyšuje měrná tepelná kapacita. Nejnižší procento nehořlavých směsí mají antracit. Pohybuje se v rozmezí 2 %. Pro vytápění je přijatelný obsah popela třicet procent. Nejvyšší hodnota této charakteristiky je 45 %.
8. Specifická výhřevnost. Tento ukazatel je v rozmezí od 6500 do 8600 kcal / kg. Charakterizuje množství tepla, které vzniká při spalování jednoho kilogramu paliva.

Stupeň obohacení

V závislosti na účelupoužití, lze zakoupit různé uhlí. V tomto případě se vlastnosti paliva vyjasní na základě stupně jeho obohacení. Zvýraznění:

1. koncentruje. Takové palivo se používá při výrobě elektřiny a tepla.

2. průmyslové výrobky. Používají se v metalurgii.

3. Kal. Jedná se o jemnou frakci uhlí (až šest milimetrů) a také prach vznikající při drcení hornin. Kal se používá k výrobě briket, které mají dobré výkonové vlastnosti pro domácí kotle na tuhá paliva.

Stupeň prouhelnění

Podle tohoto ukazatele rozlišují:

1. Hnědé uhlí. Jedná se o stejné uhlí, jen částečně vytvořené. Jeho vlastnosti jsou poněkud horší než u kvalitnějšího paliva. Hnědé uhlí produkuje při spalování nízké teplo a během přepravy se drolí. Navíc má sklon k samovznícení.

2. Uhlí. Tento typ paliva má velké množství druhů (značek), jejichž vlastnosti jsou různé. Je široce používán v energetice a metalurgii, bydlení a komunálních službách a chemickém průmyslu.

3. Antracit. Jedná se o nejkvalitnější druh černého uhlí.

Vlastnosti všech těchto forem minerálů se od sebe výrazně liší. Hnědé uhlí se tedy vyznačuje nejnižší výhřevností a nejvyšší jsou antracit. Jaké uhlí je nejlepší koupit? Cena musí být ekonomicky únosná. Na základě toho jsou náklady a měrné teplo v optimálním poměru pro jednoduché uhlí (v rámci220 $ za tunu).

Klasifikace velikostí

Při výběru uhlí je důležité znát jeho rozměry. Tento indikátor je zašifrován ve třídě minerálu. Takže se stane uhlí:

- "P" - deska, což jsou velké kusy přes 10 cm.

- "K" - velký, jehož velikost je od 5 do 10 cm.

- "O" - ořech, je také poměrně velký, s velikostí fragmentů od 2,5 do 5 cm.

- "M" - malé, s malými kousky 1, 3-2, 5 cm.

- "C" - pecka - levná frakce pro dlouhé doutnání o rozměrech 0,6-1,3 cm.

- "Sh" - kus, což je převážně uhelný prach, určený k briketování.

- "P" - běžné nebo nestandardní, ve kterém mohou být zlomky různých velikostí.

Vlastnosti hnědého uhlí

Toto je černé uhlí nejnižší kvality. Jeho cena je nejnižší (asi sto dolarů za tunu). Hnědé uhlí vzniklo ve starověkých bažinách lisováním rašeliny v hloubce asi 0,9 km. Toto je nejlevnější palivo, které obsahuje velké množství vody (asi 40 %).

Kromě toho má hnědé uhlí poměrně nízkou výhřevnost. Obsahuje velké množství (až 50 %) těkavých plynů. Pokud pro pec použijete hnědé uhlí, pak z hlediska jeho kvalitativních charakteristik bude připomínat surové palivové dřevo. Výrobek silně hoří, silně kouří a zanechává za sebou velké množství popela. Z této suroviny se často připravují brikety. Mají dobré výkonové vlastnosti. Jejich cenase pohybuje v rozmezí od osmi do deseti tisíc rublů za tunu.

Uhelné vlastnosti

Toto palivo je kvalitnější. Uhlí je hornina, která má černou barvu a má matný, polomatný nebo lesklý povrch.

Tento typ paliva obsahuje pouze pět až šest procent vlhkosti, a proto má vysokou výhřevnost. Ve srovnání s palivovým dřevem z dubu, olše a břízy dává uhlí 3,5krát více tepla. Nevýhodou tohoto typu paliva je vysoký obsah popela. Cena uhlí v létě a na podzim se pohybuje od 3900 do 4600 rublů za tunu. V zimě se cena tohoto paliva zvyšuje o dvacet až třicet procent.

Skladování uhlí

Pokud má být palivo používáno po dlouhou dobu, musí být umístěno ve speciální kůlně nebo bunkru. Tam by měl být chráněn před přímým slunečním zářením a deštěm.

Pokud jsou haldy uhlí velké, je při skladování nutné neustále sledovat jejich stav. Jemné frakce v kombinaci s vysokou teplotou a vlhkostí se mohou samovolně vznítit.