Уголь содержит металлы или нет

Обновлено: 20.09.2024

Любой, у кого спросят, какой элемент составляет основу ископаемых углей, ответит: углерод. И действительно его содержание от 50 до 97%. В углях присутствуют также кислород, водород, азот и сера, хотя и в значительно меньших количествах. Но есть ещё элементы-примеси, о которых мало кто знает. Чем они опасны? И какая от них польза?

Каа-Хемский угольный разрез в Туве. Для каменных углей Каа-Хемского месторождения характерны низкая зольность и малосернистость, относительная чистота по тяжёлым металлам и токсичным элементам. Фото Игоря Константинова.

Собственные минералы германия встречаются исключительно редко. Обычно он внедряется в кристаллические решётки других минералов.

Одна из ТЭС в Перми. По данным экологического мониторинга, ТЭС — один из основных стационарных источников загрязнения окружающей среды.

Выбросы некоторых элементов-примесей двумя крупными ГРЭС, работающими на углях Донбасса и Кузбасса, г/с.

Химические элементы, составляющие от единиц до тысячных долей процента от общей массы углей, называют элементами-примесями. В углях на их долю в сумме обычно приходится не более 1% неорганического вещества, если не считать серу. Всего в углях обнаружено более 50 элементов-примесей с различными химическими свойствами.

Основатель угольной геохимиии — выдающийся норвежский учёный Виктор Мориц Гольдшмидт (1888—1947). Он известен и как автор геохимической классификации элементов, закона замещения одних элементов другими в кристаллической решётке минералов (закона изоморфизма, названного его именем), и как автор гипотезы о строении и составе внутренних сфер земли.

Российские геологи-геохимики профессор Яков Эльевич Юдович и Марина Петровна Кетрис (Институт геологии Коми научного центра Уральского отделения РАН) собрали, проанализировали и обобщили данные по элементам-примесям основных угольных бассейнов и месторождений мира. По результатам этой огромной работы были рассчитаны средние (кларковые) содержания в углях 25 элементов-примесей, на которые опираются при оценке информации о концентрациях этих элементов в углях.

Напомним: уголь — горючее полезное ископаемое, образующееся из торфа. Преобразование торфа в уголь происходит под действием повышенной температуры и давления недр земли при тектоническом опускании территории и перекрытии пластов торфа нарастающей массой осадочного материала. В зависимости от глубины погружения органическое вещество торфа находится на разной степени преобразования. В результате образуются угли бурые, каменные или антрациты. Геологи называют соответствующие стадии изменения органического вещества углей стадиями метаморфизма (от греч. metamorphoomai — преобразование). Вспомним также, что торф — это разложившиеся в водной среде торфяных болот ткани растений, изменённые в результате биохимических и микробиологических процессов.

Растения при жизни содержат не только углерод, водород, кислород, азот и серу, но и многие другие элементы — в низких или очень низких концентрациях. Они получили название «микроэлементы». Многие из них, несмотря на ничтожные концентрации, играют исключительно важную роль в жизненных процессах растений — ускоряют ферментативные окислительно-восстановительные реакции, фотосинтез и синтез белков. Это железо, марганец, кобальт, медь, никель, цинк, молибден, бор и некоторые другие. Всего подобных элементов около двадцати. В тех случаях, когда растения произрастают в районах с повышенной концентрацией элементов-примесей в почвах, например в районе рудных месторождений, их содержание в углях может увеличиваться в десятки и даже сотни раз. Геологи используют этот факт для эффективного поиска рудных залежей — так называемый биогеохимический метод поиска.

Интересно заметить, что В. М. Гольдшмидт, обнаруживший высокие концентрации германия и некоторых других химических элементов в саже угольного камина, в поисках ответа на вопрос, как он там оказался, высказал предположение, что этот элемент первично накапливался в листьях торфообразующих растений в результате испарения влаги, поступающей из почвы. Однако эта привлекательная своей простотой гипотеза впоследствии не нашла подтверждения. Учитывая современные данные, можно заключить, что прижизненное накопление элементов-примесей в растениях не может привести к существенному их концентрированию в угле. Если так, то откуда в торфе и углях берутся элементы-примеси в концентрациях, порой во много раз превышающих кларковые? Источниками могут быть породы, обрамляющие область торфонакопления. Торфоведы называют их областью «минерального питания торфяника». Поверхностные и грунтовые воды, размывая эти породы, вносят в торфяник растворённые соединения элементов-примесей. Другой источник элементов-примесей — глубинные (гидротермальные) воды. В этих случаях концентрация растворённых элементов-примесей в торфяной воде может быть очень высокой и угли, которые сформировались в подобных условиях, образуют наиболее ценные (с точки зрения содержания элементов-примесей) промышленные месторождения.

По мнению большинства исследователей, накопление элементов-примесей в углях происходит на торфяной или буроугольной стадии их образования. Как именно взаимодействуют элементы с ископаемым органическим веществом в процессе торфообразования и метаморфизма — до конца ещё не решённая проблема геохимии. Её трудность связана со сложным составом органических соединений, разнообразием физико-химических условий в природных средах. Отсюда большое число гипотез, описывающих природные химические реакции между элементами-примесями и органическим веществом. Суммируя и упрощая, можно выделить главные. Органическое вещество торфа сорбирует растворённые в природных водах элементы-примеси, восстанавливает их до низших валентностей, изменяя при этом растворимость, что может привести к выпадению их в осадок. Наконец, главные компоненты торфа и бурого угля — гуминовые кислоты — концентрируют элементы-примеси, образуя комплексные соединения. Мы упомянули стадию образования бурого угля не случайно. С увеличением степени метаморфизма происходит изменение молекулярного строения угольного органического вещества, главный комплексообра-
зователь — гуминовая кислота — утрачивает способность концентрировать элементы-примеси. На стадии каменных углей и антрацитов гуминовые кислоты исчезают вовсе, преобразуясь в химически малоактивные гуминовые вещества. Однако при выветривании (окислении) углей может происходить так называемая регенерация гуминовых кислот: их молекулярная структура в значительной степени восстанавливается и вместе с этим восстанавливается их способность к взаимодействиям с элементами-примесями. Именно в результате подобного развития геохимических событий образовались крупнейшие месторождения урана, германия и многих других элементов-примесей, связанные с угольными пластами.

Элементы-примеси бывают ценными и токсичными. К ценным относят элементы, которые используются в промышленном производстве и которые экономически целесообразно извлекать из угля или угольной золы. В настоящее время это германий, уран и галлий.

