Carbó: composició, aplicació, mètodes d'extracció

2024 Autora: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificació: 2023-12-17 10:21

Aquesta roca, que es forma en el gruix de l'escorça terrestre, és molt diversa. Fins ara, es distingeixen les seves varietats, com, per exemple, carbó marró, antracita, carbó. La composició del carbó és humitat i impureses minerals. Tanmateix, pel que fa a la humitat, redueix significativament la calor de combustió.

La composició de la raça. Productes químics

A més del fet que el carbó conté humitat, també conté una substància com el sofre. Aquesta impuresa també es considera perjudicial i no està continguda en la seva forma pura, sinó en la composició d'impureses com la pirita, el calci, el sulfat de ferro. Quan s'utilitza carbó, o millor dit, quan es crema amb aquestes impureses a la composició, es formarà una evaporació nociva: diòxid de sofre o diòxid de sofre. Té un efecte bastant negatiu sobre la salut humana si es respira. És capaç de provocar una ràpida corrosió del metall, així com d'enverinar l'atmosfera amb els seus fums. Cal tenir en compte que el contingut de sofre en la composició del carbó, que s'extreu a la conca del Donets, és força baix. L'indicador d'aquesta substància és només de l'1-2%. Si es compara amb les conques de les regions central i nord, el contingut d'aquesta impuresa nociva només comença a partir del 3,5%. Completla composició química de les matèries primeres és la següent:

• percentatge més alt de carboni: del 50 al 96%;
• després del carboni arriba l'oxigen, el contingut del qual és del 25 al 37%;
• el tercer d'aquesta llista és l'hidrogen, el seu percentatge és del 3 al 6%;
• L'últim producte químic és el nitrogen, el seu contingut pot ser de 0 a 2,7%.

Torba

Avui també s'utilitza la torba, que és les restes de roca. S'utilitza força àmpliament, malgrat que es considera, de fet, un residu. Val la pena assenyalar aquí que la composició d'aquest tipus de carbó difereix perquè el contingut quantitatiu de totes les impureses nocives, inclòs el sofre, és molt menor. El percentatge de carboni de l'element químic també va baixar al 50-60%.

Carbón

Per si sol, la lignita és una massa terrosa amb una densitat força alta, que es forma a partir de torba, però que alhora conserva perfectament la seva estructura llenyosa. L'ús d'aquest tipus de carbó és molt menys habitual que la pedra, per exemple. Això es deu al fet que quan es crema, crea una flama fumada, que també crea una olor força desagradable. S'utilitza més sovint en la destil·lació en sec. Amb la seva ajuda, és possible obtenir substàncies com, per exemple, amoníac amb àcid acètic. Aquesta raça es considera la més jove de totes les altres varietats. La composició d'aquest tipus de carbó és la següent:

• com ael tipus anterior, el carboni preval aquí - 50-77%;
• contingut d'oxigen és pràcticament el mateix: 26-37%;
• El percentatge d'hidrogen és 3-5 i el nitrogen és 0-2.

Val la pena afegir que el fort desenvolupament de la tecnologia ha fet que els tecnòlegs hagin après com obtenir gas sintètic a partir d'aquesta matèria primera, que es pot utilitzar com a alternativa al fuel.

Carbó

Aquest material fòssil és un material de transició del lignit a l'antracita. Es diferencia en que és un excel·lent combustible, a diferència de la matèria marró. És aquesta raça la que més s'explota en els nostres temps. S'utilitza més com a combustible per a centrals tèrmiques, per exemple. És excel·lent per escalfar habitatges particulars, per al funcionament de fàbriques, etc. El poder calorífic que té aquest tipus de matèria primera és molt superior al del marró. Com a impureses nocives, aquest tipus de carbó conté humitat en una quantitat del 3 al 12%. A més, també conté un 32% de substàncies volàtils combustibles.

La composició química és diferent de l'espècie anterior. La quantitat de carboni és molt més alta: del 75 al 93%. El contingut d'oxigen va disminuir significativament - 3-19%, el contingut d'hidrogen es va mantenir aproximadament al mateix nivell - 4-6%. L'indicador de nitrogen encara és baix: fins a un 2,7%.

Si fas la pregunta, quin carbó és millor, llavors la resposta, molt probablement, serà la següent: antracita. Es diferencia en què la seva estructura és el més densa possible, la superfície és una mica brillant i el poder calorífic té el millor indicador. El seu únic inconvenient és que s'il·lumina força malament. Molt sovint s'utilitza per fer coses com elèctrodes de carboni, pasta d'elèctrodes. El seu ús com a matèria primera combustible en la indústria metal·lúrgica és molt comú. La profunditat d'aparició d'aquesta roca és bastant gran: 6 km. Dels productes químics, conté carboni en una quantitat del 95-97%, així com hidrogen, de l'1 al 3%.

Mètode d'extracció

Val la pena assenyalar que el mètode d'extracció depèn molt de la ubicació del jaciment de carbó, o millor dit, de la profunditat de la seva aparició. En funció d'aquest factor, es distingeixen un mètode obert (pedrera) i un mètode de mina, tancat. Cada mètode es distingeix per la seva tecnologia, així com pels avantatges i desavantatges.

