К каменному углю . По внешним признакам отличается от торфа большей уплотнённостью и меньшим содержанием различимых растительных остатков, от каменных углей – главным образом окраской бурых тонов. Диагностируется также по реакциям с едкой щёлочью и разбавленной азотной кислотой, окрашивая растворы соответственно в тёмно-бурый и ярко-жёлтый (до красно-бурого) цвета. На воздухе буреет и растрескивается; характерны высокая гигроскопичность и влажность. Плотность 1200–1500 кг/м 3 . Различают землистые рыхлые бурые угли, плотные матовые и блестящие. По составу исходного вещества большинство бурых углей относится к гумитам, в которых сапропелевые и гумусово-сапропелевые разности встречаются в виде прослоев. Из микрокомпонентов углей в большинстве бурых углей (80–98%) преобладают представители витринита группы , в некоторых разностях – фюзинит или липтинит.
Элементный состав горючей массы бурых углей: С 65–76%, Н 4–6,5%, иногда более, О+N 18–30%; теплота сгорания 23,9–32,0 МДж/кг; содержание гуминовых кислот 2–63%, летучих веществ 40–65%, первичной смолы 5–20% и более. По степени метаморфизма (углефикации ) бурых углей разделяют на 3 класса (01, 02, 03); за основу такого разделения принят показатель отражения витринита (соответственно менее 0,30%, 0,30–39%, 0,40–0,49%). С повышением степени метаморфизма в бурых углях повышаются содержание углерода, удельная теплота сгорания, снижается содержание кислорода, гуминовых кислот и смол. Промышленные классификации бурых углей в разных странах приняты по различным технологическим параметрам. В России бурые угли по влажности делят на три технологические группы (1Б – свыше 40%, 2Б – 30–40% и 3Б – менее 30%). По международной классификации, принятой Европейской экономической комиссией (1957), бурые угли разделяют на 6 классов по влажности и на 5 групп по выходу смол полукоксования. Существуют и др. классификации. В ряде стран (Индия, Австралия и др.) бурые угли называют лигнитами. Значительная часть бурых углей залегает в угольных пластах (залежах) мощностью 10–60 м (иногда 100–200 м) и на небольших глубинах, что позволяет добывать их в основном открытым способом.
По запасам (млрд. т) бассейны бурые угли разделяют на уникальные (свыше 500), крупные (50–500), средние (10–50) и мелкие (менее 10). Общие мировые запасы оцениваются в 1316 млрд. т, подтверждённые запасы 398 млрд. т (2-я половина 2000-х гг.). Подтверждённые запасы большей частью сосредоточены в США – 135,3 млрд. т (Форт-Юнион , Миссисипский и Техасский угольные бассейны), России - 101,5 млрд. т (Канско-Ачинский угольный бассейн , Иркутский угольный бассейн , Ленский угольный бассейн , Подмосковный угольный бассейн ), Китае – 53,3 млрд. т, Австралии – 39,9 млрд. т (буроугольный бассейн Латроб-Валли ), Бразилии – 10,1 млрд. т (буроугольный бассейн Алта-Амазонас ), Германии – 6,6 млрд. т (Нижнерейнский угольный бассейн , Тюринго-Саксонский и Магдебургский угольные бассейны).
Мировая добыча во 2-й половине 2000-х гг. составила 924,83 млн. т. Главные угледобывающие страны (добыча в млн. т): Германия (176,3), США (76,4), Россия (73,0), Греция (71,5), Австралия (67,7), Турция (61,0), Польша (60,8).
Бурый уголь используется как энергетическое и коммунально-бытовое топливо, для производства угольных брикетов, газообразного и жидкого топлива, углещелочных реагентов гуминовых кислот, воска, металлургического кокса, извлечения редких и рассеянных элементов.
Молодо-зелено. Иносказательное выражение не подходит бурому углю. Геологи причисляют его к молодым породам. Бурому углю на Земле примерно 50 000 000 лет. Соответственно, порода формировалась в Третичный период.
