Arang batu: komposisi, penggunaan, kaedah pengekstrakan

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-17 10:36

Batuan ini, yang terbentuk dalam ketebalan kerak bumi, sangat pelbagai. Sehingga kini, varietinya dibezakan, seperti, contohnya, arang batu coklat, antrasit, arang batu. Komposisi arang batu adalah kelembapan dan kekotoran mineral. Walau bagaimanapun, berkenaan dengan kelembapan, ia mengurangkan haba pembakaran dengan ketara.

Komposisi baka. Bahan kimia

Selain fakta bahawa arang batu mengandungi kelembapan, ia juga mengandungi bahan seperti sulfur. Kekotoran ini juga dianggap berbahaya, dan ia tidak terkandung dalam bentuk tulennya, tetapi dalam komposisi kekotoran seperti pirit, kalsium, besi sulfat. Apabila arang batu digunakan, atau sebaliknya, apabila ia dibakar dengan kekotoran sedemikian dalam komposisi, penyejatan berbahaya akan terbentuk - sulfur dioksida, atau sulfur dioksida. Ia memberi kesan yang agak negatif terhadap kesihatan manusia jika dihidu. Ia mampu menyebabkan kakisan logam yang cepat, serta meracuni atmosfera dengan asapnya. Perlu diingatkan bahawa kandungan sulfur dalam komposisi arang batu, yang dilombong di Lembangan Donets, agak rendah. Penunjuk bahan ini hanya 1-2%. Jika dibandingkan dengan lembangan kawasan tengah dan utara, maka kandungan kekotoran berbahaya di dalamnya hanya bermula dari 3.5%. penuhkomposisi kimia bahan mentah adalah seperti berikut:

• peratusan karbon tertinggi - daripada 50 hingga 96%;
• selepas karbon datang oksigen, kandungannya adalah dari 25 hingga 37%;
• yang ketiga dalam senarai ini ialah hidrogen, peratusannya adalah dari 3 hingga 6%;
• Bahan kimia terakhir ialah nitrogen, kandungannya boleh dari 0 hingga 2.7%.

Gambut

Hari ini, gambut juga digunakan, iaitu tinggalan batu. Ia digunakan secara meluas, walaupun pada hakikatnya ia dianggap sebagai pembaziran. Perlu diperhatikan di sini bahawa komposisi arang batu jenis ini berbeza kerana kandungan kuantitatif semua kekotoran berbahaya, termasuk sulfur, adalah lebih sedikit. Peratusan karbon unsur kimia juga menurun kepada 50-60%.

Arang batu perang

Dengan sendirinya, arang perang adalah jisim tanah dengan ketumpatan yang agak tinggi, yang terbentuk daripada gambut, tetapi pada masa yang sama mengekalkan struktur kayunya dengan sempurna. Penggunaan arang batu jenis ini adalah kurang biasa daripada batu, contohnya. Ini disebabkan oleh fakta bahawa apabila dibakar, ia menghasilkan api berasap, yang juga menimbulkan bau yang agak tidak menyenangkan. Ia paling kerap digunakan dalam penyulingan kering. Dengan bantuannya, adalah mungkin untuk mendapatkan bahan seperti, sebagai contoh, ammonia dengan asid asetik. Baka ini dianggap paling muda dari semua jenis lain. Komposisi arang batu jenis ini adalah seperti berikut:

• seperti dalamjenis sebelumnya, karbon diutamakan di sini - 50-77%;
• kandungan oksigen boleh dikatakan sama - 26-37%;
• peratusan hidrogen ialah 3-5, dan nitrogen ialah 0-2.

Perlu ditambah bahawa perkembangan teknologi yang kukuh telah membawa kepada fakta bahawa ahli teknologi telah mempelajari cara mendapatkan gas sintetik daripada bahan mentah ini, yang boleh digunakan sebagai alternatif kepada minyak bahan api.