Все российские промышленные запасы германия сосредоточены именно в углях. Отметим, что в мире главный источник этого ценного материала — полиметаллические сульфидные руды. В нашей стране месторождения германиеносных углей находятся в Приморье (Павловское месторождение), на острове Сахалин (Новиковское месторождение) и в Бурятии (Тарбагатайское месторождение). Среднее содержание германия около 200 граммов на тонну угля, но часто значительно выше. Добывают его из «летучей» золы, образующейся при сжигании угля и скапливающейся на электрофильтрах и в рукавных фильтрах, где она улавливается.

Первыми промышленными источниками урана в нашей стране также были угольные месторождения. Позже им на смену пришли другие типы урановых руд.

К группе ценных элементов-примесей относят и элементы, которые можно извлекать совместно с германием и ураном: свинец, цинк, молибден, селен, золото, серебро и редкоземельные элементы.

Ванадий, хром, никель, вольфрам, бор, ртуть называют потенциально ценными. Как видно из самого названия, они могут приобрести значение ценных, если их извлечение станет экономически выгодным.

При сжигании углей (на что расходуется примерно три четверти объёма всей их мировой добычи) элементы-примеси в большей или меньшей степени переходят в золу, причём их концентрация в золе может оказаться значительно более высокой, чем в сжигаемом угле. Например, концентрация германия в золе достигает нескольких десятков килограммов на тонну. Средние концентрации элементов-примесей в золах углей мира получили название зольных кларков. Для многих элементов-примесей (теллура, германия, молибдена, урана, кадмия, ртути, висмута, сурьмы и селена) они больше, чем кларки этих элементов в осадочных породах. Таким образом, зола, образующаяся при сжигании углей, — это руда, из которой в будущем они, возможно, будут извлекаться, а их концентрация в золе станет показателем при промышленной оценке месторождений.

К токсичным относят элементы-примеси, которые при сжигании углей на тепловых электростанциях (или других видах их термической переработки) способны переходить в газовую фазу при температуре сжигания и выбрасываются с дымовыми газами в атмосферу. Эти элементы, выпадая вместе с осадками, переходят в водоёмы и почву, где включаются в трофическую цепь «почва — растения — животные — человек». Обычно в их числе указывают серу, фосфор, бериллий, ртуть, мышьяк, селен, марганец, ванадий, хром, а также радиоактивные элементы — торий и уран. Последние — источники радиационного загрязнения природной среды в районах угольных ТЭС, превышающего, по некоторым оценкам, загрязнение от АЭС равной мощности (естественно, при условии безаварийной эксплуатации последних).

Степень негативного воздействия вредных веществ определяется концентрацией загрязнителей (в нашем случае — элементов-примесей) в приземном слое воздуха и их токсическими свойствами. При оценке токсичности элементов-примесей учитывают их концентрацию в топливе и способность переходить в газовую фазу дымовых выбросов при сжигании углей. Отметим, что токсическое действие многих элементов-примесей и их соединений может многократно усиливаться при их совместном поступлении в организм человека.

Соединения серы (оксиды — SO₂, SO₃), образующиеся при сжигании многосернистых углей, чаще всего упоминаются в числе загрязнителей атмосферного воздуха в районах крупных угольных ТЭС. При длительном вдыхании они поражают желудочно-кишечный тракт, лёгкие и сердечно-сосудистую систему. Известный трагический пример — события декабря 1952 года в Лондоне. Плотный смог при полном безветрии держался 3—4 дня и, по официальным данным, погубил более четырёх тысяч человек. Ежедневные анализы воздуха показали, что смертность нарастала прямо пропорционально концентрации двуокиси серы (в основном топливного происхождения) в атмосфере.

Один из экологически опасных элементов-примесей — бериллий, который обладает высокой биологической активностью и оказывает аллергическое и канцерогенное воздействие на организм человека*.Он накапливается в скелете, печени и лёгких (имеются сведения о заболеваемости работников угольных тепловых электростанций бериллиозом — серьёзной патологией лёгких). Промышленные объекты, работающие на угле и нефти, считаются главными источниками загрязнения атмосферного воздуха бериллием. Так, при среднем содержании бериллия в донецком угле, сжигаемом на одной крупной ТЭС, 2,5 г/т, выход его в газовую фазу составляет порядка 60%. На площади около 150 км 2 , прилегающей к станции, наблюдается двух-трёхкратное превышение предельно допустимой среднесуточной концентрации (ПДК_СС) этого токсичного элемента в атмосфере воздуха. Здесь расположены несколько населённых пунктов с общей численностью населения более 100 тыс. человек.

Другой токсичный элемент — ванадий. Он оказывает отрицательное воздействие на органы дыхания, нервную систему, обмен веществ. Наиболее уязвимы печень, почки, семенники, костная ткань.

Уран, торий обладают высокой токсичностью и в форме химических элементов, и в форме их соединений — главным образом, в виде радиационного воздействия. Примерами служат последствия сравнительно недавних катастроф в атомной энергетике.

Оценки выброса некоторых элементов-примесей двумя крупными ГРЭС приведены в таблице.

Отказаться от угольной энергетики в обозримом будущем вряд ли удастся. Что же делать? Геологи знают, что разработку месторождений часто можно организовать с учётом распределения токсичных элементов в угольных пластах. При подобном планировании концентрация элементов-примесей в топливе, поступающем на ТЭС, может быть снижена. Снижение концентрации элементов-примесей в дымовых выбросах достигается также за счёт повышения эффективности систем очистки дымовых выбросов от золы, поскольку значительная часть элементов-примесей попадает в дымовые газы вместе с твёрдыми частицами, на поверхности которых они оседают.

Отрицательные экологические последствия сжигания углей могут быть уменьшены и при правильном выборе технологии сжигания углей — высоты и числа дымовых труб, скорости выброса дымовых газов и их температуры. Наконец, вредное воздействие выбросов снижается размещением ТЭС с учётом метеоусловий района, прежде всего, господствующих направлений и скорости ветра.

Таким образом, элементы-примеси стóят похвал и заслуживают обвинений. Чего больше — пусть решат будущие поколения.

Подробности для любознательных

Физические и химические свойства германия были предсказаны в 1871 году Д. И. Менделеевым на основе открытого им периодического закона. Учёный назвал этот элемент эка-кремнием — «сходный с кремнием». В 1885 году германий был обнаружен немецким химиком К. Винклером в минерале аргиродите — Ag₈GeS₆. С этим элементом связано начало эры полупроводниковой электроники, оказавшей исключительное влияние на промышленный и научный прогресс. Когда позднее германий в большой степени был заменён на кремний, он остался принципиально важным элементом в производстве инфракрасной оптики (приборов ночного видения) и оптико-волоконных систем связи. Большие перспективы для германия могут открыться в солнечной энергетике: панели на его основе имеют очень высокий КПД — примерно 37%.

