Кам'яне́ вугі́лля (англ. black, bitoumi-nous, mineral coal; нім. Stein-kohle) — тверда горюча корисна копалина, один з видів вугілля викопного, проміжний між бурим вугіллям і антрацитом.
Характеристика
Щільна порода чорного, іноді сіро-чорного кольору. Блиск смоляний або металічний. В органічній речовині кам'яного вугілля міститься 75-92 % вуглецю, 2,5-5,7 % водню, 1,5-15 % кисню. Містить 2-48 % летких речовин. Вологість 1-12 %. Вища теплота згоряння в перерахунку на сухий беззольний стан 30,5-36,8 МДж/кг.
Утворення кам'яного вугілля характерне майже для всіх геологічних систем — від девону до неогену (включно); воно активно утворювалося в карбоні, пермі, юрі. Залягає кам'яне вугілля у формі пластів і лінзовидних покладів різної потужності (від десятків см до декількох десятків і сотень м) на різних глибинах (від виходів на поверхню до 2500 м і глибше).
Кам'яне вугілля характеризується нейтральним складом органічної маси. Воно не реагує зі слабими лугами ні в звичайних умовах, ні під тиском. Бітуми кам'яного вугілля, на відміну від вугілля бурого, представлені переважно сполуками ароматичної структури. У кам'яному вугіллі не виявлені жирні кислоти і естери, мало сполук зі структурою парафінів.
Вугільна речовина є неферомагнітною (діамагнітною), мінеральні домішки характеризуються парамагнітними властивостями.Магнітна сприйнятливість вугілля зростає зі збільшенням їх стадії метаморфізму. За своїми тепловими властивостями кам'яне вугілля наближається до теплоізоляторів.
Головні технологічні властивості кам'яного вугілля, що визначають його цінність: спікливість і коксівна здатність.
Поклади
Найбільші розвідані запаси кам'яного вугілля в Україні зосереджені в Донецькому кам'яновугільному басейні та у Львівсько-Волинському вугільному басейні.
За кордоном — в Карагандинському, Південно-Якутському, Мінусинському, Буреїнському, Тунгуському, Ленському, Таймирському, Аппалачському, Пенсильванському, Нижньорейнсько-Вестфальському (Рурському), Верхньосілезькому, Остравсько-Карвінському, Шаньсі, Південно-Уельському басейнах.
Серед найбільших кам’яновугільних басейнів, промислова розробка яких розпочалась у XVIII–XIX ст., виділяють Центральну Англію, Південний Уельс, Шотландію таНьюкасл (Великобританія); Вестфальський (Рур) та Саарбрюккенський басейни (Німеччина); родовища Бельгії та Північної Франції; басейни Сент-Етьєна (Франція); Сілезії (Польща); Донецький ба-сейн (Україна).
Використання
Кам'яне вугілля використовується як технологічна, енерго-технологічна і енергетична сировина, при виробництві коксу і напівкоксу з отриманням великої кількості хімічних продуктів (нафталін, феноли, пек тощо), на основі яких одержують добрива, пластмаси, синтетичні волокна, лаки, фарби і т.і.
Один з найперспективніших напрямів використання кам'яного вугілля — скраплення (зрідження) — гідрогенізація вугілля з отриманням рідкого палива.
При переробці кам'яного вугілля отримують також:
- активне вугілля, штучний графіт і т. д.;
- в промислових масштабах вилучається ванадій, ґерманій і сірка;
- розроблені методи отримання ґалію, молібдену, цинку, свинцю.
Існують різні схеми неенергетичного використання кам'яного вугілля на основі термохімічної, хімічної та іншої переробки з метою їх повного комплексного використання і забезпечення охорони довкілля. Для задоволення потреб економіки Україна щорічно використовує близько 100 млн т вугілля, з яких майже 80 млн т видобувається вітчизняними підприємствами.
Переробка вугілля
Види палива
У залежності від способів добування паливо ділять на природне і штучне. Існуючі види палива за агрегатним станом поділяють на: тверді, рідкі, газоподібні.
- горючі рідини, одержані під час переробки твердих видів палива (вугілля, торфу, сланців);
- спирти та їх суміші, олії, інше рідке біологічне паливо, одержане з біологічної сировини;
- горючі рідини, одержані з промислових відходів, стічних вод, виливів;
- газ (метан) вугільних родовищ, а також газ, одержаний у процесі підземної газифікації та підземного спалювання вугільних пластів;
- газ, одержаний під час переробки твердого палива (кам’яне та буре вугілля, горючі сланці, торф), природних бітумів, важкої нафти.
Значення основних видів палива в енергетиці країни
Сьогодні у світі в середньому на одну людину споживаються 2 кВт енергії на рік. Основні джерела енергії, що використовується зараз у світі, - це нафта, вона забезпечує 40% виробництва енергії, вугілля – 26%, природний газ – 24%. , некомерційні джерела (дрова, відходи сільськогосподарського виробництва)- (4%), ядерна енергія (4%), альтернативні джерела (0,7%).
Лабораторний дослід 3: Ознайомлення
зі зразками продуктів коксування вугілля та різних видів палива.
Виконуємо лабораторну роботу відповідно до виданих інструктивних карток.
Фото колекцій:
