Кам'яне вугілля

Два десятиліття поспіль вугілля був у тіні нафтового буму. Гори не котра знаходила збут вугілля росли до неба. Закривалися численні шахти, сотні тисяч гірників втрачали своє робоче місце. Район Аппалачів США, колито квітучий вугільний басейн, спромігся стати одним із найбільш похмурих районів лих. Безладний, що проходить під тиском монополій перехід на дешеву, імпортовану — переважно з Близького Сходу — нафту прирік вугілля в ролі «попелюшки», позбавленої майбутнього. Але це цього не сталося в деяких країнах, зокрема й у СРСР, які враховували б переваги энергоструктуры, спирається на національні ресурсы.

Вугільні запаси розосереджені у світі. Більшість промислових країн ними не обділене. Землю опоясують дві багаті вугільні зони. Одна простирається країнами колишнього СРСР, через Китай, Північну Америку до Центральної Європи. Інша, вужча і менше багата, залежить від Південної Бразилії через Південну Африку до Східної Австралію. Найбільші поклади кам’яного вугілля перебувають у країнах колишнього СРСР, навіть Китаї. Камінний вугілля домінує ніяких звань Європи. Головні кам’яновугільні басейни на теренах Євразії: Південний Уельс, Валансьен-Льеж, Саарско-Лотаргинский, Рурский, Астурийский, Кизеловский, Донецький, Таймырский, Тунгуський, ЮжноЯкутський, Фуньшуньский; у Африці: Джерада, Абадла, Энугу, Уанки, Витбанк; в Австралії: Велика Кормушка, Новий Південний Уельс; у Північній Америці: ГрінРівер, Юннта, Сан-Хуан-Ривер, Західний, Іллінойський, Аппалачский, Сабинас, Техаський, Пенсільванський; і Південній Америці: Караре, Хунин, Санта-Катарина, Консепсьон. В Україні треба сказати Львівсько-Волинський басейн і багатий родовищами Донбасс.

Вугілля — це залишки рослин, загиблих не один мільйон років тому я, гниття яких неможливо було перервано внаслідок припинення доступу повітря. Тому ми змогли віддати у атмосферу забраний в неї вуглець. Доступ повітря припинявся особливо різко там, де болота і заболочені лісу опускалися внаслідок тектонічних зрушень та кліматичних умов і покривалися згори іншими речовинами. У цьому рослинні останки перетворювалися під впливом бактерій і грибів (углефицировались) в торф і далі в буре вугілля, кам’яне вугілля, антрацит і графіт. По складу основного компонента — органічного речовини вугілля поділяються втричі генетичні групи: гумолиты, сапропелиты, сапрогумолиты. Переважають гумолиты, вихідним матеріалом яких з’явилися залишки вищих наземних рослин. Відкладення їх сталося переважно у болотах, займали нице узбережжі морів, заток, лагун, прісноводних басейнів. Накопичення рослинний матеріал внаслідок біохімічного розкладання перероблявся в торф, у своїй значне вплив надавали обводнённость і хімічний склад водного середовища. Зміст вуглецю у кам’яному віці вугіллі коштує від 75 до 90 відсотків. Точний склад обумовлюється місцем розташування та умовами перетворення вугілля. Мінеральні домішки знаходяться чи то в тонкодисперсном стані органічної масі, або у формі найтонших прошарків і лінз, і навіть кристалів і конреций. Джерелом мінеральних домішок в копалин вугіллі може бути неорганічні частини рослин — углеобразователей, мінеральні новоутворення, які із розчинів вод, які у торфовищах і т.д. Склад мінеральних домішок — кварц, глинисті мінерали, польові шпаты, пірит, марказит, карбонаты та інші сполуки, містять [pic]Большая частина мінеральний домішок під час спалювання перетворюється на золу.

