Hiili: ominaisuudet. Kivihiili: alkuperä, louhinta, hinta

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Ihminen on muinaisista ajoista lähtien käyttänyt hiiltä yhtenä energianlähteenä. Ja nykyään tätä mineraalia käytetään melko laajasti. Joskus sitä kutsutaan aurinkoenergiaksi, joka on säilynyt kivessä.

Hakemus

Hiiltä poltetaan lämmön tuottamiseksi, jota käytetään lämpimään veteen ja kodin lämmitykseen. Mineraalia käytetään metallin sulatuksen teknologisissa prosesseissa. Lämpövoimalaitokset muuttavat hiilen sähköksi polttamalla sitä.

Tieteen edistyminen on mahdollistanut tämän arvokkaan aineen käytön muilla tavoilla. Siten kemianteollisuudessa on onnistuneesti hallittu tekniikka, jonka avulla kivihiilestä voidaan saada nestemäistä polttoainetta sekä sellaisia harvinaisia metalleja kuin germanium ja gallium. Arvokkaasta fossiilista uutetaan parhaillaan hiili-grafiittikomposiittimateriaaleja, joissa on korkea hiilipitoisuus. On myös kehitetty menetelmiä muovien ja korkeakaloristen kaasumaisten polttoaineiden valmistamiseksi kivihiilestä.

Hyvin pieni osuus huonolaatuisesta hiilestä ja sen pölystä puristetaan briketteiksi käsittelyn jälkeen. Tämä materiaali sopii erinomaisesti yksityisten talojen ja teollisuustilojen lämmittämiseen. Yleisestituottaa yli neljäsataa erilaista tuotetta kemiallisen käsittelyn jälkeen, joka on altistettu hiilelle. Kaikkien näiden tuotteiden hinta on kymmeniä kertoja korkeampi kuin raaka-ainekustannukset.

Ihmiskunta on viime vuosisatojen aikana käyttänyt aktiivisesti hiiltä polttoaineena, jota tarvitaan energian saamiseksi ja muuntamiseksi. Lisäksi tämän arvokkaan mineraalin tarve on lisääntynyt viime vuosina. Tätä helpottaa kemianteollisuuden kehitys sekä tarve saada arvokkaita ja harvinaisia alkuaineita. Tältä osin Venäjällä on parhaillaan käynnissä intensiivinen uusien esiintymien etsintä, kaivoksia ja louhoksia perustetaan, yrityksiä rakennetaan käsittelemään tätä arvokasta raaka-ainetta.

Fossiilin alkuperä

Muinaisina aikoina maapallolla oli lämmin ja kostea ilmasto, jossa monipuolinen kasvillisuus kukoisti. Siitä muodostui myöhemmin hiiltä. Tämän fossiilin alkuperä on miljardien tonnejen kuolleen kasvillisuuden kerääntymisestä soiden pohjalle, missä ne peittyivät sedimentillä. Siitä on kulunut noin 300 miljoonaa vuotta. Hiekan, veden ja erilaisten kivien voimakkaan paineen alaisena kasvillisuus hajosi hitaasti hapettomassa ympäristössä. Lähellä sijaitsevan magman aiheuttamien korkeiden lämpötilojen vaikutuksesta tämä massa kiinteytyi, joka muuttui vähitellen hiileksi. Kaikkien olemassa olevien talletusten alkuperällä on vain tällainen selitys.

Mineraalivarannot ja sen tuotanto

Planeetallamme on suuria esiintymiähiiltä. Asiantuntijoiden mukaan maapallon suolistossa on yhteensä viisitoista biljoonaa tonnia tätä mineraalia. Lisäksi kivihiilen louhinta on määrältään ensisijalla. Se on 2,6 miljardia tonnia vuodessa eli 0,7 tonnia planeettamme asukasta kohti.

Venäjän hiiliesiintymät sijaitsevat eri alueilla. Lisäksi jokaisessa niistä mineraalilla on erilaiset ominaisuudet ja oma esiintymissyvyys. Alla on luettelo, joka sisältää Venäjän suurimmat kivihiiliesiintymät:

1. Elga-talletus. Se sijaitsee Jakutian kaakkoisosassa. Hiilen syvyys näissä paikoissa mahdollistaa avolouhinnan. Tämä ei vaadi erityiskustannuksia, jotka vaikuttavat lopputuotteen kustannusten alenemiseen.
2. Tuva-kenttä. Asiantuntijoiden mukaan sen alueella on noin 20 miljardia tonnia mineraaleja. Talletus on erittäin houkutteleva kehittämisen kann alta. Tosiasia on, että kahdeksankymmentä prosenttia sen esiintymistä sijaitsee yhdessä kerroksessa, jonka paksuus on 6-7 metriä.
3. Minusinsk-talletukset. Ne sijaitsevat Khakassian tasavallassa. Nämä ovat useita esiintymiä, joista suurimmat ovat Chernogorskoje ja Izykhskoye. Allasvarastot ovat pieniä. Asiantuntijoiden mukaan ne vaihtelevat 2-7 miljardia tonnia. Täällä louhitaan hiiltä, joka on ominaisuuksiltaan erittäin arvokasta. Mineraalin ominaisuudet ovat sellaiset, että sitä poltettaessa erittäin korkealämpötila.
4. Kuznetskin hiiliallas. Tämä Siperian länsiosassa sijaitseva esiintymä tarjoaa rautametallurgiassa käytettävän tuotteen. Näissä paikoissa louhittava kivihiili menee koksaukseen. Talletusten määrä täällä on yksinkertaisesti v altava.
5. Kuznetsk Alatau. Tämä talletus antaa korkealaatuisimman tuotteen. Mineraaliesiintymien suurin syvyys on viisisataa metriä. Kaivostoimintaa tehdään sekä avolouhoksissa että kaivoksissa.

Venäjällä kivihiiltä louhitaan Pechoran hiili altaassa. Talletuksia kehitetään aktiivisesti myös Rostovin alueella.

Valinta kivihiiltä tuotantoprosessiin

Eri teollisuudenaloilla tarvitaan erilaisia mineraalilaatuja. Mitä eroja kivihiilen välillä on? Tämän tuotteen ominaisuudet ja laatuominaisuudet vaihtelevat suuresti.

Tämä tapahtuu, vaikka hiilellä olisi sama etiketti. Tosiasia on, että fossiilin ominaisuudet riippuvat sen louhintapaikasta. Siksi jokaisen yrityksen, joka valitsee hiiltä tuotantoonsa, tulee tutustua sen fyysisiin ominaisuuksiin.

Ominaisuudet

Hiili eroaa seuraavista ominaisuuksista:

1. Tiheys. Tämä on yksi tärkeimmistä ominaisuuksista, joka vaihtelee 1,28 - 1,53 grammaa kuutiosenttimetriä kohden. Tiheysarvojen kasvaessa kivihiilen ominaispalolämpö kasvaa.



2. Hiilipitoisuus. Tämä luku vaihtelee 75-97 prosentin välillä. Kun polttoaineen hiilipitoisuus on suurempi, vieraita epäpuhtauksia on vähemmän. Näin saat mahdollisimman paljon energiaa poltettaessa tuotetta.
3. Mekaaninen lujuus. Tämä ominaisuus määrittää fossiilin kyvyn kestää kuljetusta. Tämä parametri vaihtelee välillä 40 kilogrammaa neliösenttimetriä kohden (ruskea hiili) - 300 (antrasiitti).
4. Rikkipitoisuus. Kulmassa se voi olla 0,5 - 5,4 prosenttia. Tämän arvon pienemmällä arvolla on turvallisempaa käyttää polttoainetta.
5. Haihtuvien komponenttien saanto (2-45 %).
6. Kosteus. Polttoaine voi sisältää 4-15 prosenttia kosteutta. Tästä indikaattorista riippuu suoraan, onko hiili tehokas poltettaessa. Kosteamman tuotteen ominaisuudet eroavat olennaisesti kuivasta. Tällainen hiili murenee ja käy läpi nopean sään.
7. Tuhkasisältö. Tämä ominaisuus osoittaa fossiilin sisältämien palamattomien seosten määrän. Pienemmällä tuhkapitoisuudella ominaislämpökapasiteetti kasvaa. Antrasiiteilla on pienin prosenttiosuus palamattomista seoksista. Se on 2 prosentin sisällä. Lämmitykseen 30 prosentin tuhkapitoisuus on hyväksyttävä. Tämän ominaisuuden suurin arvo on 45%.
8. Erityinen lämpöarvo. Tämä indikaattori on alueella 6500 - 8600 kcal / kg. Se kuvaa lämpömäärää, joka syntyy yhden kilogramman polttoaineen palaessa.

Rikkausaste

Tarkoituksen mukaankäyttö, erilaisia hiiltä voi ostaa. Tällöin polttoaineen ominaisuudet selviävät sen rikastumisasteen perusteella. Korosta:

1. tiivisteet. Tällaista polttoainetta käytetään sähkön ja lämmön tuotannossa.

2. teollisuustuotteet. Niitä käytetään metallurgiassa.