В него входят эры Палеогена и Неогена. Иначе говоря, бурый уголь формировался, когда по планете уже ходили первые люди. Однако, не смотря на свою молодость, порода вовсе не зелена. Ее цвет понятен из названия. Чем обусловлена бурая краска, разберемся ниже.
Свойства бурого угля
Цвет бурого угля обусловлен его основой. Это растительная масса, в основном, древесина. Она отчетливо видна в лингитах. Ряд геологов считают их отдельной породой, а прочие причисляют к разновидности бурого угля. В России придерживаются последней точки зрения.
Как бы ни было, – это разложившаяся растительность. В , когда она была буйной, а стволы гигантскими, она оседала на дне болот. Там, в условиях дефицита кислорода, органика начинала разлагаться. Так вот в лингитах процесс на начальной стадии, еще можно увидеть куски древесины. Она тленна, но структура волокон прослеживается.
Классический бурый уголь – однородная масса. В нем уже трудно различить древесные волокна. Однако, до состояния чистого органика еще не распалась. Поэтому, сохраняется коричневый цвет массы.
Присутствие в ней крупных частиц обуславливает рыхлость ископаемого. На кубический сантиметр породы приходится только 1 грамм массы. Углеводов в нем не более 60-ти процентов, а зачастую – всего половина.
И плотность, и насыщение породы углеводородами отвечают за энергоемкость. Бурый уголь – топливо низшей категории. Используют его, как правило, в подсобном хозяйстве. Промышленникам нужно энергоемкое топливо, сгорающее почти на 100%. После же сжигания героя статьи остается много золы.
Использование бурого угля – это оседание копоти на дымоходе, пламени, едкий дым. Розжиг облегчают летучие вещества, коих в буром угле около 10%. Еще 30% приходятся на воду, , кислород, . Для топлива все это лишнее.
Характеристика бурого угля на срезе – «подобие кому земли». Однако, такой породу делает присутствие воды. Стоит ей испариться, ископаемое рассыпается в пыль. Иначе говоря, не хватает вязких углеводородов, которые бы цементировали частицы породы.
Промышленники спрессовывают их. Без воды применение бурого угля немногим эффективнее. В обычном же виде сгорание 1-го килограмма породы дает не более 10 000 килокалорий. Средний показатель – 5 500 килокалорий.
Чем бурый уголь отличается от каменного?
Если максимальный возраст бурого угля 50 000 000, то каменного – 350 000 000 лет. Говоря иначе, самые древние образцы каменной породы образовались еще в Девонский период. Растительность тогда представляли, в основном, гигантские хвощи, а еще скрывались в морях.
До 21-го века оставалось 9 геологических эр. За них растительные остатки разложились и спрессовались так сильно, что превратились в реальный камень. Нет и следа от рассыпчатости бурого угля. Каменный вариант породы — реально .
На фото бурый уголь
Цвет древесины в каменном угле заменен на насыщенно-черный. Это краска углеводородов 1-го сорта. Их в породе чуть ли не 100%. Правда, это касается – последней стадии развития каменного угля. В обычном углеводородов от 72-ух до 90-та процентов.
Массу примесей можно определить на взгляд. Антрацит, к примеру, на разломе блестит. Это сияние так и именуют – угольный . Примеси матируют породу. Запасы бурого угля , соответственно, всегда матовые. В противовес их 10 000 килокалорий на килограмм сгоревшего топлива приходятся 61 000. Таков показатель каменного угля.
Добыча бурого угля ведется с глубин примерно до километра. Со времен Девона наслоилась большая масса земли. Соответственно, каменный вариант породы извлекают с глубин около 3-ех километров.
Благодаря малому количеству примесей, каменный уголь сгорает почти без остатка, дает минимум копоти, не горит в привычном смысле. Выраженных языков пламени нет. Однако, ресурсов на разогрев плотного камня уходит больше, чем на поджог рыхлой бурой массы.
Это еще одна причина использования породы лишь промышленниками. У них есть , способные держать нужную температуру. Сжигание же бурого угля напоминает работу с сырыми дровами.
Месторождения и добыча бурого угля
Месторождения бурого угля на километровой глубине относятся к самым старым в , тем самым, которым 50 000 000 лет. Основные залежи еще юнее, следовательно, располагаются выше.