Open Mining

El principal avantatge de la mineria de carbó a cel obert és la relativa seguretat. El cas és que només s'utilitza si la profunditat de la roca no supera els 100 metres. En altres paraules, no es crea cap eix que pugui col·lapsar-se durant un accident. El procés d'extracció en si es porta a terme segons el procediment següent.

Primer cal eliminar la capa superior de terra que cobreix la roca. Aquesta capa s'anomena sobrecàrrega i el mètode d'eliminació és sobrecàrrega. Aquest procediment, depenent del tipus de sòl, es realitza amb l'ajuda de bulldozers, draglines, excavadores de rodes de cub o rascadors. Després d'eliminar la capa de sòl, podeu procedir a triturar la roca. PerPer a això s'utilitzen trituradores, pistoles d'aigua, excavadores i altres equips. Si la roca del jaciment de carbó és massa densa, en casos rars, s'utilitza la perforació i el volat de carbó. Aquest mètode d'extracció normalment cobreix una àrea bastant gran.

Pel que fa a les deficiències del mètode, són les següents:

• En primer lloc, causant danys ambientals importants al jaciment miner.
• En segon lloc, tota la roca que s'extreu d'aquesta manera conté una gran quantitat d'impureses nocives en la seva composició.

Els principals avantatges de la mineria de carbó a cel obert, a més de la seguretat, són l' alta velocitat, així com l'economia.

Segon mètode

Tancat, o el mètode de la mina, com podeu suposar, s'utilitza si la roca es troba prou profunda sota terra. En terreny pla, es formen canals verticals o horitzontals fins a la mateixa veta amb carbó, després de la qual cosa es crea una mina. Si la veta de carbó es troba en una zona muntanyosa, aleshores l'adi és el lloc que obre el treball.

La mineria subterrània del carbó es pot dur a terme mitjançant murs llargs o mitjançant el mètode d'habitació i pilar. Les laves són cares llargues. Pot haver-hi una o més cares d'aquest tipus en una mina. En aquestes cares, el carbó es talla a trossos amb una combinació de mineria. Per lliurar matèries primeres a la superfície, s'utilitza la mateixa recol·lectora. Carrega la roca a la cinta transportadora. Si utilitzeu aquest mètode, podeu obtenir gairebé tot el carbó que hi haformació. Si el carbó no és massa profund, s'utilitza el mètode d'habitació i pilar. En aquest cas, s'utilitzen pals i passatges horitzontals, que es formen entre ells.

En l'actualitat, s'estan produint canvis a la indústria del carbó. S'està introduint la tecnologia d'un sistema de producció automatitzat integrat amb l'ús de suports de coberta elèctrics. S'està desenvolupant activament un mètode que permetrà el control remot de tots els mecanismes de mineria.

Els avantatges del mètode inclouen els següents:

• el carbó resultant serà de molt alta qualitat;
• aquest tipus de mineria és molt menys perjudicial per al medi ambient;

Entre les mancances, val la pena destacar que aquest mètode és el mètode d'explotació minera més perillós i que també requerirà importants costos financers per a la seva implementació.

Conca del carbó de Donetsk

Aquesta conca es troba al territori de regions com Donetsk, Luhansk, Dnepropetrovsk del costat d'Ucraïna. A més, també es troba al territori de la regió de Rostov de la Federació Russa. L'àrea total d'aquesta conca és d'aproximadament 60 mil km2, 50 mil dels quals es troben al territori d'Ucraïna. Si parlem de la seva longitud, és d'uns 650 km en direcció sublatitudinal. Al mateix temps, la seva amplada màxima arriba només als 200 km. Pel que fa a la qualitat i propietats del carbó extret, són molt diferents. El cas és que a la conca del carbó de Donetsk hi ha un totsèrie metamòrfica d'aquest fòssil. En altres paraules, aquí es pot extreure qualsevol carbó, des del marró fins a l'antracita.

Carbó vegetal de qualitat

Sovint sorgeix la pregunta de com determinar la qualitat del carbó adequat per encendre una caldera de combustible sòlid. No cal conèixer totes les seves propietats. Fixeu-vos en el següent:

• Contingut calòric o calor de combustió. Aquesta característica descriu quanta calor pot produir un combustible sòlid quan es crema.
• El contingut de cendra és la principal característica de la qualitat de les matèries primeres. Com més petit sigui l'indicador numèric d'aquesta característica, millor serà el carbó, la qual cosa significa que emetrà més calor durant la combustió. Per a races de qualitat, la taxa és inferior al 25%.
• És important controlar la humitat. Pot ser extern o intern. L'exterior es pot treure simplement assecant el carbó, però l'interior només es pot treure cremant.

Carbó activat

L'estructura d'aquest carbó és porosa i s'obté a partir de diversos altres materials que contenen carboni que són d'origen orgànic. El carboni en aquestes matèries primeres serà del 87 al 97%; També hi ha hidrogen, nitrogen i oxigen. Pel que fa a la seva composició química, aquest tipus de carbó s'assembla més al grafit. A més, aquest tipus de matèria primera es pot dividir en diverses classes segons el tipus de matèria primera a obtenir, segons el mètode d'activació, el mètode d'activació i la finalitat.