Через війну тривалого впливу підвищених температур і тиску бурі вугілля перетворюються на кам’яні вугілля, що — в антрациты. Необоротний процес поступового зміни хімічного складу, фізичних і технологічних властивостей органічного речовини на стадії перетворення від бурих вугілля до антрацитов називається метаморфізму вугілля. Структурномолекулярна перебудова органічного речовини при метаморфизме супроводжується послідовним підвищенням у вугіллі відносного змісту вуглецю, зниженням змісту кисню, виходу летючих речовин; змінюються зміст водню, теплота згоряння, твердість, щільність, крихкість, оптичность, электричность та інших. фізичні властивості. Кам’яні вугілля на середніх стадіях метаморфізму набувають спекающие властивості - здатність гелифицированных і липоидных компонентів органічного речовини переходити при нагріванні за певних умов в пластичне стан і утворювати пористий моноліт — кокс. У зонах аерації і активної дії підземних вод поблизу Землі вугілля піддаються окислювання. З власного впливу на хімічний склад парламенту й фізичні властивості окислювання має зворотний спрямованість проти метаморфизмом: вугілля втрачає прочностные властивості і спекаемость; у ньому зростає відносне зміст кисню, знижується кількість вуглецю, збільшується вологість і зольність, різко знижується теплота згоряння. Глибина окислення копалин вугілля залежно від сучасного і древнього рельєфу, становища дзеркала грунтових вод, характеру кліматичних умов, речовинного складу і метаморфізму коштує від 0 до 100 метрів по вертикали.

Питома вага кам’яного вугілля 1,2 — 1,5 г/см3, теплота згоряння 35 000 кДж/кг. Камінний вугілля вважається придатним технологічного використання коли після згоряння зола становить 30(більш-менш. Примітивна видобуток копалин вугілля відома давніх часів (Китай, Греція). Істотну роль яких як паливо вугілля став витрачати час на Англії 17 столітті. Становлення вугільної промисловості пов’язані з використанням вугілля, як коксу при виплавці чавуну. Починаючи з 19 століття великий споживач вугілля — транспорт. основні напрями промислового використання вугілля: виробництво електроенергії, металургійного коксу, спалювання в енергетичних цілях, отримання при хімічної переробці різноманітних (до 300 найменувань) продуктів. Зростає споживання вугілля щоб одержати высокоуглеродистых углеграфитовых конструкційних матеріалів, гірського воску, пластичних мас, синтетичного, рідкого і газоподібного висококалорійного палива, ароматичних продуктів шляхом гідрогенізації, високо азотистих кислот для добрив. Одержуваний з кам’яного вугілля кокс, необхідний багато металургійної промышленности.

Одержання коксу складає коксохімічних заводах. Камінний вугілля піддається сухий перегонці (коксованию) шляхом нагрівання в спеціальних коксових печах без доступу повітря до температури [pic]С. При цьому виходить кокс — тверде пористе речовина. Крім коксу при сухий перегонці кам’яного вугілля утворюються також леткі продукти, при охолодженні до 25−75 З утворюється кам’яновугільна смола, аміачна вода і газоподібні продукти. Кам’яновугільна смола піддається фракційної перегонці, у результаті отримують кілька фракций:

— легке олію (температура кипіння до 170 З) у ньому є ароматні вуглеводні (бензол, толуолу, кислоти та інших. вещества;

— середнє олію (температура кипіння 170−230 З). Це феноли, нафталин;

— важке олію (температура кипіння 230−270 З). Це нафталін та її гомологи.

— антраценовое олію — антрацен, фенатрен і др.

До складу газоподібних продуктів (коксового газу) входять бензол, толуолу, ксиолы, фенолу, аміак та інші речовини. З коксового газу після очищення від аміаку, сірководню і ціанистих сполук витягають сирої бензол, з яких виділяють окремі вуглеводні й інших цінних веществ.

Аморфний вуглець як кам’яного вугілля, і навіть багато сполуки вуглеці грають найважливішу роль сучасного життя як джерела отримання різних видів енергії. Під час згоряння вугілля виділяється тепло, яке використовується опалювання, виготовлення їжі й багатьох виробничих процесів. Велика ж його частина одержуваного тепла перетворюється на решта видів енергії і витрачається скоєння механічної работы.

Камінний вугілля — тверде пальне, корисне копалину рослинного походження. Він є щільну породу чорного, іноді темносірого кольору, з блискучої матовій поверхнею. Містить 75−97% вуглецю, 1,5−5,7% водню, 1,5−15% кисню, 0,5−4% сірки, до $ 1,5% азоту, 2−45% летючих речовин, кількість вологи коштує від 4 до 14%. Вища теплота згоряння, розрахована на вологу беззольную масу кам’яного вугілля щонайменше 238МДж/кг.

Камінний вугілля утворюється з харчів розкладання органічних речовин вищих рослин, претерпевших зміни у умовах тиску різних порід земної кори й під впливом температури. З зростанням ступеня метаморфізму в займистою масі кам’яне вугілля збільшує зміст вуглецю і водночас зменшує кількість кисню, водню, летючих речовин. Змінюється також теплота згоряння угля.