В , к примеру, большинство пластов бурого угля находятся в 10-60-ти метрах от поверхности. Это располагает к открытой добыче ископаемого. Этим способом извлекают 2/3 отечественных запасов угля.
Они, кстати, распределены неравномерно. 60% приходятся на Сибирь. «Солтомское» месторождение, к примеру, разрабатывают на Алтае. Запасы породы составляют 250 000 000 тонн. Есть бурый уголь и в «Канско-Ачинском» бассейне.
Добыча бурого угля
Бассейнами залежи породы называют из-за ее «разлива» под землей. Уголь – это не жилы среди прочих пород и не компактные агрегаты, а обширные «блины». Они простираются на десятки и сотни километров. Так, в «Канско-Ачинском» бассейне только поверхностные запасы сосредоточены на площади в 45 000 квадратных километров.
В Сибири находится и бассейн бурого угля «Ленский» Его разрабатывают на территории Якутии. Затрагивает месторождение и Красноярский край. Общая площадь залежей – 750 000 квадратных километров. В них входит больше 2 000 000 000 000 тонн. Кто запутался в нолях, речь о триллионах.
Купить бурый уголь с «Ленского» месторождения, не смотря на его обширность, дороже, чем с «Канско-Ачинского» или «Солтомского». Причина – сложности залегания породы в Якутии.
«Блин» ископаемого местами разорван и смят, то опускается под землю, то поднимается к поверхности. Последние участки, в большинстве, уже разработаны. Добыча из глубин затратней, что влияет на конечную породы.
На западе страны бурый уголь добывают в «Подмосковном» бассейне. В нем есть и каменная разновидность породы. Собственно, месторождение начало образовываться в Каменноугольном периоде. Он относится к Палеозойской эре. Судя по ее древности, бурой породы в бассейне быть не должно. Однако, что-то затормозило разложение части пластов.
На западе России расположился и «Печерский» бассейн угля. Его северное расположение затрудняет добычу ископаемого. К тому же, оно располагается на глубине в сотни метров. Приходится рыть шахты. Поэтому, из недр извлекают энергетические виды угля. Залежи бурого обходят стороной.
К перспективным месторождениям угля на севере относят, так же, «Таймырское». Из названия понятно, что располагаются залижи на морской границе Красноярского края.
Месторождение бурого угля
Пока, в этом районе ведется геологоразведка. Добыча ископаемого откладывается. Придется вновь прибегать к шахтам. Пока, не истощились открытые запасы породы.
Из общего числа месторождений угля в мире активно разрабатывают около 50-ти. Многие залежи остаются про запас и в . Она, кстати, в лидерах добычи угля, но не на первом месте. Его заняли США. К угольнодобывающим там относятся штаты Техас, Пенсильвания, Алабама, Колорадо и Иллинойс.
У по добыче каменного угля, куда включают и бурую породу, 2-е место в мире. Обычно, приводят десятку лидеров, замыкает которую Монголия. Но, укажем и . Она досталась КНР. Там разрабатывают бассейн «Шаньсина». Он занимает почти всю Великую китайскую равнину, заходя в Янцзы и Датун.
Применение бурого угля
Применение бурого угля зависит от его вида. Геологи выделяют 5. Первый — «Плотны». Он наиболее ценен, граничит с каменным. Это темная, однородная, утрамбованная порода.
В ней максимальное для бурого угля количество углеводородов. Как и каменный вариант, «Плотное» ископаемое блестит, но не выражено. Такое топливо готовы использовать не только частники, но и мелкие котельные.
Второй вид бурого угля – «Землистый». Эта порода легко стирается в порошок. Сырье подходит для полукоксования. Так именуют переработку в вакууме при температуре около 500-от градусов Цельсия. Получается полукокс. Он хорошо горит, не дает дыма, а посему, используется и в быту, и в промышленности.
Третий вид бурого угля – «Смолистый». Он плотный и темный. Вместо антрацитового блеска присутствует смолистый. Такую породу перегоняют до жидкого углеводородного топлива и , как и торфяной уголь.