Уран был открыт М. Г. Клапротом в 1789 году, правда, позднее оказалось, что немецкий химик открыл не сам элемент, а его оксид UO₂. Д. И. Менделеев поместил уран в самую дальнюю клетку периодической таблицы и первым правильно оценил его плотность, равную 19 005 кг/м 3 (большая плотность позволяет использовать обеднённый уран в качестве балластного материала и сердечников бронебойных снарядов — взамен более дорогого вольфрама).

В 1896 году А. А. Беккерель обнаружил радиоактивность «урановой смолки» — минерала урана. Несколько позднее Пьер и Мария Кюри выделили из неё ещё один химический элемент — радий. В 1903 году всем троим за открытие и изучение радиоактивности была присуждена Нобелевская премия по физике. Интерес к урану достиг апогея после того, как он стал использоваться для изготовления атомных бомб.

В числе других ценных элементов, содержащихся в углях, — галлий (материал, используемый в детекторах нейтронов, а его соединения применяются в электронике, лазерах, световодах), селен (используется в термоэлектрических и фотоэлектрических приборах, медицине), молибден (используется как легирующая добавка в легированных сталях, жаропрочных и коррозионностойких сплавах, в качестве катализаторов химических реакций).

Из числа редкоземельных элементов отметим самарий, необычно высокие концентрации которого обнаружены в золе некоторых теплоэлектростанций. Самарий используется при изготовлении сверхмощных постоянных магнитов, в атомных реакторах. Моносульфид самария (SmS) обладает термоэлектрическими свойствами и считается перспективным материалом для прямого преобразования тепла в электричество в объектах автомобильной, аэрокосмической, судостроительной промышленности.

Кизильштейн Л. Я. Экогеохимия элементов-примесей в углях. — Ростов-на-Дону: Изд-во СКНУ ВШ, 2002. — 296 с.

Юдович Я. Э. Грамм дороже тонны. Редкие элементы в углях. — М.: Наука, 1989. — 160 с.

Юдович Я. Э., Кетрис М. П. Неорганическое вещество углей. — Екатеринбург: УрОРАН, 2002. — 422 с.

Комментарии к статьи

* Напомним, что бериллий — один из важнейших «промышленных» металлов. Он используется в качестве легирующей добавки к различным сплавам и в производстве огнеупорных материалов. В ядерной энергетике его применяют как замедлитель и отражатель нейтронов.

Состав каменного угля

Каменный уголь – это продукт сложного метаморфизма растительных остатков торфяных болот. Под давлением горных пород, при высокой температуре и без доступа кислорода они превращаются в бурый уголь. Затем они еще больше разлагаются , теряют воду и твердеют. Конечными продуктами метаморфизма являются антрацит, графит и тальк.

Состав полезного ископаемого частично определяется еще на стадии формирования торфяника. Он зависит от видов растений, особенностей воды и грунта. Качество и соотношение компонентов меняется в процессе метаморфизма.

Компоненты каменного угля условно можно разделить на 3 группы:

Простые химические элементы
Сложные органические соединения (петрографический состав)
Минеральные примеси

Описание каждой группы вы найдете в продолжении статьи.

Простые химические элементы

Практически все химические элементы в угле находятся в связанном виде. Они входят в состав органических и неорганических соединений.

Наибольшее практическое значение имеют:

Углерод (С): 75-92%
Углерод является основным элементом органических соединений. От его количества зависит теплота сгорания угля. Он входит в состав органической части материала. Содержание элемента повышается в процессе метаморфизма. Больше всего углерода в антраците (до 97%), меньше – в буром угле (60-70%).
Водород (H): 2,5-5,7%
Теплота сгорания водорода в 4 раза выше, чем у углерода. Но в чистом виде этот элемент становится взрывоопасным. Количество вещества снижается в зависимости от степени метаморфизма. У бурого и каменного углей оно выше , чем у антрацита. Много водорода в сапропелитах – разновидностях угля, образованного из низших видов растений.
Кислород (O): 1,5-15%
Количество кислорода снижается в процессе метаморфизма. В торфе этот элемент составляет около 40%, в буром угле 10-30%, в антраците – 1-2%. При высоком содержании кислорода ускоряются процессы окисления и сгорания материала.
Азот (N): 1-3%
Элемент имеет органическое происхождение. Его процентное содержание снижается в процессе генезиса угля.
Сера (S): 0-4%
Сера может попадать в каменный уголь как в процессе разложения растительных остатков, так и из окружающей пласты породы. При сгорании топлива она окисляется и превращается в сернистый газ SO2. При растворении газа в воде образуется серная кислота. Она повреждает стенки котлов. Поэтому количество серы в топливном угле строго регламентируется. Самое вредное соединение серы – сульфид (S2O). Около 70-80% соли переходит в газообразное состояние при нагревании. Выделяются сернистый газ и сероводород, загрязняющие атмосферу.
Фосфор (P): до 0,03%
Фосфор – один из элементов, входящий в состав органических веществ. Его содержание должно регулироваться в коксе. Если фосфор попадает в сталь, качество сплава резко снижается.
Хлор (Cl): 0,015-0,15%
Содержание хлора в углях колеблется от 0,015 до 0 , 15%. В так называемых «соленых углях» показатель может достигать 1%. Если показатель выше 0,3%, затрудняется сжигание топлива. При окислении и растворении в воде хлор образует соляную кислоту. Она вызывает коррозию металла, повреждение стенок котлов.
Мышьяк (As)
Мышьяк попадает в уголь из грунтовых вод, и лишь незначительная часть имеет органическое происхождение. Этот элемент в высоких концентрациях встречается «пятнами» в некоторых месторождениях. При сжигании топлива он может попадать в золу и воздух. При высоком содержании мышьяк вредит экологии, провоцирует онкологические заболевания.

ГОСТ 32464-2013 регулирует содержание ряда элементов в угле:

Сера – до 2,8% (обогащенный), 3% (необогащенный), 4,6% (рядовой)
Хлор – до 0,6%
Мышьяк – до 0,02%

Петрографический состав угля

Каменный уголь залегает пластами со слоистой структурой. Отдельные слои состоят из твердой органической породы разного строения и происхождения. Принято различать макро- и микрокомпоненты пластов. Они различаются между собой не только составом , но и внешним видом, микроскопической структурой.

Макрокомпоненты каменного угля

Эти компоненты угля залегают пластами, линзами или призмами в толще ископаемой породы. Они образовались из различных видов растений в процессе метаморфизма торфа. Чаще всего изменения проходили в анаэробных условиях (без доступа кислорода).

Макроэлементы не имеют определенной химической структуры. В свое время целлюлоза, лигнин и другие ткани растений прошли процесс гелификации – превращения в желеподобную субстанцию. Затем она затвердела и стала похожей на камень. Под микроскопом в ряде случаев можно заметить окаменевшие споры, клеточные стенки, растительные волокна.

Окаменелые растения или их отпечатки в каменном угле можно обнаружить и без микроскопа. Это не редкость. В некоторых шахтах есть даже свои собственные музеи таких артефактов, а в интернете вовсю торгуют углем с окаменелостями. Например , в 1998 году в угольном пласте штата Иллинойс в Америке был обнаружен целый лес, сохранивший свою изначальную структуру. Площадь его достигает 10 км2, а возраст – 307 миллионов лет. В этом лесу выявлены огромные папоротники, хвощи, остатки рептилий и членистоногих.

Основные макроэлементы угля:

Витрен
Блестящий материал черного цвета, хрупкий, трещиноватый, с раковистым изломом, плотной однородной структуры. Образуется витрен из лигнина и целлюлозы в условиях разложения с ограниченным доступом кислорода. Он проходит процесс гелификации. В молодых углях под микроскопом обнаруживают клеточную структуру, а в более зрелых витрен представляет собой однородную массу. Компонент обладает хорошей спекаемостью, повышает коксирующие свойства угля.
Кларен
Блеск материала слабее, чем у витрена. Состоит кларен из полупрозрачной гелифицированной массы с неоднородной структурой. Он мягкий, с единичными трещинами. Содержание золы в нем 1,2% с незначительным преобладанием оксида алюминия (Al2O3). Образуется кларен из кутикулы и спор. Он залегает мощными пластами, относится к спекающимся материалам. Компонент выполняет роль клея, скрепляет между собой разные части угольной породы.
Дюрен
Это твердый уголь черного цвета с матовым блеском. Структура у него плотная, однородная, текстура и излом зернистые. В состав дюрена входят форменные элементы желтого цвета – пыльца, споры, смоляные тельца. Черный оттенок имеют остатки тела растений. Рассмотреть элементы можно под микроскопом или лупой. Дюрен обладает высокой зольностью, не спекается, с трудом обогащается.
Фюзен
Структура породы волокнистая, рыхлая, напоминает древесный уголь. Под лупой или микроскопом четко просматриваются клетки и растительные волокна , иногда годовые кольца. Внутренняя часть волокон бывает заполнена минералами – кальцитом или пиритом. Фюзен образуется из остатков древесины, которые разлагались в присутствии кислорода. В пластах он залегает в форме линз или призм. Материал не спекается, обладает высокой зольностью, незначительным выходом летучих веществ при сжигании.

Соотношение макроэлементов в каменном угле влияет на его качество и способы применения. Для топлива и производства кокса лучше подойдет порода, содержащая витрен и кларен. Дюрен и фюзен чаще используют для получения смолистых веществ, дегтя, генерации газа.

Микрокомпоненты каменного угля

Микрокомпоненты углей, или мацералы – это мельчайшие органические частички, которые можно разглядеть только под микроскопом. Как и макрокомпоненты, они не имеют определенной химической структ у ры. В состав входят циклические ароматические углероды в разных соотношениях. Классификация основывается на генезисе веществ из растительных остатков, их твердости, блеске, отражении света и других физических свойствах.

По количеству и соотношению микрокомпонентов угля определяют его марку, особенности метаморфизма пластов. Это влияет на способы применения ископаемого и его характеристики.

Различают несколько групп мацералов:

Витриниты
Семивитриниты
Липтиниты
Инертиниты

Каждая группа включает еще несколько разновидностей микрокомпонентов. Детальнее о них мы расскажем дальше.

Витриниты

Это группа химических веществ, образовавшаяся из лигнина и целлюлозы. Они твердые, с гладкой блестящей поверхностью, содержат ароматические соединения с циклической структурой. Цвет колеблется от черного и темно-серого до почти прозрачного, в зависимости от степени метаморфизма.

Витриниты потеряли во время генезиса значительную часть водорода и кислорода, в их составе значительно преобладает углерод. При нагревании они плавятся, выделяют среднее или низкое количество летучих веществ.

Группа включает:

Телинит
Материал состоит из стенок древесных клеток, которые четко визуализируются под микроскопом. Его много в битумизированном угле; в зрелых ископаемых количество снижается.
Коллинит
Основное цементирующее вещество витрена.
Витродентринит
Образуется из обломков телинита и коллинита с диаметром около 10 мкм.

Витриниты являются одними из самых распространенных и важнейших органических составляющих каменного угля. Цвет и рельеф этих мацералов используют как эталон для определения других групп. Они наименее зольные, а также хрупкие и плотные (1300-1400 кг/м3). Уголь с высоким соде р жанием витринитов – ценное топливо и материал для производства кокса.

Семивитриниты

Эта группа микрокомпонентов образуется из целлюлозы и лигнина, с примесью древесных остатков (фюзена). Поверхность семивитринитов гладкая, цвет серый (всегда светлее, чем у витринитов). При нагревании вещества размягчаются, но не становятся пластичными.

В группу семивитринитов входят:

По физическим характеристикам семивитринит занимает промежуточное положение между витринитом и инертинитом. Его присутствие говорит о низком или среднем метаморфизме угля. В таком ископаемом обычно меньше углерода, больше кислорода и водорода. При высоком содержании веществ снижается теплота сгорания, повышается способность к окислению. Но обычно в каменном угле количество семивитринитов не превышает 1-3%, что не влияет на качество материала.

Липтиниты

Группа липтинитов, или экзинитов образовалась из липидов растений. Цвет зависит от происхождения и степени углефикации, бывает темно-коричневым, черным и серым. Структура липтинитов практически не изменяется во время п р евращения торфа в бурый и каменный угли. Они не поддаются гумификации и гелификации. Поэтому под микроскопом хорошо видны частички растений – споры, пыльца, кутикула, воск.

В группу входят 6 органических веществ:

Споринит
В структуре преобладают споры растений. Это прочный материал, который связывает между собой элементы дюрена.
Кутинит
Образуется из окаменевшей кутикулы растений. Он прочный, содержит большое количество водорода. При сжигании выделяется много летучих веществ.
Резинит
Он образовался из древесной смолы и воска, рассеян в толще породы или залегает слоями. Резинит содержит много водорода. Он может растворяться в спирте, бензоле. Из него можно получать смолу и битум.
Суберинит
Это компонент желтого цвета, образовавшийся из корковой ткани. Встречается он в виде корок, обволакивающих основной пласт породы.
Альгинит
Происходит альгинит от низших растений, водорослей, простейших и бактерий, богатых липидами. Он входит в состав только особого типа углей – сапропелитов. Они образовались на дне пресных и соленых водоемов. Вещество очень твердое, богато водородом , имеет черный цвет.
Липтодетринит
Образовался из мелких разрушенных частиц (детрита) растений. Является смесью всех описанных выше компонентов.