Характерні фізичні властивості кам’яного угля:

— зміст вуглецю (З,%) — 75−97;

— щільність (г/см3) — 1,28−1,53;

— механічна міцність (кг/см2) — 40−300;

— питома теплоємність З (Ккал/г град) — 026−032;

— коефіцієнт заломлення світла — 1,82−2,04.

Найбільші за обсягом видобутку родовища кам’яного на світі це Тунгуський, Кузнецький, Печорський басейни — у Росії; Карагандинський — у Казахстані; Аппалачский і Пенсільванський басейни — США; Рурский — в Німеччини; Великий Хуанхе — у Китаї; Южно-Уельский — у Великій Британії; Валансьен — у Франції та др.

Застосування кам’яного вугілля багатоманітно. Він використовують як побутове, енергетичне паливо, сировину для металургійної та хімічної промисловості, і навіть для вилучення потім із нього рідкісних і розсіяних елементів. Вугільна, коксохімічна промисловість, галузі важкої промисловості здійснюють переробку кам’яного вугілля методом коксування. Коксуванняпромисловий метод переробки вугілля шляхом нагрівання до 950- 1050 З без доступу повітря. Основынми коксохимическими продуктами є: коксовий газ, продукти переробки сирого бензолу, кам’яновугільної смоли, аммиака.

З коксового газу вуглеводні витягають промиванням в скрубберах рідкими поглотительными мастилами. Після отгонки від олії, разгонки з фракції, очищення повторної ректифікації отримують чисті товарні продукти, якось: бензол, толуолу, ксилолы та інших. З непредельных сполук, які у сиром бензолі, отримують кумароновые смоли, які використовуються для лаків, фарб, лінолеуму й у гумової промисловості. Перспективним сировиною є й циклопентадиен, також отримують з кам’яного вугілля. Камінний вугілля — сировину щоб одержати нафталіну та інших індивідуальних ароматичних вуглеводнів. Найважливішими продуктами переробки є пиридиновые основи, а фенолы.

Шляхом переробки на цілому можна було одержати більш 400 різних продуктів, вартість яких, порівняно, зі вартістю самого вугілля, зростає у 20−25 раз, а побічні продукти, одержувані на коксохімічних заводах, перевершують вартість самого кокса.

Дуже перспективне використання спалювання (гидрогенизация) вугілля з освітою рідкого палива. Для виробництва 1 т нафти витрачається 2−3т кам’яного вугілля. З кам’яних вугілля отримують штучний графіт. Використовуються їх використовували як неорганічної сировини. При переробці кам’яного вугілля з нього у промислових масштабах витягають ванадій, германій, сірку, галій, молібден, цинк, свинець. Зола від спалювання, відходи видобутку газу і переробки використовують у виробництві будматеріалів, кераміки, вогнетривкої сировини, глинозему, абразивов. З метою оптимального використання вугілля виробляється його збагачення (видалення мінеральних примесей).

Камінний вугілля містить до 97% вуглецю, можна сказати, є основою всіх вуглеводнів, тобто. у тому основі лежать атоми вуглецю. Часто доводиться чи з аморфним вуглецем як вугілля. По будовою аморфний вуглець — це той самий графіт, але не могла найтоншого подрібнення. Практичне застосування аморфних форм вуглецю різноманітно. Кокс і вугілля — як восстановитель в металургії при виплавці железа.

Як очевидно з наведеного реферативного огляду кам’яне вугілля є невід'ємною частиною нашого життєдіяльності. Разнообразнейшее застосування практично в усіх галузях народного господарства кам’яного вугілля передбачає й подальше його видобуток нафти й переработку.

Список використовуваної литературы:

1. Н. Л. Глинка. Загальна хімія. Вид-во «Хімія», 1972.-712 с.

2. Хімічна енциклопедія. Даф-Мед. Вид-во «Сов.энциклопедия», 1990.

— 671с.

3. Коротка хімічна енциклопедія. М. Сов. энциклопедия, 1967. — 1184 с.

4. Э. Гроссе, Х.Вайсмантель. Хімія для допитливих. Л. Хімія, 1987.

— 392с.

5. В. Д. Войлошников, И. А. Войлошникова. Книжка про з корисними копалинами. М.

Світ, Надра. — 1991. — 175с.