زغال سنگ: کاربرد و تنوع

2024 نویسنده: Howard Calhoun | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-17 10:25

تصور چیزی غیر قابل اجتناب برای بشریت از زغال سنگ سخت است. کاربرد آن به قدری چند منظوره است که گاهی اوقات شما فقط تعجب می کنید. در چنین لحظاتی، بی اختیار شک به وجود می آید و یک سوال کاملا منطقی در ذهنم به صدا در می آید: «چی؟ همش زغال است؟!» همه عادت دارند که زغال سنگ را فقط یک ماده قابل احتراق در نظر بگیرند، اما در واقع، دامنه کاربردهای آن به قدری گسترده است که به سادگی باورنکردنی به نظر می رسد.

تشکیل و منشأ درزهای زغال سنگ

ظهور زغال سنگ روی زمین به دوران دور پالئوزوئیک برمی گردد، زمانی که این سیاره هنوز در مرحله توسعه خود بود و ظاهری کاملاً بیگانه برای ما داشت. تشکیل درزهای زغال سنگ حدود 360000000 سال پیش آغاز شد. این اتفاق عمدتاً در رسوبات کف مخازن ماقبل تاریخ رخ داده است، جایی که مواد آلی برای میلیون‌ها سال انباشته شده‌اند.

به عبارت دیگر،زغال سنگ بقایای بدن حیوانات غول پیکر، تنه درختان و دیگر موجودات زنده است که به پایین فرو رفته، پوسیده شده و در زیر ستون آب فشرده شده اند. روند تشکیل رسوبات بسیار طولانی است و حداقل 40000000 سال طول می کشد تا یک لایه زغال سنگ تشکیل شود.

استخراج زغال سنگ

مردم مدتهاست که درک کرده اند که زغال سنگ چقدر مهم و غیرقابل جایگزین است، خواص و کاربردهای آن نسبتاً اخیراً توانسته اند آن را در چنین مقیاس بزرگی ارزیابی و تطبیق دهند. توسعه گسترده ذخایر زغال سنگ تنها در قرون XVI-XVII آغاز شد. در انگلستان، و مواد استخراج شده عمدتاً برای ذوب آهن خام، لازم برای ساخت توپ استفاده می شد. اما تولید آن با استانداردهای امروزی آنقدر ناچیز بود که نمی توان آن را صنعتی نامید.

استخراج معادن در مقیاس بزرگ تنها در اواسط قرن نوزدهم آغاز شد، زمانی که صنعتی شدن در حال توسعه برای زغال سنگ ضروری شد. اما استفاده از آن در آن زمان منحصراً به سوزاندن محدود می شد. صدها هزار معدن در حال حاضر در سرتاسر جهان در حال فعالیت هستند و بیش از چند سال اخیر در قرن نوزدهم در روز تولید می کنند.

انواع زغال سنگ

رسوبات درزهای زغال سنگ می تواند به عمق چندین کیلومتر برسد و تا ضخامت زمین گسترش یابد، اما نه همیشه و نه در همه جا، زیرا هم از نظر محتوا و هم در ظاهر ناهمگن است.

3 نوع اصلی از این فسیل وجود دارد: آنتراسیت، زغال سنگ قهوه ای، و ذغال سنگ نارس، که بسیار از راه دور یادآور زغال سنگ است.

1. آنتراسیت باستانی ترین شکل روی سیاره در نوع خود استجنس، میانگین سنی این گونه 280000000 سال است. بسیار سخت، چگالی بالا، و دارای محتوای کربن 96-98٪ است.

2. سختی و چگالی زغال سنگ قهوه ای و همچنین محتوای کربن آن نسبتاً کم است. ساختاری ناپایدار و شل دارد و همچنین با آب بیش از حد اشباع شده است که محتوای آن می تواند تا 20٪ برسد.

3. ذغال سنگ نارس نیز به عنوان یک نوع زغال سنگ طبقه بندی می شود، اما هنوز تشکیل نشده است، بنابراین ربطی به زغال سنگ ندارد.

خواص زغال سنگ

اکنون تصور ماده ای مفیدتر و کاربردی تر از زغال سنگ دشوار است که خواص و کاربرد اصلی آن شایسته ستایش است. به لطف مواد و ترکیبات موجود در آن، به سادگی در تمام زمینه های زندگی مدرن ضروری شده است.

جزء زغال سنگ سخت به نظر می رسد:

• میانگین مواد فرار به 35-40٪ می رسد؛
• متوسط محتوای خاکستر از 15-18٪ تجاوز نمی کند؛
• میانگین رطوبت بین 12-15% در نوسان است؛
• متوسط کالری 5500-7000 کیلو کالری بر کیلوگرم است.

همه این اجزاء سازنده زغال سنگ هستند که کاربرد و استفاده از آن بسیار چندکاره است. مواد فرار موجود در زغال سنگ باعث احتراق سریع با دستیابی به دمای بالا می شود. محتوای رطوبت پردازش را ساده می کندزغال سنگ، محتوای کالری استفاده از آن را در داروسازی و آرایشی ضروری می کند، خاکستر خود یک ماده معدنی ارزشمند است.

استفاده از زغال سنگ در دنیای مدرن

استفاده از مواد معدنی متفاوت است. زغال سنگ در ابتدا فقط منبع گرما و سپس انرژی بود (آب را به بخار تبدیل می کرد)، اما اکنون امکانات زغال سنگ از این نظر به سادگی نامحدود است.

انرژی حرارتی حاصل از احتراق زغال سنگ به انرژی الکتریکی تبدیل می شود، محصولات شیمیایی کک از آن ساخته می شود و سوخت مایع استخراج می شود. زغال سنگ سخت تنها سنگی است که حاوی فلزات کمیاب مانند ژرمانیوم و گالیم به عنوان ناخالصی است. گاز کوره کک از آن استخراج می شود و سپس به بنزن تبدیل می شود و از آن رزین کومارون جدا می شود که برای ساخت انواع رنگ، لاک، مشمع کف اتاق و لاستیک استفاده می شود. هیدروکربن های معطر، فنل ها و بازهای پیریدینی از زغال سنگ به دست می آیند. در طی فرآوری، زغال سنگ در تولید وانادیم، گرافیت، گوگرد، مولیبدن، روی، سرب و بسیاری دیگر از محصولات با ارزش و در حال حاضر غیرقابل جایگزین استفاده می شود.