زغال سنگ: ترکیب، کاربرد، روش‌های استخراج

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

این سنگ که در ضخامت پوسته زمین به وجود آمده است بسیار متنوع است. تا به امروز، انواع آن متمایز شده است، به عنوان مثال، زغال سنگ قهوه ای، آنتراسیت، زغال سنگ. ترکیب زغال سنگ رطوبت و ناخالصی های معدنی است. با این حال، با توجه به رطوبت، گرمای احتراق را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.

ترکیب نژاد. مواد شیمیایی

علاوه بر اینکه زغال سنگ حاوی رطوبت است، حاوی ماده ای مانند گوگرد نیز می باشد. این ناخالصی نیز مضر تلقی می شود و به صورت خالص نیست، بلکه در ترکیب ناخالصی هایی مانند پیریت، کلسیم، سولفات آهن وجود دارد. هنگامی که از زغال سنگ استفاده می شود، یا بهتر است بگوییم، هنگامی که با چنین ناخالصی هایی در ترکیب سوزانده می شود، تبخیر مضر تشکیل می شود - دی اکسید گوگرد، یا دی اکسید گوگرد. اگر تنفس شود تأثیر نسبتاً منفی بر سلامت انسان می گذارد. این می تواند باعث خوردگی سریع فلز و همچنین مسموم کردن جو با بخارات خود شود. لازم به ذکر است که میزان گوگرد در ترکیب زغال سنگ که در حوضه Donets استخراج می شود، بسیار کم است. شاخص این ماده تنها 1-2٪ است. اگر با حوضه های مناطق مرکزی و شمالی مقایسه شود، محتوای این ناخالصی مضر در آنها فقط از 3.5٪ شروع می شود. پر شدهترکیب شیمیایی مواد خام به شرح زیر است:

• بالاترین درصد کربن - از 50 تا 96٪؛
• پس از کربن اکسیژن می آید که محتوای آن از 25 تا 37٪ است؛
• سومین در این لیست هیدروژن است، درصد آن از 3 تا 6٪؛
• آخرین ماده شیمیایی نیتروژن است، محتوای آن می تواند از 0 تا 2.7٪ باشد.

پیت

امروزه از پیت که بقایای سنگ است نیز استفاده می شود. علیرغم این واقعیت که در واقع یک ضایعات در نظر گرفته می شود، بسیار گسترده استفاده می شود. در اینجا شایان ذکر است که ترکیب این نوع زغال سنگ از این نظر متفاوت است که محتوای کمی همه ناخالصی های مضر از جمله گوگرد بسیار کمتر است. درصد عنصر شیمیایی کربن نیز به 50-60% کاهش یافت.

ذغال سنگ قهوه ای

به خودی خود، زغال سنگ قهوه ای یک توده خاکی با چگالی نسبتاً زیاد است که از ذغال سنگ نارس تشکیل شده است، اما در عین حال ساختار چوبی خود را کاملاً حفظ می کند. استفاده از این نوع زغال سنگ بسیار کمتر از سنگ است. این به این دلیل است که هنگام سوختن، شعله دودی ایجاد می کند که بوی نسبتاً نامطبوعی نیز ایجاد می کند. بیشتر در تقطیر خشک استفاده می شود. با کمک آن می توان موادی مانند، به عنوان مثال، آمونیاک با اسید استیک به دست آورد. این نژاد جوانترین در بین همه گونه های دیگر در نظر گرفته می شود. ترکیب این نوع زغال سنگ به شرح زیر است:

• همانطور که درنوع قبلی، کربن در اینجا غالب است - 50-77٪؛
• محتوای اکسیژن عملاً یکسان است - 26-37٪؛
• درصد هیدروژن 3-5 و نیتروژن 0-2 است.

شایان ذکر است که توسعه قوی فناوری منجر به این واقعیت شده است که فن‌آوران یاد گرفته‌اند که چگونه از این ماده خام گاز مصنوعی بدست آورند که می‌تواند به عنوان جایگزینی برای نفت کوره استفاده شود.