3. Lietettä. Tämä on hiilen hienojae (jopa kuusi millimetriä), samoin kuin kiven murskaamisesta syntyvää pölyä. Lietteestä muodostetaan brikettejä, joilla on hyvät suorituskykyominaisuudet kotitalouksien kiinteän polttoaineen kattiloihin.

Koaloitumisaste

Tämän indikaattorin mukaan ne erottavat:

1. Ruskohiili. Tämä on sama hiili, vain osittain muodostunut. Sen ominaisuudet ovat jonkin verran huonommat kuin laadukkaamman polttoaineen. Ruskea kivihiili tuottaa vähän lämpöä palaessaan ja murenee kuljetuksen aikana. Lisäksi sillä on taipumus itsestään syttymiseen.

2. Hiili. Tämän tyyppisellä polttoaineella on suuri määrä laatuja (merkkejä), joiden ominaisuudet ovat erilaisia. Sitä käytetään laajasti energia- ja metallurgiassa, asunto- ja kunnallispalveluissa sekä kemianteollisuudessa.

3. Antrasiitit. Tämä on korkealaatuisin kivihiilityyppi.

Kaikkien näiden mineraalien ominaisuudet eroavat merkittävästi toisistaan. Joten ruskohiilelle on ominaista alhaisin lämpöarvo ja antrasiiteilla korkeimmat. Mikä on paras kivihiili ostaa? Hinnan on oltava taloudellisesti kannattava. Tämän perusteella kustannukset ja ominaislämpö ovat optimaalisessa suhteessa yksinkertaiselle hiilelle (sis220 dollaria tonnilta).

Kokoluokitus

Hiilen valinnassa on tärkeää tietää sen mitat. Tämä indikaattori on salattu mineraalin laatuun. Joten, hiiltä tapahtuu:

- "P" - laatta, joka on isoja kappaleita yli 10 cm.

- "K" - suuri, jonka koko on 5-10 cm.

- "O" - pähkinä, se on myös melko suuri, sirpaleiden koot 2,5 - 5 cm.

- "M" - pieni, pienillä 1, 3-2, 5 cm:n paloilla.

- "C" - siemen - halpa jae pitkään kytetykseen, mitat 0,6-1,3 cm.

- "Sh" - pala, joka on enimmäkseen hiilipölyä, tarkoitettu briketointiin.

- "P" - tavallinen tai ei-standardi, jossa voi olla erikokoisia jakeita.

Ruskohiilen ominaisuudet

Tämä on huonolaatuisinta kivihiiltä. Sen hinta on alhaisin (noin sata dollaria tonnilta). Ruskohiili muodostui muinaisissa soissa puristamalla turvetta noin 0,9 km:n syvyydessä. Tämä on halvin polttoaine, joka sisältää suuren määrän vettä (noin 40 %).

Lisäksi ruskohiilellä on melko alhainen lämpöarvo. Se sisältää suuren määrän (jopa 50 %) haihtuvia kaasuja. Jos käytät uunissa ruskohiiltä, se muistuttaa laatuominaisuuksiltaan raakaa polttopuuta. Tuote palaa voimakkaasti, savuaa voimakkaasti ja jättää jälkeensä suuren määrän tuhkaa. Tästä raaka-aineesta valmistetaan usein brikettejä. Niillä on hyvät suorituskykyominaisuudet. Niiden hintaon kahdeksasta kymmeneen tuhatta ruplaa tonnilta.

Hiiliominaisuudet

Tämä polttoaine on laadukkaampaa. Kivihiili on kivi, joka on väriltään musta ja jonka pinta on matta, puolimatta tai kiiltävä.

Tämäntyyppinen polttoaine sisältää vain 5–6 prosenttia kosteutta, minkä vuoksi sillä on korkea lämpöarvo. Tammi-, leppä- ja koivupolttopuihin verrattuna kivihiili antaa lämpöä 3,5 kertaa enemmän. Tämän tyyppisen polttoaineen haittana on sen korkea tuhkapitoisuus. Hiilen hinta kesällä ja syksyllä vaihtelee välillä 3900-4600 ruplaa tonnilta. Talvella tämän polttoaineen hinta nousee 20-30 prosenttia.

Hiilen varastointi

Jos polttoainetta on tarkoitus käyttää pitkään, se on sijoitettava erityiseen aitoon tai bunkkeriin. Siellä se tulee suojata suor alta auringonvalolta ja sateelta.

Jos kivihiilikasat ovat suuria, niiden tilaa on seurattava varastoinnin aikana jatkuvasti. Hienot jakeet yhdistettynä korkeaan lämpötilaan ja kosteuteen voivat syttyä itsestään.