Плотность липтинитов относительно низкая, 1200-1300 кг/м3. При сжигании они выделяют много летучих веществ. Из этой группы мацералов получается качественный кокс.

Инертиниты

Образуются из растительных остатков (чаще древесины), которые разлагались в присутствии кислорода. Инертиниты залегают мощными пластами на местах старых высушенных болот. Они обладают матовым блеском, в структуре просматриваются целлюлозные волокна, сохраняется рисунок древесины. Цвет веществ светлый, от желтого до белого.

Содержание углерода в инертинитах высокое, а водорода – сниженное. При сгорании они выделяют очень мало летучих веществ, не спекаются. В их состав входит большое количество ароматических углеводов. Плотность у этого вида мацералов высокая, 1400-1500 кг/м3.

Группа инертинита включает 6 веществ:

Фюзинит
Он характеризуется сохраненной клеточной структурой, ячеистым строением. Внутренние полости клеток могут заполняться органическими и минеральными веществами. Фюзинит занимает первое место по содержанию углерода среди всех компонентов угля.
Микринит
Он образовался из смолянистых деревьев , в больших объемах встречается в угле палеозойской эры, длиннопламенных разновидностях. Микринит рассеян в пластах в виде микроскопических зерен, может заполнять пустоты между стенками растительных клеток. Со временем он превращается в вещество, мало отличимое от витринита.
Макринит
В угле встречается редко. Он представляет собой аморфную массу, которая склеивает другие компоненты.
Склеротинит
Он образовался из остатков грибов. Склеротинит имеет форму овальных тельцев с четкими очертаниями и пористой структурой. Размеры включений – от 10 мкм до 80 мкм. Встречается склеротинит в каменном угле пермского периода.
Семифюзинит
Он состоит из остатков древесины с частично сохраненной клеточной структурой и по своим характеристикам занимает промежуточное положение между витринитами и инертинитами.
Инертодетринит
Это смесь обломков всех мацералов группы инертинита с размерами до 20 мкм.

Микрокомпоненты составляют основную массу каменного угля. В процессе метаморфизма они постепенно разлагаются, теряют свою структуру и превращаются в чистый кристаллический углерод. Другие элементы переходят в минеральную часть угольного пласта. О ней мы и поговорим дальше.

Минеральные примеси

Минеральная часть каменного угля представлена оксидами, солями и другими неорганическими соединениями. При сжигании из нее образуется зола. Количество примесей влияет на энергетическую ценность топлива. При высоком содержании некоторых элементов стенки котлов могут быстрее поддаваться эрозии, а золоулавливающие устройства – быстро загрязняться.

Минеральный состав угля различается в разных месторождениях и даже в пластах. Неорганические соединения попадают в породу разными путями – непос р едственно при разложении растений, из болотных и грунтовых вод, окружающей породы.

В связи с этим минералы разделяют по происхождению:

Терригенные
В эту группу входят обломки породы, которые привносятся в сформировавшиеся пласты угля грунтовыми водами (глина, песок, валуны, галька, полевой штат, биотит, мусковит, апатит, хлорит, магнетит, рутил и другие). Элементы в основном проникают через трещины, реже впитываются порами угля. Терригенные элементы могут попадать в каменный уголь при тектонических сдвигах, после взрывов при разработке месторождений.
Аутогенные
Эти минеральные элементы попадают в породу на стадии ее формирования. К ним относятся неорганические вещества, образовавшиеся вследствие глубокого распада растений еще в торфяниках. Соли и оксиды выпадают из болотных и грунтовых вод, впитываются торфом и бурым углем. В процессе метаморфизма в угольные пласты могут попадать соли из геотермальных растворов. Часть породы проходит более существенные преобразования, превращается в тальк и графит.

Аутогенные минеральные вещества представлены каолинитом, иллитом, кварцем, кальцитом, гипсом, карбонатами, сульфидами. Среди них часто встречаются соли элементов, входящих в состав растительных ферментов (кобальта, марганца, магния, молибдена, алюминия, железа).

Терригенные микроэлементы не связаны прочно с породой. Они отделяются во время обогащения угля. Аутогенные отделить невозможно , поэтому на их количество и состав обращают особое внимание.

Около 70-80% всех неорганических веществ каменного угля составляют глинистые минералы. Главными элементами являются кварц, кальций, алюминий, железо, магний, натрий и калий. При сжигании глинистые минералы теряют воду, превращаются в силикаты и оксиды.

Кальцит и доломит при нагревании реагируют между собой и образуют гипс. Нежелательная примесь в угле – пирит. Он распадается на оксиды железа и серы. Затем сернистый газ растворяется в воде, превращаясь в серную кислоту, разъедающую стенки котлов.

В угле иногда присутствуют редкие металлы (золото, германий, уран, молибден, бериллий). При высоком их содержании материал подвергают дополнительной обработке, чтобы извлечь из него ценное сырье. Попадаются в угле и вредные элементы, которые могут повреждать стенки котлов, сделать породу непригодной для производства кокса. К ним относятся сера, фосфор, хлор, фтор, мышьяк, ртуть. Некоторые токсичные элементы наносят вред экологии.

От состава каменного угля во многом зависят свойства и возможности применения материала. Он положен в основу классификации и разделения угля на марки. Данные о некоторых элементах (сере, хлоре, мышьяке) должны быть прописаны в сертификатах. При покупке материала обязательно об р атите на это внимание.

Виды каменного угля

Общепринятого разделения угля на виды не существует. В разных странах используются свои системы.

В России уголь разделяют на 3 вида в соответствии с ГОСТ 32464-2013:

Все три относятся к так называемым ископаемым углям. Они образовались из растительных останков. Миллионы лет назад на болотах разложившиеся растения п р евращались в торф. Из торфа образовался бурый уголь, затем каменный уголь и в конце концов – антрацит.

Процесс превращения торфа в уголь называется метаморфизмом, или углефикацией. Подробнее об этом вы можете прочитать в нашей статье Как образовался каменный уголь.

Кроме того, есть еще древесный уголь, кокс и полукокс. О них мы в этой статье говорить не будем, потому что эти разновидности получают искусственным путем после обработки древесины либо каменного угля. А ископаемый уголь – это осадочная горная порода.

Далее мы опишем все три вида ископаемых углей, расскажем об их особенностях, отличиях и назначении. Есть и более сложное разделение этого материала на марки, классы, типы и так далее. С разными классификациями материала вы можете ознакомиться на страницах Марки угля и Классы, категории, типы и подтипы угля.

