Hiili: koostumus, käyttö, uuttomenetelmät

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

Tämä kivi, joka muodostuu maankuoren paksuudessa, on hyvin monimuotoinen. Tähän mennessä sen lajikkeet erotetaan, kuten esimerkiksi ruskohiili, antrasiitti, kivihiili. Hiilen koostumus on kosteutta ja mineraaliepäpuhtauksia. Kosteuden suhteen se kuitenkin vähentää merkittävästi palamislämpöä.

Rodun koostumus. Kemikaalit

Sen lisäksi, että kivihiili sisältää kosteutta, se sisältää myös ainetta, kuten rikkiä. Tätä epäpuhtautta pidetään myös haitallisena, eikä se ole puhtaassa muodossaan, vaan epäpuhtauksien, kuten rikkikiisu, kalsium, rautasulfaatti, koostumuksessa. Kun käytetään hiiltä, tai pikemminkin, kun se poltetaan tällaisten epäpuhtauksien kanssa koostumuksessa, muodostuu haitallista haihtumista - rikkidioksidia tai rikkidioksidia. Sillä on melko kielteinen vaikutus ihmisten terveyteen, jos sitä hengitetään. Se pystyy aiheuttamaan nopean metallin korroosion sekä myrkyttämään ilmakehän savuilla. On huomattava, että Donetsin altaassa louhitun hiilen koostumuksen rikkipitoisuus on melko alhainen. Tämän aineen indikaattori on vain 1-2%. Keski- ja pohjoisalueiden altaisiin verrattuna tämän haitallisen epäpuhtauden pitoisuus niissä alkaa vain 3,5 prosentista. Kokoraaka-aineiden kemiallinen koostumus on seuraava:

• korkein hiiliprosentti - 50–96 %;
• hiilen jälkeen tulee happea, jonka pitoisuus on 25-37 %;
• kolmas tässä luettelossa on vety, sen prosenttiosuus on 3-6 %;
• Viimeinen kemikaali on typpi, sen pitoisuus voi olla 0-2,7 %.

Turve

Nykyään käytetään myös turvetta, joka on kiven jäänteitä. Sitä käytetään melko laaj alti huolimatta siitä, että sitä pidetään itse asiassa jätteenä. Tässä on syytä huomata, että tämän tyyppisen hiilen koostumus eroaa siinä, että kaikkien haitallisten epäpuhtauksien, mukaan lukien rikki, määrällinen pitoisuus on paljon pienempi. Myös kemiallisen alkuaineen hiilen prosenttiosuus putosi 50-60 %:iin.

Ruskea hiili

Ruskohiili on sinänsä melko tiheä maanläheinen massa, joka muodostuu turpeesta, mutta säilyttää samalla täydellisesti puumaisen rakenteensa. Tämän tyyppisen hiilen käyttö on paljon harvinaisempaa kuin esimerkiksi kiven käyttö. Tämä johtuu siitä, että palaessaan se muodostaa savuisen liekin, joka myös luo melko epämiellyttävän hajun. Sitä käytetään useimmiten kuivatislauksessa. Sen avulla on mahdollista saada aineita, kuten esimerkiksi ammoniakkia etikkahapolla. Tätä rotua pidetään nuorimpana kaikista muista lajikkeista. Tämän tyyppisen hiilen koostumus on seuraava:

• kutenedellinen tyyppi, hiili vallitsee täällä - 50-77%;
• happipitoisuus on käytännössä sama - 26-37 %;
• vedyn prosenttiosuus on 3-5 ja typen 0-2.

On syytä lisätä, että tekniikan voimakas kehitys on johtanut siihen, että teknikot ovat oppineet saamaan tästä raaka-aineesta synteettistä kaasua, jota voidaan käyttää vaihtoehtona polttoöljylle.