Последний немногим отличается от обычного . С ним уголь, собственно, родственник. Обе субстанции являются продуктами разложения растительной органики. Считается, что торф – первая стадия, а угли, начиная с бурого, — последующие.
Остается упомянуть 5-ый вид бурого угля – «Бумажный». Его еще именуют «Дизодилом». Порода является истлевшей растительной массой. В ней еще четко просматриваются слои.
На фото горение бурого угля
«Дизодил» можно разобрать по ним, словно . Такой уголь, как правило, не находит применения. Остальные же виды – топливо в том или ином виде. Качественный бензин, к примеру, из героя статьи получают путем гидрогенизации.
Начинается переработка бурого угля со смешения породы с тяжелыми маслами. В присутствии катализатора смесь соединяют с . Для этого нужен нагрев до 450-ти градусов Цельсия. На выходе получают не только жидкое топливо, но и . Он является синтетическим аналогом природного.
Напоследок заметим родство угля с перегноем. Кто знаем, что будет с компостной кучей, оставь ее закрытой на миллионы лет … В общем, в буром угле, как и в прочей перегнившей растительности, много .
Они полезны растениям, вызывают бурный рост и плодоношение. Поэтому, некоторые виды героя статьи используют в удобрениях. Как правило, в них уголь смешивают с биогумусом.
Пропорции одинаковы. Обязательное условие – измельчение бурой породы. Фракция угля не должна превышать 5 миллиметров. Предпочтительны частицы в 0,001 миллиметр.
Цена бурого угля
В промышленных масштабах на бурый уголь цена держится в пределах 900 — 1 400-от за тонну. Для сравнения, за 1 000 килограммов каменного угля при оптовых закупках просят не менее 1 800 рублей.
Обычно, ценник составляет около 2 500. Максимум в 4 000 рублей за тонну просят за антрацит. Однако, как и на любом , встречаются заоблачные и весьма скромные предложения.
Килограммами, к примеру, бурый уголь могут продавать по 350 рублей. Предложение рассчитано на садоводов. Подготавливая рассаду к дачному сезону, они не видят разницы с ценниками за удобрения из магазинов, напротив, усматривают выгоду.
Отчасти, ценник на бурый уголь, как и прочие, зависит от фракции. Крупные «булыжники» стоят дешевле. Угольная пыль неудобна в обращении, а посему, тоже доступна. Наиболее ценится порода средней фракции.
Влияет на , как уже говорилось, и наименование месторождения. Промышленники знают, откуда ждать качественный товар, а откуда второсортный, учитывают нюансы состава породы в разных залежах.
Транспортировка бурого угля
Упоминалось и то, что в ценообразовании участвует способ добычи угля. Содержать шахты – дело затратное. Кстати, первая угольная шахта организована в Голландии. Удивляет дата – 1 113-ый год.
Так что, угольная промышленность процветала и в Средние века. Более того, герой статьи и его «собратья» признаны первым видом ископаемого топлива, которым стал пользоваться человек.
Впереди, по подсчетам ученых, еще 500 лет. На больший срок разведанных запасов угля не хватит. Так что, неудивительны активные попытки найти альтернативные углеводородам источники топлива.
Растения не успевают перегнивать с той скоростью, с которой пользуется героем статьи человечество. К тому же, в последние геологические эры климат планеты изменился, углеобразование резко замедлилось.
С древних времен каменный уголь человечество использует в качестве одного из источников энергии. И в наши дни это полезное ископаемое применяется достаточно широко. Иногда его называют солнечной энергией, которая законсервирована в камне.
Применение
Уголь сжигают, получая тепло, которое идет для горячей воды и обогрева домов. Полезное ископаемое применяют в технологических процессах выплавки металлов. На тепловых станциях уголь путем сжигания преобразуется в электричество.
Научные достижения позволили использовать это ценное вещество иначе. Так, в химической промышленности успешно освоена технология, позволяющая получить из каменного угля жидкое топливо, а также такие редкие металлы, как германий и галлий. Из ценного ископаемого в настоящее время извлекаются углеграфитовые с выскокой концентрацией углерода. Также отработаны методы получения пластмассы и газообразного топлива высокой калорийности из угля.