Arang batu

Bahan fosil ini ialah bahan peralihan daripada lignit kepada antrasit. Ia berbeza kerana ia adalah bahan api yang sangat baik, tidak seperti bahan perang. Baka inilah yang paling banyak dilombong pada zaman kita. Ia paling banyak digunakan sebagai bahan api untuk loji kuasa haba, contohnya. Ia sangat baik untuk memanaskan rumah persendirian, untuk operasi kilang, dsb. Nilai kalori yang ada pada bahan mentah jenis ini jauh lebih tinggi daripada coklat. Sebagai kekotoran berbahaya, arang batu jenis ini mengandungi kelembapan dalam jumlah 3 hingga 12%. Selain itu, ia juga mengandungi 32% bahan pembakaran yang meruap.

Komposisi kimia berbeza daripada spesies sebelumnya. Jumlah karbon jauh lebih tinggi - dari 75 hingga 93%. Kandungan oksigen menurun dengan ketara - 3-19%, kandungan hidrogen kekal kira-kira pada tahap yang sama - 4-6%. Penunjuk nitrogen masih rendah - sehingga 2.7%.

Jika anda bertanya soalan, arang batu mana yang lebih baik, maka jawapannya, kemungkinan besar, adalah seperti berikut: antrasit. Ia berbeza kerana strukturnya padat mungkin, permukaannya sedikit berkilat, dan nilai kalori mempunyai penunjuk terbaik. Satu-satunya kelemahannya ialah ia menyala agak teruk. Selalunya ia digunakan untuk membuat perkara seperti elektrod karbon, pes elektrod. Penggunaannya sebagai bahan mentah bahan api dalam industri metalurgi adalah sangat biasa. Kedalaman kejadian batu ini agak besar - 6 km. Daripada bahan kimia, ia mengandungi karbon dalam jumlah 95-97%, serta hidrogen - daripada 1 hingga 3%.

Kaedah melombong

Perlu diperhatikan bahawa kaedah pengekstrakan sangat bergantung pada lokasi deposit arang batu, atau lebih tepatnya, pada kedalaman kejadiannya. Bergantung kepada faktor ini, kaedah terbuka (kuari) dan lombong, kaedah tertutup dibezakan. Setiap kaedah dibezakan oleh teknologinya, serta kelebihan dan kekurangannya.

Perlombongan Terbuka

Kelebihan utama perlombongan arang batu terbuka ialah keselamatan relatif. Masalahnya ialah ia digunakan hanya jika kedalaman batu tidak lebih daripada 100 meter. Dengan kata lain, tiada aci dicipta yang boleh runtuh semasa kemalangan. Proses perlombongan itu sendiri dijalankan mengikut prosedur berikut.

Mula-mula anda perlu mengeluarkan lapisan atas tanah yang menutupi batu. Lapisan ini dipanggil overburden, dan kaedah penyingkirannya adalah overburden. Prosedur ini, bergantung pada jenis tanah, dijalankan dengan bantuan jentolak, garis seret, jengkaut roda baldi atau pengikis. Selepas lapisan tanah dikeluarkan, anda boleh meneruskan untuk menghancurkan batu itu sendiri. Untukpenghancur, pistol air, jentolak dan peralatan lain digunakan untuk ini. Jika batu dalam deposit arang batu terlalu padat, maka dalam kes yang jarang berlaku, penggerudian dan letupan arang batu digunakan. Kaedah perlombongan ini biasanya meliputi kawasan yang agak luas.

Adapun kelemahan kaedah tersebut adalah seperti berikut:

• Pertama, menyebabkan kerosakan alam sekitar yang ketara di tapak perlombongan.
• Kedua, semua batu yang dilombong dengan cara ini mengandungi sejumlah besar kekotoran berbahaya dalam komposisinya.

Kelebihan utama perlombongan arang batu terbuka, selain keselamatan, adalah kelajuan tinggi, serta ekonomi.

Kaedah kedua

Tertutup, atau kaedah lombong, seperti yang anda duga, digunakan jika batu itu terletak cukup dalam di bawah tanah. Di kawasan rata, saluran menegak atau mendatar dibentuk sehingga kelim dengan arang batu, selepas itu lombong dibuat. Jika jahitan arang batu terletak di kawasan pergunungan, maka adit adalah tempat yang membuka kerja.

