2.3 Тәжірибелік сабақтар

Тәжірибелік сабақ № 1. Көмірдің шығу тегі

Тапсырма

1. Шығу тегі

2. Анықтамалар

Әдістемелік ұсыныстар. Негізгі компонент құрамы бойынша — органикалық зат — көмірлер 3 генетикалық топқа бөлінеді:

• гумолиттер (гумусты көмірлер)

• сапропелиттер

• сапро-гумолиттер

Гумолиттер артық қасиетке ие, бастапқы материалы жердегі өсімдіктердің жоғары қалдықтары болғандықтан. Жиналған өсімдікті материал биохимиялық ыдырау нәтижесінде торфқа өңделді оған біршама әсер еткен сулы ортаның химиялық құрамы.

Анаэробты жағдай (сулы ортадағы) органикалық материалдың гелденуіне әкелді — блестящих түзілу негіздері — витринитті немесе гелинитті көмірлер.

Аэробты жағдай мен тотықтырушы орта тіндердің фюзенизациялануына көмектесті — фюзинитті көмірлердің талшықты және сажалық түзілуіне.

Сапропелиттер (сапропелді көмірлер) — төменгі өсімдіктер мен микроорганизмдердің планктондарының түрлену өнімдері олар теңіз жағасы мен көлдерде жиналған. Органикалық заттарының түрлену сатысы бірдей болғанда сапропелиттерді гумолиттерден ұшқыш заттардың жоғары шығымымен (60-80%) және сутек құрамымен (8- 12%) ажыратады.

Сапрогумолиттер — ауыспалы көмірдің әртүрлілігі, жоғарғы және төменгі өсімдіктер түрлену өнімдері. Сапропелиттер мен сапрогумолиттер қабаттар түрінде және гумусты көмір линзалары ортасында жатады. Сапропелиттердің жоғарызольды әртүрлілігін ыстық сланцтар деп атайды, олар өздерінің бассейні мен кенорнын құрып алады.

Минералды қоспалар жұқадисперсті күйде органикалық массада болады, әлде жұқа қабат пен линза сонымен қатар кристаллдар түрінде. Көмірдегі минералды қоспа көзі:

• өсімдік-көміртүзушінің неорганикалық құрамдас бөлігі

• материал, торфтүзілу аумағында сумен желмен келген

• минералды жаңа түзілімдер, су ерітіндісінен бөлінген, торфяникте циркулденуші

минералды қоспа құрамы — кварц, балшықты минералдар, дала шпаты, пирит, марказит, карбонаттар мен өзге қосылыстар, құрамында Si, Al, Fe, Ca, Mg, К, Na, Ti, сирек және таралушы элементтер бар (U, Ge, Ga, V және басқа). Минеарлды қоспа құрамы кең аумақта өзгереді оның көп бөлігі көмірді жаққанда күлге айналады.

Бастапқы материалдағы ерекшелік, торфяниктің сулану дәрежесі, ортаның химиялық құрамы мен тұнба және торфжиналу жағдайы, микробиологиялық процестердің тотығуы мен тотықсыздануы жүруін негіз салды, солайша көмірдің әртүрлі генетикалық типі үшін торфты сатыда негіз құрды. Торфтүзілу мен торфжиналу торфяниктің тұнбамен жабылуымен аяқталды. Салыстрмалы түрде жоғары емес температура мен қысымда диагенетикалық (тығыздану, қалдықтар дегидратациялануы, газбөліну) және биохимиялық процестердің тотықсыздандыру сипаты торфтың сұр көмірге айналуына әкелді.

Көмірлер, әлсіз ыдыраған ағаш қалдығы кіретін, жерлік көмірлермен цементтелген, лигниттер деп аталады.

Сұр көмірлер — көмірдің кең таралған бір түрі. Сұр көмір қоры үлесі мен лигниттердің әлемдік қоры — 42%. Онша терең емес жерде жату мен көмір пластардың үлкен мықтылығы талдаудың ашық тәсілін кең қолдануға мүмкіндік береді, экономикалық және техникалық артықшылықтар көбінше шикізаттың төмен сапасын компенсациялайды.