ذغال سنگ

این ماده فسیلی یک ماده انتقالی از لیگنیت به آنتراسیت است. تفاوت آن در این است که برخلاف ماده قهوه ای یک سوخت عالی است. این نژاد است که در زمان ما بیشترین استخراج را دارد. به عنوان مثال، به عنوان سوخت برای نیروگاه های حرارتی بیشترین استفاده را دارد. برای گرم کردن خانه های شخصی، برای فعالیت کارخانه ها و غیره بسیار عالی است. ارزش حرارتی این نوع مواد اولیه بسیار بیشتر از قهوه ای است. این نوع زغال سنگ به عنوان ناخالصی های مضر دارای رطوبت بین 3 تا 12 درصد است. علاوه بر این، حاوی 32٪ مواد سوزاننده فرار است.

ترکیب شیمیایی با گونه های قبلی متفاوت است. مقدار کربن بسیار بیشتر است - از 75 تا 93٪. محتوای اکسیژن به طور قابل توجهی کاهش یافت - 3-19٪، محتوای هیدروژن تقریباً در همان سطح باقی ماند - 4-6٪. نشانگر نیتروژن هنوز پایین است - تا 2.7%.

اگر این سوال را بپرسید که کدام زغال سنگ بهتر است، به احتمال زیاد پاسخ آن به این صورت خواهد بود: آنتراسیت. تفاوت آن در این است که ساختار آن تا حد امکان متراکم است، سطح کمی براق است و ارزش حرارتی بهترین شاخص را دارد.تنها ایرادش اینه که خیلی بد روشن میشه. اغلب از آن برای ساخت چیزهایی مانند الکترودهای کربن، خمیر الکترود استفاده می شود. استفاده از آن به عنوان ماده اولیه سوخت در صنعت متالورژی بسیار رایج است. عمق وقوع این سنگ بسیار زیاد است - 6 کیلومتر. از بین مواد شیمیایی، حاوی کربن به مقدار 95-97٪ و همچنین هیدروژن - از 1 تا 3٪ است.

روش ماینینگ

شایان ذکر است که روش استخراج بسیار به محل ذخایر زغال سنگ یا بهتر است بگوییم به عمق وقوع آن بستگی دارد. بسته به این عامل، روش باز (معدن معدن) و روش معدنی بسته متمایز می شود. هر روش با فناوری خود و همچنین مزایا و معایب متمایز می شود.

Open Mining

مزیت اصلی استخراج زغال سنگ روباز ایمنی نسبی است. نکته این است که فقط در صورتی استفاده می شود که عمق سنگ بیش از 100 متر نباشد. به عبارت دیگر، هیچ محوری ایجاد نمی شود که در حین تصادف فرو بریزد. فرآیند ماینینگ طبق روال زیر انجام می شود.

ابتدا باید لایه بالایی خاک را که سنگ را می پوشاند جدا کنید. به این لایه روباره گفته می شود و روش حذف آن روباره است. این روش بسته به نوع خاک با کمک بولدوزر، دراگلین، بیل مکانیکی چرخ سطلی یا اسکراپر انجام می شود. پس از برداشتن لایه خاک، می توانید به خرد کردن خود سنگ اقدام کنید. برایسنگ شکن، تفنگ آب، بولدوزر و سایر تجهیزات برای این کار استفاده می شود. اگر سنگ موجود در ذغال سنگ بیش از حد متراکم باشد، در موارد نادر از حفاری و انفجار زغال سنگ استفاده می شود. این روش استخراج معمولاً منطقه نسبتاً بزرگی را پوشش می دهد.

در مورد کاستی های روش، آنها به شرح زیر هستند:

• اول، ایجاد آسیب زیست محیطی قابل توجه در سایت معدن.
• ثانیاً، تمام سنگهایی که به این روش استخراج می شوند حاوی مقدار زیادی ناخالصی مضر در ترکیبات خود هستند.

مزایای اصلی استخراج زغال سنگ روباز، علاوه بر ایمنی، سرعت بالا و همچنین صرفه جویی است.

روش دوم

بسته، یا روش معدن، همانطور که ممکن است حدس بزنید، اگر سنگ به اندازه کافی عمیق در زیر زمین قرار داشته باشد، استفاده می شود. در زمین های مسطح، کانال های عمودی یا افقی تا درز با زغال سنگ تشکیل می شود، پس از آن یک معدن ایجاد می شود. اگر درز زغال سنگ در یک منطقه کوهستانی واقع شده باشد، آنگاه محل کار باز می شود.