Очень низкую фракцию низкосортного угля и его пыль после переработки прессуют в брикеты. Этот материал отлично подходит для отопления частных домов и производственных помещений. В целом выпускают более четырехсот наименований различной продукции после химической переработки, которой подвергается уголь. Цена на все эти продукты в десятки раз превышает стоимость исходного сырья.
На протяжении нескольких последних столетий человечество активно использует каменный уголь в качестве топлива, необходимого для получения, а также преобразования энергии. Причем потребность в этом ценном ископаемом в последнее время возрастает. Этому способствует развитие химической промышленности, а также необходимость в получаемых из него ценных и редких элементов. В связи с этим в России на сегодняшний день ведется интенсивная разведка новых месторождений, создаются шахты и карьеры, строятся предприятия для переработки этого ценного сырья.
Происхождение ископаемого
В давние времена на Земле был теплый и влажный климат, в котором бурно развивалась разнообразная растительность. Из нее в дальнейшем и образовался каменный уголь. Происхождение этого ископаемого кроется в скоплении миллиардов тонн отмершей растительности на дне болот, где они покрывались наносами. С той поры прошло около 300 млн. лет. Под мощным прессом песка, воды и различных пород растительность медленно разлагалась в бескислородной среде. Под воздействием высоких температур, которые давала близко расположенная магма, происходило затвердевание этой массы, которая постепенно превращалась в каменный уголь. Происхождение всех существующих месторождений имеет только такое объяснение.
Запасы полезного ископаемого и его добыча
На нашей планете имеются большие залежи каменного угля. Всего, по подсчетам специалистов, земные недра хранят в себе пятнадцать триллионов тонн этого полезного ископаемого. Причем добыча каменного угля по своему объему стоит на первом месте. В год она составляет 2,6 миллиарда тонн, или 0,7 тонны на одного жителя нашей планеты.
Месторождения каменного угля в России находятся в различных регионах. Причем в каждом из них полезное ископаемое обладает различными характеристиками и имеет свою глубину залегания. Ниже приведен перечень, в который входят самые крупные месторождения каменного угля в России:
- Оно располагается в юго-восточной части Якутии. Глубина залегания угля в этих местах позволяет осуществлять открытую добычу ископаемого. Это не требует особых затрат, что сказывается на снижении стоимости конечного продукта.
- Тувинское месторождение. По оценкам экспертов, на его территории находится около 20 млрд. тонн полезного ископаемого. Месторождение весьма привлекательно для разработки. Дело в том, что восемьдесят процентов его залежей располагается в одном пласте, имеющем толщину в 6-7 метров.
- Минусинские месторождения. Они располагаются в республике Хакассия. Это несколько месторождений, самыми крупными из которых являются Черногорское и Изыхское. Запасы бассейна невелики. По оценкам специалистов, они составляют от 2 до 7 млрд тонн. Здесь добывают очень ценный по своим характеристикам уголь каменный. Свойства полезного ископаемого таковы, что при его сгорании фиксируется очень высокая температура.
- Это месторождение, расположенное на западе Сибири, дает продукт, используемый в черной металлургии. Уголь, который добывают в этих местах, идет для коксования. Объем залежей здесь просто огромен.
- Это месторождение дает продукт самого высокого качества. Наибольшая глубина залегания пластов полезного ископаемого достигает пятисот метров. Добыча ведется как в открытых разрезах, так и в шахтах.
Каменный уголь в России добывают в Печорском угольном бассейне. Активно разрабатываются месторождения и в Ростовской области.
Выбор угля для производственного процесса
В различных отраслях промышленности существует потребность в разных марках полезного ископаемого. Какие же отличия имеет уголь каменный? Свойства и качественные характеристики этого продукта колеблются в широких пределах.
Это происходит даже в том случае, если уголь имеет одинаковую маркировку. Дело в том, что характеристики ископаемого зависят от места его добычи. Именно поэтому каждое предприятие, выбирая уголь для своего производства, должно ознакомиться с его физическими характеристиками.