Бурый уголь

Бурый уголь – это наиболее молодой вид полезного ископаемого. Он образовался приблизительно 50 миллионов лет назад, в конце Мезозойской и начале Кайнозойской эр. Лишь в некоторых бассейнах (например, Подмосковном) возраст пластов больше. Материал считается пе р еходным от торфа к каменному углю. Исходными растениями для него стали хвойные и лиственные деревья, болотные кустарники и травы.

Залегает бурый уголь близко к поверхности земли (100-500 м). Поэтому его добывают в основном открытым способом. Первое место по добыче этой разновидности занимает Германия, второе – Россия. Самый крупный бассейн с бурым углем в нашей стране – Канско-Ачинский, расположенный на территории Красноярского края и частично в Иркутской и Кемеровской областях.

Цвет полезного ископаемого колеблется от светло-коричневого до практически черного; если провести углем по светлой поверхности, он оставит на ней бурую черту. Структура материала плотная, нередко заметны элементы растений или древесины. Блеск у него чаще всего матовый, прочность средняя либо низкая, излом раковистый (в форме мелких волн, напоминает морскую раковину), землистый (похож на комок земли).

По внешним признакам бурый уголь разделяют на:

Обыкновенный плотный
Это разновидность с однородной структурой, имеет землистый излом и матовый блеск.
Землистый
Уголь с выраженным бурым оттенком, низкой плотностью , легко истирается в порошок.
Смолистый
Материал с высокой плотностью, темно-бурого, черного или синеватого цвета со смолянистым блеском.
Битумизированное дерево, или лигнит
В таком угле хорошо сохранена древесная структура. Иногда встречаются обуглившиеся пни или стволы. Их можно обрабатывать как обычное дерево.
Листоватый, бумажный, или дизодил
Он тонкослойный, легко разделяется на тоненькие пластинки (листки). По структуре напоминает истлевшие растения или бумагу.
Торфяной
Это войлочная рыхлая масса, напоминающая по своей структуре торф. В таком угле много различных примесей, пласты в некоторых местах переходят в квасцовый грунт.

Для более точного определения вида полезного ископаемого изучают его состав и свойства. После обработки гидроксидом натрия (каустической содой) бурый уголь дает темно-коричневую жидкость. При нагревании до высоких температур в среде без кислорода (сухой перегонке) образуется свободный или связанный с уксусной кислотой аммиак.

Влажность материала колеблется от 40% до 70%. Этот показатель используют, чтобы отличить бурый уголь от торфа. У последнего влажность в естественных условиях превышает 70%.

Бурый уголь – это продукт начальной стадии превращения торфа в твердое полезное ископаемое. Поэтому его плотность ниже, чем у других видов, всего 1 200-1500 кг/м3. Материал еще недостаточно уплотнился под давлением осадочных пород и вследствие химических процессов.

Теплота сгорания бурого вида угля – до 24 МДж, или 4000-5500 ккал (у антрацита и каменного угля она 7000-9000 ккал). Показатель у материала низкий из-за высокой зольности и небольшого количества углерода в составе породы. При сжигании выделяется много летучих веществ, топливо дымит и оставляет большой объем золы.

Основные элементы бурого угля:

Углерод (С) – 50-77% (усредненное значение 63%)
Кислород (О2) – 26-37% (32%)
Водород (Н) – 3-5%
Азот (N) – 0-2%

Зольность материала достигает 25-40%.

Основные компоненты твердого минерального остатка:

В буром угле встречаются такие редкие элементы как уран и германий. Существуют способы их получения из этой породы.

Макрокомпоненты бурого угля:

Витринит – 80-98%
Витринит – основной органический компонент углей, продукт превращения целлюлозы и лигнина. В древних отложениях юрского периода на территории Средней Азии 45-82% составляет фюзинит (продукт распада растений в присутствии кислорода, имеет пористую структуру).
Гуминовые кислоты – от 2-3% до 64%
Эти вещества – продукты распада органики – характерны для торфа , но сохраняются в буром угле и свидетельствуют о его неполной углефикации.
Смолы – 5-25%
Горный воск или парафин – 50-75%
Бензольные соединения – 5-15%
Летучие вещества – до 50%
Они представляют собой газообразные вещества, которые выделяются при нагревании.

Благодаря наличию некоторых макрокомпонентов, этот материал используют в качестве сырья для получения смол, воска, ароматических соединений (бензолов).

Бурый уголь плохо хранится. На открытом воздухе он окисляется и теряет влагу. Поэтому через несколько месяцев он становится менее прочным, рассыпается на мелкие куски или пыль.

Используют бурый уголь в основном для отопления. На нем работают некоторые ТЭЦ. Качество его ниже, чем у каменного угля или антрацита, но потребителей привлекает цена. Применяется бурый уголь и в химической промышленности для получения жидкого топлива, некоторых органических веществ.

Каменный уголь

Самым популярным видом угля считается каменный. По степени метаморфизма он занимает среднее положение между бурым и антрацитом. Образовался вид 300-350 миллионов лет назад, в Протерозойскую и Палеозойскую эры. Самые молодые залежи относят к юрскому и меловому периодам. Расположены они на глубине от 500 м до 3 км, хотя встречаются пласты и на поверхности. Добывают уголь в основном закрытым способом и реже – открытым.

Каменный уголь – это черная матовая или блестящая порода с раковистым изломом. По характеру блеска материал разделяют на:

Блестящий
Полублестящий
Полуматовый
Матовый

Если провести каменным углем по светлой поверхности, он оставит на ней черный след. Структура у материала однородная, слоистая. Иногда внутри встречаются обуглившиеся останки растений. Под микроскопом в по р оде можно заметить споры, кутикулу.

Данный вид полезного ископаемого подразделяется на 15 марок с разной степенью метаморфизма, составом и свойствами. Подробнее об этом читайте на нашей странице Марки угля.

В каменном угле меньше парафинов (восков) и смол, чем в буром. Большинство органических соединений материала имеют циклическую структуру.

Элементарный состав этой разновидности:

Углерод – 75-92%
Кислород – 1,5-15%
Водород – 2,5-5,7%
Азот – 1-25%
Сера – 0,5-4%

Основные характеристики материала:

Зольность – от 2% до 40%
Количество летучих веществ колеблется от 8% до 48%
Влажность низкая, от 1% до 12%
Показатель высшей теплоты сгорания – 30-37 МДж, или 7000-8800 ккал
Реакция нейтральная, уголь не реагирует со слабыми растворами щелочей

Главные области применения каменной разновидности – энергетика и металлургия. Его закупают как топливо для ТЭЦ, частных домов и котельных. Незначительная часть применяется в химической промышленности, фармацевтике, для изготовления фильтров.

