Arang batu: aplikasi dan kepelbagaian

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-07 21:00

Sukar untuk membayangkan sesuatu yang lebih penting bagi manusia daripada arang batu. Aplikasinya sangat pelbagai fungsi sehingga kadangkala anda tertanya-tanya. Pada saat-saat seperti itu, keraguan secara tidak sengaja menyelinap masuk, dan soalan yang benar-benar logik kedengaran di kepala saya: “Apa? Adakah itu semua arang batu?!” Semua orang sudah biasa menganggap arang batu sebagai bahan mudah terbakar sahaja, tetapi, sebenarnya, julat penggunaannya sangat luas sehingga nampaknya luar biasa.

Pembentukan dan asal jahitan arang batu

Kemunculan arang batu di Bumi bermula sejak zaman Paleozoik yang jauh, ketika planet ini masih dalam peringkat perkembangannya dan kelihatan asing kepada kita. Pembentukan jahitan arang batu bermula kira-kira 360,000,000 tahun dahulu. Ini berlaku terutamanya di bahagian bawah sedimen takungan prasejarah, tempat bahan organik terkumpul selama berjuta-juta tahun.

Dengan kata lain,arang batu ialah sisa jasad haiwan gergasi, batang pokok dan organisma hidup lain yang tenggelam ke dasar, reput dan ditekan di bawah tiang air. Proses pembentukan mendapan agak lama, dan ia mengambil masa sekurang-kurangnya 40,000,000 tahun untuk pembentukan lapisan arang batu.

Perlombongan arang batu

Orang ramai telah lama memahami betapa pentingnya arang batu yang tidak boleh ditukar ganti, sifat dan aplikasinya telah dapat menilai dan menyesuaikannya pada skala besar yang agak baru-baru ini. Pembangunan berskala besar deposit arang batu bermula hanya pada abad XVI-XVII. di England, dan bahan yang diekstrak digunakan terutamanya untuk peleburan besi babi, yang diperlukan untuk pembuatan meriam. Tetapi pengeluarannya mengikut piawaian hari ini adalah sangat kecil sehingga tidak boleh dipanggil industri.

Perlombongan berskala besar bermula hanya pada pertengahan abad ke-19, apabila perindustrian yang sedang membangun menjadi sangat diperlukan untuk arang batu keras. Penggunaannya, bagaimanapun, pada masa itu terhad secara eksklusif kepada pembakaran. Ratusan ribu lombong kini beroperasi di seluruh dunia, menghasilkan lebih banyak setiap hari berbanding dalam beberapa tahun pada abad ke-19.

Pelbagai jenis arang keras

Deposit jahitan arang batu boleh mencapai kedalaman beberapa kilometer, menjangkau ke ketebalan bumi, tetapi tidak selalu dan tidak di mana-mana, kerana ia adalah heterogen dari segi kandungan dan rupa.

Terdapat 3 jenis utama fosil ini: antrasit, arang perang dan gambut, yang sangat jauh mengingatkan arang batu.

1. Antrasit ialah formasi paling kuno di planet seumpamanyagenus, umur purata spesies ini ialah 280,000,000 tahun. Ia sangat keras, ketumpatan tinggi dan mempunyai kandungan karbon 96-98%.

2. Kekerasan dan ketumpatan arang perang agak rendah, serta kandungan karbonnya. Ia mempunyai struktur yang tidak stabil, longgar dan juga terlalu tepu dengan air, yang kandungannya boleh mencapai sehingga 20%.
3. Gambut juga diklasifikasikan sebagai sejenis arang batu, tetapi belum terbentuk, jadi ia tiada kaitan dengan arang batu.

Hartanah arang batu

Kini sukar untuk membayangkan bahan lain yang lebih berguna dan praktikal daripada arang batu, ciri-ciri utama dan penggunaannya patut mendapat pujian tertinggi. Terima kasih kepada bahan dan sebatian yang terkandung di dalamnya, ia menjadi sangat diperlukan dalam semua bidang kehidupan moden.

Komponen arang keras kelihatan seperti ini:

• purata bahan tidak menentu mencapai 35-40%;
• purata kandungan abu tidak melebihi 15-18%;
• purata kandungan lembapan turun naik antara 12-15%;
• purata kandungan kalori ialah 5500-7000 kcal/kg.

Semua komponen inilah yang menjadikan arang batu, aplikasi dan penggunaannya sangat pelbagai fungsi. Bahan meruap yang terkandung dalam arang batu memberikan pencucuhan pantas dengan pencapaian suhu tinggi yang seterusnya. Kandungan lembapan memudahkan pemprosesanarang batu, kandungan kalori menjadikan penggunaannya amat diperlukan dalam farmaseutikal dan kosmetologi, abu itu sendiri adalah bahan mineral yang berharga.

Penggunaan arang batu di dunia moden

Penggunaan mineral adalah berbeza. Arang batu pada asalnya hanya sumber haba, kemudian tenaga (ia menukar air menjadi wap), tetapi kini kemungkinan arang batu dalam hal ini adalah tidak terhad.

Tenaga haba daripada pembakaran arang batu ditukar kepada tenaga elektrik, produk kimia kok dibuat daripadanya dan bahan api cecair diekstrak. Arang batu keras adalah satu-satunya batu yang mengandungi logam jarang seperti germanium dan galium sebagai bendasing. Gas ketuhar kok diekstrak daripadanya, yang kemudiannya diproses menjadi benzena, dari mana resin coumarone diasingkan, yang digunakan untuk membuat semua jenis cat, varnis, linoleum dan getah. Hidrokarbon aromatik, fenol dan asas piridin diperoleh daripada arang batu. Semasa pemprosesan, arang batu digunakan dalam pengeluaran vanadium, grafit, sulfur, molibdenum, zink, plumbum dan banyak lagi produk berharga dan kini tidak boleh diganti.