Ұзақ уақыт жоғары қысым мен температура әсері сұр көмірді тас көмірге айналдырады ал соңғысы - антрациттерге. Біртіндеп химиялық құрамының қайтымсыз өзгеруі процесі (алдымен прежде всего в направлении обуглероживания), торфтан антрацитке өзгергендегі органикалық заттың физикалық және технологиялық қасиетінің түрленуі углефикация деп аталады.

Сұр көмірдің тасқа ал оның антрацитке түрленуіндегі углефикация жер қыртысында өтетін процестерге негізделген көмір метаморфизмі деп аталады.

Көмір метаморфизміндегі органикалық заттың құрылымдық-молекулалық қайта құрылуы онда көміртек құрамы салыстрмалы жоғарлауымен, оттек құрамы, ұшқыш заттар шығымы төмендеуімен бірге жүреді. Углефикацияның орташа сатыларында сутек құрамы, жану жылуы, қаттылығы, тығыздығы, сынғыштығы, оптикалық, электрлік және басқа да көмірдің физикалық қасиеттері өзгереді.

2. Қазба көмірлері — қатты ыстық тұнған пайдалы қазбаны. Қазба көмірлерінің құрамына келесі негізгі компоненттер кіреді: органикалық заттар — ылғал мен минералды қоспаның, планктондардың микроорганизмдері қатысуымен жоғарғы және төменгі өсімдіктердің түрлену өнімі.

Сұр, тас көмір және антрациттерге бөлінеді. Жер қыртысында көмір қазбалары пласт, пласттәрізді және линзатәрізді залеждер болады да жер тәрізді, массивті, қабатты немесе дәндік текстуралы, қоңырдан қараға дейінгі түсте болады.

Көмір қазбалары негізінен энергетикада, металлургиялық кокс алуға, химия өнеркәсібінде қолданады.

Негізгі технологиялық сипаттамалары: зольдық, ылғал құрамы, күкірт, ұшқыш заттар шығымы. әлемдік қоры шамамен 3700 млрд. т.

Басты өндіретін елдері: Ресей, АҚШ, Австралия, Украина, Германия.

Антрацит — углефикацияның жоғарғы қазба көмірі.

Тығыздығы 1500–1700 кг/м3; жану жылуы 33,8–35,2 МДж/кг.

Құрамында (ыстық массада) 9% дейін ұшқыш заттар, 93,5-97% көміртек.

Жоғарысапалы энергетикалық отын.

Карбид, электродтар және басқа өндірістерде қолданылады.

Антрациттің басты кенорындары — Ресей Федерациясында, Украинада, АҚШта және Қытайда.

Көмірдің басқа түрлері:

• Сұр көмір

• Тас көмір

Тас көмір — қазбалы көмір орташа углефикация дәрежесімен.

Ыстық массада 75 ден 92% көміртек, 7 ден 42% ұшқыш заттар болады.

Жану жылуы 30,5–36,8 МДж/кг.

Ұшқыш заттар шығымы мен бірігуі бойынша маркаларға бөлінеді: ұзынжалынды (Ұ), газды (Г), газды-майлы (ГМ), майлы (М), коксті-майлы (КМ), коксті (К), кедейленген-бірігуші (КБ), кедей (Т), әлсізпісуші (СС).

Энергетикалық отын, сұйық отын алуға арналған шикізат.

Маркалары Г — ОС — коксхимиялық шикізат.

Сұр көмір — углефикация дәрежесі біршама төмен қазбалы көмір. Торфтан тас көмірге өтуші ауыспалы форма.

Органикалық масса тығыздығы 1,2–1,5 г/см3.

Ыстық массаның жыну жылуы 22,6–31 МДж/кг (5400–7400 ккал/кг).

Ылғалдылығы бойынша сұр көмірлер технологиялық топтарға бөлінеді: Б1 (св. 40%), Б2 (30-40%) және Б3 (до 30%).

Энергетикалық отын және химиялық шикізат.

Негізгі әдебиет [5(135-170)]

Қосымша әдебиет [8(130-136)]

Бақылау сұрақтары:

1. Көмірдің шығу тегі туралы айтыңыз.

2. Көмірге қатысты анықтамалар қандай болады?