Свойства
Уголь различается по следующим свойствам:
Степень обогащения
В зависимости от цели использования может быть приобретен различный уголь каменный. Свойства топлива при этом становятся понятны, исходя из степени его обогащения. Выделяют:
1. Концентраты. Такое топливо находит применение при получении электро- и теплоэнергии.
2. Промышленные продукты. Их используют в металлургии.
3. мелкая фракция угля (до шести миллиметров), а также пыль, образующаяся в результате дробления породы. Из шлама формируют брикеты, имеющие хорошие эксплуатационные свойства для бытовых твердотопливных котлов.
Степень углефикации
По данному показателю различают:
1. Бурый уголь. Это тот же каменный уголь, только частично сформированный. Свойства его несколько хуже, чем у более качественного топлива. Бурый уголь выдает низкую теплоту при сгорании и крошится при транспортировке. Кроме того, у него есть склонность к самовозгоранию.
2. Каменный уголь. Этот вид топлива имеет большое количество сортов (марок), свойства которых различны. Его широко применяют в энергетике и металлургии, ЖКХ и химической промышленности.
3. Антрациты. Это наиболее качественный вид каменного угля.
Свойства всех этих форм полезного ископаемого значительно отличаются друг от друга. Так, самой низкой теплотой сгорания характерен бурый уголь, а самой высокой - антрациты. Какой же лучше всего приобрести уголь? Цена должна быть экономически целесообразной. Исходя из этого, стоимость и удельная теплота в оптимальном соотношении находятся у простого каменного угля (в пределах 220 долларов за тонну).
Классификация по размерам
При выборе угля важно знать его размеры. Этот показатель зашифрован в марке полезного ископаемого. Итак, уголь бывает:
- «П» - плитный, который представляет собой большие куски свыше 10 см.
- «К» - крупный, размеры которого составляют от 5 до 10 см.
- «О» - орех, он также достаточно крупный, с размерами фрагментов от 2,5 до 5 см.
- «М» - мелкий, с небольшими кусками в 1,3-2,5 см.
- «С» - семечко - дешевая фракция для длительного тления с размерами в 0,6-1,3 см.
- «Ш» - штыб, представляющий собой по большей части угольную пыль, предназначенный для брикетирования.
- «Р» - рядовой, или бесстандартный, в котором могут быть фракции различных размеров.
Свойства бурого угля
Это наименее качественный каменный уголь. Цена у него самая низкая (около ста долларов за тонну). образовывался в древних болотах путем прессования торфа на глубине около 0,9 км. Это наиболее дешевое топливо, содержащее большое количество воды (около 40%).
Кроме того, бурый уголь имеет довольно низкую теплоту горения. В нем находится большое количество (до 50%) летучих газов. Если использовать бурый уголь для топки печи, то он по своим качественным характеристикам напомнит сырые дрова. Продукт тяжело разгорается, сильно дымит и оставляет после себя большое количество золы. Часто из этого сырья готовят брикеты. Они обладают неплохими эксплуатационными характеристиками. Их цена находится в пределах от восьми до десяти тысяч рублей за тонну.
Свойства каменного угля
Данное топливо более качественное. Каменный уголь - это горная порода, имеющая черный цвет и матовую, полуматовую или блестящую поверхность.
В этом виде топлива содержится всего пять-шесть процентов влаги, из-за чего оно обладает высокой теплотой сгорания. По сравнению с дубовыми, ольховыми и березовыми дровами каменный уголь дает тепла в 3,5 раза больше. Минусом такого вида топлива является его большая зольность. Цена на каменный уголь летом и осенью находится в пределах от 3900 до 4600 рублей за тонну. Зимой стоимость данного топлива увеличивается на двадцать-тридцать процентов.
Хранение угля
Если топливо предполагается использовать на протяжении длительного срока, то его необходимо разместить в специальном сарае или бункере. Там оно должно быть защищено от прямых солнечных лучей и от осадков.
Если кучи угля большие, то при хранении нужно постоянно контролировать их состояние. Мелкие фракции в сочетании с высокой температурой и влагой могут самовозгораться.