Perlombongan arang batu bawah tanah boleh dilakukan menggunakan tembok panjang atau dengan kaedah bilik dan tiang. Lavas adalah muka yang panjang. Mungkin terdapat satu atau lebih wajah sedemikian dalam satu lombong. Dalam muka sedemikian, arang batu dipotong menjadi kepingan menggunakan gabungan perlombongan. Untuk menghantar bahan mentah ke permukaan, penuai yang sama digunakan. Dia memuatkan batu ke atas penghantar. Jika anda menggunakan kaedah ini, anda boleh mendapatkan hampir semua arang batu yang terkandung di dalamnyapembentukan. Sekiranya arang batu tidak terlalu dalam, maka kaedah bilik-dan-tiang digunakan. Dalam kes ini, tiang dan laluan mendatar digunakan, yang dibentuk di antaranya.

Pada masa ini, perubahan sedang berlaku dalam industri arang batu. Teknologi sistem pengeluaran automatik bersepadu dengan penggunaan sokongan bumbung berkuasa sedang diperkenalkan. Satu kaedah sedang giat dibangunkan yang akan membenarkan kawalan jauh semua mekanisme perlombongan.

Kebaikan kaedah termasuk yang berikut:

• arang batu yang terhasil akan berkualiti tinggi;
• jenis perlombongan ini kurang berbahaya kepada alam sekitar;

Antara kekurangannya, perlu diketengahkan bahawa kaedah ini adalah kaedah perlombongan yang paling berbahaya, dan ia juga memerlukan kos kewangan yang besar untuk pelaksanaannya.

Lembangan Arang Batu Donetsk

Lembangan ini terletak di wilayah wilayah seperti Donetsk, Luhansk, Dnepropetrovsk dari sebelah Ukraine. Di samping itu, ia juga terletak di wilayah wilayah Rostov Persekutuan Rusia. Jumlah kawasan lembangan ini adalah kira-kira 60 ribu km2, 50 ribu daripadanya terletak di wilayah Ukraine. Jika kita bercakap tentang panjangnya, maka ia adalah kira-kira 650 km dalam arah sublatitudinal. Pada masa yang sama, lebar maksimumnya hanya mencapai 200 km. Bagi kualiti dan sifat arang batu yang dilombong, ia sangat berbeza. Masalahnya ialah dalam lembangan arang batu Donetsk terdapat keseluruhannyasiri metamorf fosil ini. Dalam erti kata lain, sebarang arang batu boleh dilombong di sini - daripada coklat kepada antrasit.

Arang pembakar berkualiti

Agak kerap persoalan timbul tentang cara menentukan kualiti arang batu yang sesuai untuk menyalakan dandang bahan api pepejal. Ia tidak perlu mengetahui semua sifatnya. Beri perhatian kepada perkara berikut:

• Kandungan kalori, atau haba pembakaran. Ciri ini menerangkan berapa banyak haba yang boleh dihasilkan oleh bahan api pepejal apabila dibakar.
• Kandungan abu adalah ciri utama kualiti bahan mentah. Semakin kecil penunjuk berangka ciri ini, semakin baik arang batu, yang bermaksud bahawa ia akan mengeluarkan lebih banyak haba semasa pembakaran. Untuk baka berkualiti, kadarnya kurang daripada 25%.
• Adalah penting untuk memantau kelembapan. Ia boleh luaran atau dalaman. Bahagian luar boleh dikeluarkan dengan hanya mengeringkan arang batu, tetapi bahagian dalam hanya boleh dikeluarkan dengan membakar.

Karbon teraktif

Struktur arang batu ini berliang, dan ia diperoleh daripada pelbagai bahan lain yang mengandungi karbon yang berasal dari organik. Karbon dalam bahan mentah tersebut adalah dari 87 hingga 97%; hidrogen, nitrogen dan oksigen juga terdapat. Dari segi komposisi kimianya, arang batu jenis ini lebih mirip dengan grafit. Selain itu, jenis bahan mentah ini boleh dibahagikan kepada beberapa kelas bergantung kepada jenis bahan mentah yang akan diperolehi, mengikut kaedah pengaktifan, kaedah pengaktifan dan tujuan.