Hiili

Tämä fossiilinen materiaali on siirtymämateriaalia ruskohiilestä antrasiittiin. Se eroaa siinä, että se on erinomainen polttoaine, toisin kuin ruskea aine. Juuri tämä rotu on aikamme louhituin. Sitä käytetään yleisimmin esimerkiksi lämpövoimaloiden polttoaineena. Se soveltuu erinomaisesti omakotitalojen lämmitykseen, tehtaiden toimintaan jne. Tämän tyyppisen raaka-aineen lämpöarvo on paljon korkeampi kuin ruskean. Tämäntyyppinen kivihiili sisältää haitallisina epäpuhtauksina kosteutta 3-12%. Lisäksi se sisältää myös 32 % haihtuvia palavia aineita.

Kemiallinen koostumus eroaa edellisistä lajeista. Hiilen määrä on paljon suurempi - 75 - 93%. Happipitoisuus laski merkittävästi - 3-19%, vetypitoisuus pysyi suunnilleen samalla tasolla - 4-6%. Typen indikaattori on edelleen alhainen - jopa 2,7 %.

Jos kysyt, mikä kivihiili on parempi, vastaus siihen on todennäköisesti seuraava: antrasiitti. Se eroaa siinä, että sen rakenne on mahdollisimman tiheä, pinta on hieman kiiltävä ja lämpöarvo on paras indikaattori. Sen ainoa haittapuoli on, että se palaa melko huonosti. Useimmiten sitä käytetään esimerkiksi hiilielektrodien, elektrodipastan valmistukseen. Sen käyttö polttoaineraaka-aineena metallurgiateollisuudessa on hyvin yleistä. Tämän kiven esiintymissyvyys on melko suuri - 6 km. Kemikaaleista se sisältää hiiltä 95-97 % sekä vetyä - 1-3 %.

Louhintamenetelmä

On syytä huomata, että louhintamenetelmä on hyvin riippuvainen hiiliesiintymän sijainnista tai pikemminkin sen esiintymisen syvyydestä. Tästä tekijästä riippuen erotetaan avoin (louhos) menetelmä ja kaivos, suljettu menetelmä. Jokainen menetelmä erottuu tekniikastaan sekä eduistaan ja haitoistaan.

Avoin kaivostoiminta

Avolouhoksen tärkein etu on suhteellinen turvallisuus. Asia on, että sitä käytetään vain, jos kiven syvyys on enintään 100 metriä. Toisin sanoen ei synny akselia, joka voi romahtaa onnettomuuden aikana. Itse louhintaprosessi suoritetaan seuraavan menettelyn mukaisesti.

Ensin sinun on poistettava kiviä peittävä pintakerros. Tätä kerrosta kutsutaan ylikuormitukseksi, ja sen poistamismenetelmä on overburden. Tämä toimenpide suoritetaan maaperän tyypistä riippuen puskutraktoreiden, vetokoneiden, kauhapyöräkaivinkoneiden tai kaavinten avulla. Kun maakerros on poistettu, voit jatkaa itse kiven murskaamista. vartenTähän käytetään murskaimia, vesitykkejä, puskutraktoreita ja muita laitteita. Jos kivihiiliesiintymä on liian tiheää, käytetään harvoissa tapauksissa hiilen porausta ja räjäytystyötä. Tämä louhintamenetelmä kattaa yleensä melko suuren alueen.

Menetelmän puutteet ovat seuraavat:

• Ensinnäkin merkittävien ympäristövahinkojen aiheuttaminen kaivospaikalla.
• Toiseksi kaikki tällä tavalla louhittu kivi sisältää koostumuksessaan suuren määrän haitallisia epäpuhtauksia.

Avolouhoksen tärkeimmät edut turvallisuuden lisäksi ovat suuri nopeus ja taloudellisuus.

Toinen menetelmä

Suljettua eli kaivosmenetelmää, kuten arvata saattaa, käytetään, jos kivi on riittävän syvällä maan alla. Tasaisessa maastossa pysty- tai vaakasuuntaiset kanavat muodostetaan hiilellä saumaan asti, minkä jälkeen luodaan kaivos. Jos hiilisauma sijaitsee vuoristoisella alueella, niin adit on paikka, joka avaa työskentelyn.