Антрацит

Антрацит – самый древний среди всех видов угля и считается конечным продуктом метаморфизма. Цикл превращения растительных остатков в антрацит занимает более 400 миллионов лет. Иногда материал рассматривают как переходный между углем и шунгитом. Шунгит (осадочная горная порода черного цвета) в свою оче р едь занимает промежуточное положение между антрацитом и графитом.

Залегает антрацит на большой глубине – от 1000 м до 3000-4000 м. Поэтому добывается он закрытым способом. Лишь в отдельных месторождениях его пласты находятся близко к поверхности.

На долю антрацита приходится лишь 3% среди всех мировых запасов угля. Больше всего их в Китае. Россия занимает второе место. Антрацит есть в Кузнецком, Таймырском, Тунгусском бассейнах.

На вид это порода черного или черно-серого цвета с ярким металлическим блеском. У антрацита высокие плотность (1500-1700 кг/м3) и вязкость, низкая спекаемость (способность переходить в пластическое состояние при нагревании без доступа кислорода). Он проводит электрический ток и притягивается магнитом.

Больше всего антрацит ценится за энергетические свойства. Его высшая теплота сгорания 35-40 МДж (8000-9000 ккал). При сжигании материал не дымит, практически не дает пламени и неприятного запаха. Выход летучих веществ у него не превышает 8% (чаще 3-4%), влажность всего 1-3%.

Элементарный состав антрацита:

Углерод – 94-97%
Кислород – 1-1,5%
Водород – 1-3%
Азот – 1-1,5%
Сера – 0,6-1%
Фосфор – 0,01-0,02%

В зависимости от содержания углерода, антрацит разделяют на 3 сорта:

Стандартный (SG)
Высокого качества (HG)
Све р хвысокого качества (UHG)

Основная сфера применения антрацита – энергетика (топливо для ТЭЦ). Материалом сверхвысокого качества заменяют кокс в доменных печах. Из антрацита делают фильтры, электроды, порошок в угольных микрофонах.

Ископаемый уголь – это очень неоднородный по своей структуре и свойствам материал. Поэтому у него очень много разных классификаций. В этой статье мы рассказали лишь об одной – виды угля по происхождению.

Если вы хотите узнать, какие еще классификации материала существуют, рекомендуем вам ознакомиться с другими статьями из этого раздела:

Применение каменного угля

Каменный уголь накапливается в при р оде в течение миллионов лет. Человечество знает о нем с давних времен. Но активно он начал использоваться всего 270 лет назад. И хватит его еще на 500 лет при современных темпах добычи уже разведанных запасов.

Применение каменного угля
Сферы применения
Для отопления
Для удобрения почвы
Для получения жидкого топлива
Другие области использования

Как топливо каменный уголь использовали еще в древней Греции и Китае, где его добывали примитивными способами. Известно, что в Украине люди добывали и использовали его в качестве топлива для создания бытовых предметов уже в IX-X столетиях. А поиск, разведка и промышленное применение каменного угля в России началось в XVIII столетии.

Каменный уголь имеет различные технологические и генетические характеристики, что дает возможность применять его как в качестве топлива, так и в других сферах. Так, он нашел свое применение в сельском хозяйстве и химической промышленности. Например, из него изготавливают к р исталлические решетки и коксовый газ. Из последнего делают углеводороды, которые идут на производство красок, лаков, линолеума и так далее.

Это далеко не все области применения, которыми может похвастаться каменный уголь. С каждым днем добыча и использование этого полезного ископаемого растут, поэтому и увеличиваются возможности его внедрения.

Сферы применения

Около 25% потребляемого объема каменного угля используется для технологических целей на промышленных предприятиях. Его перерабатывают либо применяют как сырье для производства кокса. Остальные 75% идут на выполнение энергетических задач. При этом больше половины этого объема используется в тепловых электрических станциях , а оставшаяся часть – в районных и промышленных котельных, а также для коммунально-бытовых, сельскохозяйственных, строительных и иных нужд.

Каменный уголь востребован во многих странах мира. С каждым годом объемы его использования только возрастают.

Таблица потребления каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

N	Страна	Объём (миллион тонн)
1	Китайская Народная Республика	3732
2	Индия	990
3	Соединённые Штаты Америки	730
4	Германия	232
5	Россия	207
6	Япония	190

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Таким образом, на первом месте по потреблению находится Китай, а Россия занимает пятую позицию.

Для наглядности, ниже представлены статистические данные о добыче каменного угля по всему миру в миллионах тонн.

Таблица добычи каменного угля согласно статистическим данным (за 2015 год)

N	Страна	Объём (миллион тонн)
1	Китайская Народная Республика	3523
2	Индия	716
3	Соединённые Штаты Америки	702,3
4	Австралия	481,3
5	Индонезия	461
6	Россия	408,9

Для вашего удобства ниже мы разместили эту таблицу в виде картинки:

Как и в таблице по потреблению , первое место по добыче занимает Китай. Россия расположилась на 6 месте.

А теперь перечислим основные сферы применения каменного угля:

Для отопления
Для удобрения почвы
Для получения жидкого топлива
Другие области использования

Ниже мы расскажем более подробно о каждом предназначении.

Для отопления

Основное применение каменного угля – это отопление зданий и помещений. Его использ у ют и для печного отопления частных домов, и для промышленных котельных.

У нас вы можете купить каменный уголь для:

Пройдя по ссылкам, вы сможете узнать, какой именно вид топлива подходит для домашнего и промышленного отопления.

В этой сфере каменный уголь обладает массой преимуществ:

Одна закладка топлива в котел горит в течение 10-12 часов.
Сырье можно использовать и в стационарных печках, и в переносных котлах.
У каменного угля высокая теплота сгорания – л у чшим считается тот, у которого показатель теплоотдачи выше 4700 ккал/кг.
Топливо легко перевозить и хранить.
Для отопления каменным углем не нужно сооружать сложные конструкции. Так, например, для газа прокладывают газопровод, для электрического отопления – электрическую сеть. В случае с углем все это не требуется.

Рассматривая преимущества использования каменного угля, нельзя не сказать о том, что при сгорании из него образуются парообразные и газообразные летучие продукты. Они негативно влияют на окружающую среду. При сгорании можно увидеть серовато-желтый, светло-серый или темно-серый дым. У древесного топлива он легкий и поднимается вверх, а у каменного угля он более темный и тяжело рассеивается в атмосферных слоях.

Негативные последствия использования каменного угля проявляются тем , что в почве оседают вредные соединения. Затем они попадают в растительные культуры, а потом по пищевой цепочке в организм животных и человека. Поэтому применение каменного угля низкого качества может негативно сказаться на здоровье людей. По этой причине перед продажей материал проверяются специалистами Роспотребнадзора.