استخراج زغال سنگ زیرزمینی را می توان با استفاده از دیوارهای بلند یا به روش اتاق و ستون انجام داد. گدازه ها صورت های درازی هستند. ممکن است یک یا چند چهره در یک معدن وجود داشته باشد. در چنین چهره هایی، زغال سنگ با استفاده از کمباین معدنی به قطعات بریده می شود. برای رساندن مواد اولیه به سطح از همان دروگر استفاده می شود. او سنگ را روی نوار نقاله بار می کند. اگر از این روش استفاده کنید، می توانید تقریباً تمام زغال سنگ موجود در آن را دریافت کنیدتشکیل. اگر زغال سنگ خیلی عمیق نباشد، از روش اتاق و ستون استفاده می شود. در این حالت از قطب ها و گذرگاه های افقی استفاده می شود که بین آنها تشکیل می شود.

در حال حاضر تغییراتی در صنعت زغال سنگ در حال وقوع است. فن آوری یک سیستم تولید خودکار یکپارچه با استفاده از پشتیبان های سقفی برقی در حال معرفی است. روشی به طور فعال در حال توسعه است که امکان کنترل از راه دور همه مکانیسم های استخراج را فراهم می کند.

مزایای روش شامل موارد زیر است:

• زغال سنگ حاصل از کیفیت بسیار بالایی برخوردار خواهد بود؛
• این نوع استخراج بسیار کمتر برای محیط زیست مضر است؛

از کاستی ها باید به این نکته اشاره کرد که این روش خطرناک ترین روش استخراج است و اجرای آن مستلزم هزینه های مالی قابل توجهی نیز می باشد.

حوضه ذغال سنگ دونتسک

این حوضه در قلمرو مناطقی مانند دونتسک، لوهانسک، دنپروپتروفسک از سمت اوکراین واقع شده است. علاوه بر این، در قلمرو منطقه روستوف فدراسیون روسیه نیز واقع شده است. مساحت کل این حوضه تقریباً 60 هزار کیلومتر 2 است که 50 هزار آن در خاک اوکراین واقع شده است. اگر در مورد طول آن صحبت کنیم، در جهت زیر عرضی حدود 650 کیلومتر است. در عین حال حداکثر عرض آن تنها به 200 کیلومتر می رسد. در مورد کیفیت و خواص زغال سنگ استخراج شده، آنها بسیار متفاوت هستند. مسئله این است که در حوضه زغال سنگ دونتسک یک کل وجود داردسری دگرگونی این فسیل به عبارت دیگر، هر زغالی را می توان در اینجا استخراج کرد - از قهوه ای تا آنتراسیت.

زغال چوبی با کیفیت

اغلب این سوال مطرح می شود که چگونه می توان کیفیت زغال سنگ مناسب برای کیندلینگ دیگ بخار سوخت جامد را تعیین کرد. دانستن تمام خواص آن ضروری نیست. به موارد زیر توجه کنید:

• محتوای کالری یا گرمای احتراق. این مشخصه توضیح می‌دهد که یک سوخت جامد در هنگام سوزاندن چقدر گرما می‌تواند تولید کند.
• محتوای خاکستر مشخصه اصلی کیفیت مواد اولیه است. هرچه شاخص عددی این مشخصه کوچکتر باشد، زغال سنگ بهتر خواهد بود، به این معنی که در حین احتراق، گرمای بیشتری را منتشر می کند. برای نژادهای با کیفیت، این نرخ کمتر از 25٪ است.
• نظارت بر رطوبت بسیار مهم است. می تواند خارجی یا داخلی باشد. بیرونی را می توان به سادگی با خشک کردن زغال سنگ جدا کرد، اما داخلی را فقط با سوزاندن می توان از بین برد.

کربن فعال

ساختار این زغال سنگ متخلخل است و از مواد مختلف کربن دار دیگر که منشأ آلی دارند به دست می آید. کربن در چنین مواد خام از 87 تا 97 درصد خواهد بود. هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن نیز وجود دارد. این نوع زغال سنگ از نظر ترکیب شیمیایی شباهت بیشتری به گرافیت دارد. علاوه بر این، این نوع مواد اولیه را می‌توان بسته به نوع ماده اولیه و با توجه به روش فعال‌سازی، روش فعال‌سازی و هدف به چند کلاس تقسیم کرد.