Maanaalaista kivihiilen louhintaa voidaan tehdä pitkillä seinillä tai huone-pilarimenetelmällä. Lavat ovat pitkiä kasvoja. Yhdessä kaivoksessa voi olla yksi tai useampia tällaisia kasvoja. Tällaisissa pinnoissa kivihiili leikataan paloiksi kaivoskoneella. Raaka-aineiden toimittamiseen pintaan käytetään samaa harvesteria. Hän lastaa kiven kuljettimelle. Jos käytät tätä menetelmää, saat lähes kaiken sen sisältämän hiilenmuodostus. Jos kivihiili ei ole liian syvä, käytetään huone- ja pilarimenetelmää. Tässä tapauksessa käytetään pylväitä ja vaakakäytäviä, jotka muodostetaan niiden väliin.

Tällä hetkellä kivihiiliteollisuudessa tapahtuu muutoksia. Integroidun automatisoidun tuotantojärjestelmän tekniikka, jossa käytetään sähkökäyttöisiä kattotukia, ollaan ottamassa käyttöön. Menetelmää kehitetään aktiivisesti, mikä mahdollistaa kaikkien kaivosmekanismien kauko-ohjauksen.

Menetelmän etuja ovat seuraavat:

• syntyvä kivihiili on erittäin korkealaatuista;
• tällainen kaivostoiminta on paljon vähemmän haitallista ympäristölle;

Puutteiden joukossa on syytä korostaa, että tämä menetelmä on vaarallisin kaivosmenetelmä, ja sen toteuttaminen vaatii myös huomattavia taloudellisia kustannuksia.

Donetskin hiiliallas

Tämä allas sijaitsee Donetskin, Luhanskin ja Dnepropetrovskin k altaisten alueiden alueella Ukrainan puolelta. Lisäksi se sijaitsee myös Venäjän federaation Rostovin alueen alueella. Tämän altaan kokonaispinta-ala on noin 60 tuhatta km2, joista 50 tuhatta sijaitsee Ukrainan alueella. Jos puhumme sen pituudesta, se on noin 650 km leveyssuunnassa. Samaan aikaan sen suurin leveys on vain 200 km. Mitä tulee louhitun hiilen laatuun ja ominaisuuksiin, ne ovat hyvin erilaisia. Asia on, että Donetskin hiili altaassa on kokonaisuustämän fossiilin metamorfinen sarja. Toisin sanoen täällä voidaan louhia mitä tahansa hiiltä - ruskeasta antrasiittiin.

Laadukasta sytytyshiiltä

Melko usein herää kysymys, kuinka määrittää kiinteän polttoaineen kattilan sytytykseen sopivan hiilen laatu. Sen kaikkia ominaisuuksia ei tarvitse tietää. Kiinnitä huomiota seuraaviin:

• Kaloripitoisuus tai palamislämpö. Tämä ominaisuus kuvaa kuinka paljon lämpöä kiinteä polttoaine voi tuottaa palaessaan.
• Tuhkapitoisuus on tärkein raaka-aineiden laadun ominaisuus. Mitä pienempi tämän ominaisuuden numeerinen indikaattori on, sitä parempi kivihiili on, mikä tarkoittaa, että se luovuttaa enemmän lämpöä palaessaan. Laadukkaiden rotujen kohdalla osuus on alle 25%.
• On tärkeää seurata kosteutta. Se voi olla ulkoinen tai sisäinen. Ulompi voidaan poistaa yksinkertaisesti kuivaamalla hiiltä, mutta sisempi voidaan poistaa vain polttamalla.

Aktiivihiili

Tämän hiilen rakenne on huokoinen, ja sitä saadaan useista muista hiiltä sisältävistä materiaaleista, jotka ovat orgaanista alkuperää. Hiiltä tällaisissa raaka-aineissa on 87-97 %; mukana on myös vetyä, typpeä ja happea. Kemiallisen koostumuksensa suhteen tämäntyyppinen kivihiili muistuttaa enemmän grafiittia. Lisäksi tämäntyyppiset raaka-aineet voidaan jakaa useisiin luokkiin hankittavan raaka-aineen tyypistä riippuen, aktivointimenetelmän, aktivointimenetelmän ja käyttötarkoituksen mukaan.