Для того чтобы отопление каменным углем было эффективным, при выборе учитывается много факторов:

Площадь объекта
Толщина и материал стен
Тип и состояние дверей и окон
Вид котла или печи
Схема закладки сырья
Продолжительность холодного пе р иода и температура в регионе

Для удобрения почвы

Для почвы каменный уголь используют в виде золы. Ее вносят при выращивании растений, которые сильно нуждаются в сере.

К культурам, которые можно удобрять золой каменного угля, относятся:

При внесении угольной золы нужно учитывать , что в глинистые и тяжелые грунты ее вкапывают на глубину 20 см. Из-за вымывания осадками ее вносят в глинистые почвы под зиму, а в песчаные – весной.

Каменноугольное удобрение применяют в виде:

Раствора
Он готовится следующим образом: на 10 л воды добавляют 100 г угольной золы. Им поливают растения под корень. Перед применением раствор обязательно нужно разболтать, так как на дне емкости образуется осадок.
Настоя
10-литровое ведро наполняют на 1/3 золой и до краев наливают горячую воду. Смесь настаивают 2 дня, процеживают и используют для опрыскивания или внекорневой подкормки огородных и садовых культур.
Сухого удобрения
Его вносят не более 3 кг на 100 м2, раскидывая по участку и перекапывая на глубин у минимум 10 см.

Подкормка каменным углем содержит сульфиты, которые могут негативно повлиять на растения. Но сульфиты под воздействием кислорода окисляются, и отрицательное воздействие нивелируется. По этой причине золу после сгорания сразу не вносят, а просеивают и просушивают в сухом месте около 7-10 дней. После этого ее нужно или сразу вносить, или хранить в герметично закрытой таре.

В золе каменного угля содержатся окислы кремния, благодаря которым можно разрыхлить тяжелые глинистые и мокрые земли. Они усиливают структуру однородного грунта, увеличивая его влагопропускную способность и плодородие. Еще одной важной особенностью считается практически полное отсутствие хлора , который в больших количествах губительно воздействует на растения.

Каменноугольное удобрение не используется в песчаных грунтах и земле с высокой кислотностью. Дело в том, что в нем много серы, которая преобразуется в соли серной кислоты и способствует повышению кислотности. Рекомендуется сочетать золу с органическими (навоз, помет, перегной), аммониевыми и содержащими кальций подкормками.

Стоит отметить, что вносить золу каменного угля нужно в объеме не больше 5% от общей массы земли. Дело в том, что после сгорания в ней образуются тяжелые металлы и радиоактивные элементы. Избыточное внесение может привести к накоплению этих веществ, которые поглотят растения. Таким образом, только соблюдая пропорции, можно повысить плодородность грунта без вреда для р астений.

О том, как еще можно улучшить плодородность земли, читайте на странице Плодородие почвы: как его сохранить и повысить.

Для получения жидкого топлива

Главная проблема при использовании каменного угля – это много остаточных продуктов горения. Это привело к тому, что ученые создали способы получения жидкого топлива из угля. Такой синтетический топливный продукт имеет более удобную форму сжигания и не содержит много вредных компонентов.

Есть два проверенных способа:

Далее мы рассмотрим каждый способ.

Гидрогенизация

Для получения 800 кг топлива берут 1 т каменного угля. Для процесса главное, чтобы в угле содержалось 35% летучих элементов. Процесс гидрогенизации предполагает, что в уголь добавляют недостающий водород. С этой целью сырье помещают в автоклав и нагревают. Внутри температура составляет 500°С, а давление – 200 Бар. При такой методике получения жидкого топлива сырье проходит в автоклаве две фазы – жидкую и паровую. Уголь насыщается водородом , и происходит распад сложных органических соединений на простые. На выходе получается синтетический бензин или дизельное топливо. Теперь можно понять, насколько сложно такое производство. Самостоятельно наладить его не получится.

Газификация

Она представляет собой разложение твердотопливной продукции на газы. Для получения топлива их потом трансформируют в жидкий вид. Есть несколько способов газификации угля.

Первый метод – Фишера-Тропша. Он трудоемок и требует наличия сложного оборудования. Это нерентабельно, потому как тратится много каменного угля. И получается, что готовый бензин купить куда дешевле. К тому же, в процессе газификации выделяется огромное количество у глекислого газа, а это небезопасно.

Второй способ – термический. Он подразумевает нагрев сырья без кислорода. Для него тоже нужно специальное оборудование, поскольку температура трансформации угля в газ равна 1200°С. Главное преимущество термической газификации состоит в том, что одна часть газа идет на подогрев сырья, а другая на синтезирование топлива. Это минимизирует затраты, ведь каменный уголь подогревает себя сам.

Все способы получения топлива из каменного угля организуются только в промышленных условиях. Дома это сделать невозможно и совсем небезопасно.

Другие области использования

Каменный уголь нашел свое применение и в других областях.

После первичной переработки из него получают:

Кокс
Каменноугольную смолу
Аммиак

Затем на основе этого сырья изготавливают толуол, бензол, карбид кальция, нафталин, антрацен. В свою очередь эти компоненты входят в состав такой продукции как парфюмерные средства, растворители, пластмассы, лекарственные препараты, уксусная кислота, краски, взрывчатые вещества. То есть даже такие привычные нам духи , столовый уксус и некоторые лекарства – это производное каменного угля.

В остальных сферах жизни использовать каменный уголь нужно крайне осторожно. В некоторых случаях применять его нежелательно. Так, этот материал не подходит для мангала, на нем нельзя жарить шашлык, его не используют для розжига обычных костров, не добавляют в кальян. С чем это связано?

Дело в том, что у каменного угля высокая температура горения и большое содержание летучих веществ. А чтобы его разжечь своими силами, надо сильно постараться. К тому же, в материале есть примеси тяжелых металлов и опасных веществ. Да, их процент крайне мал , но он есть. По этой причине, кстати, не стоит давать золу каменного угля в качестве подкормки животным. В этом случае лучше использовать золу безопасного древесного угля.

Также каменный уголь не применяется в строительных и дорожных работах, в благоустройстве территории.

Каменный уголь – неотъемлемая часть нашей жизнедеятельности. Его использование оправдано в самых разных сферах, начиная от отопления, и заканчивая народным хозяйством и медициной.

Хотите узнать больше?

О том, что такое каменный уголь, какие у него есть виды и свойства, читайте на странице Каменный уголь.

Другие полезные статьи и советы по этому материалу вы найдете в разделе Все о каменном угле.

Хотите узнать, какой материал подойдет для ваших целей?

Тогда рекомендуем изучить нижеуказанные страницы. На них вы найдете подробную информацию о том, как выбрать каменный уголь для тех или иных работ.

Читайте также: