Carvão: composição, aplicação, métodos de extração

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Última modificação: 2023-12-17 10:38

Esta rocha, que se forma na espessura da crosta terrestre, é muito diversificada. Até o momento, suas variedades são diferenciadas, como, por exemplo, carvão marrom, antracito, carvão. A composição do carvão é umidade e impurezas minerais. No entanto, em relação à umidade, reduz significativamente o calor de combustão.

A composição da raça. Químicos

Além do fato de o carvão conter umidade, ele também contém uma substância como o enxofre. Essa impureza também é considerada nociva, e não está contida em sua forma pura, mas na composição de impurezas como pirita, cálcio, sulfato de ferro. Quando o carvão é usado, ou melhor, quando é queimado com tais impurezas na composição, a evaporação prejudicial se forma - dióxido de enxofre ou dióxido de enxofre. Tem um efeito bastante negativo na saúde humana se for respirado. É capaz de causar rápida corrosão do metal, além de envenenar a atmosfera com seus fumos. Deve-se notar que o teor de enxofre na composição do carvão, que é extraído na Bacia de Donets, é bastante baixo. O indicador desta substância é de apenas 1-2%. Se comparado com as bacias das regiões centro e norte, o teor dessa impureza prejudicial nelas começa apenas em 3,5%. Cheioa composição química das matérias-primas é a seguinte:

• maior porcentagem de carbono - de 50 a 96%;
• depois do carbono vem o oxigênio, cujo teor é de 25 a 37%;
• o terceiro desta lista é o hidrogênio, sua porcentagem é de 3 a 6%;
• O último produto químico é o nitrogênio, seu conteúdo pode ser de 0 a 2,7%.

Turfa

Hoje também se usa a turfa, que são os restos de rocha. É bastante utilizado, apesar de ser considerado, de fato, um desperdício. Vale a pena notar aqui que a composição deste tipo de carvão difere em que o teor quantitativo de todas as impurezas nocivas, incluindo o enxofre, é muito menor. A porcentagem do elemento químico carbono também caiu para 50-60%.

Carvão marrom

Por si só, a lenhite é uma massa terrosa com densidade bastante alta, formada a partir de turfa, mas ao mesmo tempo mantém perfeitamente sua estrutura lenhosa. O uso desse tipo de carvão é muito menos comum do que a pedra, por exemplo. Isso se deve ao fato de que, quando queimado, cria uma chama esfumaçada, que também cria um odor bastante desagradável. É mais frequentemente usado na destilação seca. Com sua ajuda, é possível obter substâncias como, por exemplo, amônia com ácido acético. Esta raça é considerada a mais jovem de todas as outras variedades. A composição deste tipo de carvão é a seguinte:

• como emdo tipo anterior, o carbono prevalece aqui - 50-77%;
• teor de oxigênio é praticamente o mesmo - 26-37%;
• porcentagem de hidrogênio é 3-5 e nitrogênio é 0-2.

Vale acrescentar que o forte desenvolvimento da tecnologia fez com que os tecnólogos tenham aprendido a obter gás sintético a partir dessa matéria-prima, que pode ser utilizada como alternativa ao óleo combustível.

Carvão

Este material fóssil é um material de transição de linhito para antracito. Difere por ser um excelente combustível, ao contrário da matéria marrom. É esta raça que é a mais minada em nosso tempo. É mais amplamente utilizado como combustível para usinas termelétricas, por exemplo. É excelente para o aquecimento de casas particulares, para o funcionamento de fábricas, etc. O poder calorífico que este tipo de matéria-prima possui é muito superior ao da castanha. Como impurezas nocivas, esse tipo de carvão contém umidade em uma quantidade de 3 a 12%. Além disso, também contém 32% de substâncias voláteis de queima.

A composição química é diferente das espécies anteriores. A quantidade de carbono é muito maior - de 75 a 93%. O teor de oxigênio diminuiu significativamente - 3-19%, o teor de hidrogênio permaneceu aproximadamente no mesmo nível - 4-6%. O indicador de nitrogênio ainda está baixo - até 2,7%.

Se você fizer a pergunta, qual carvão é melhor, então a resposta para ela, provavelmente, será a seguinte: antracite. Difere em que sua estrutura é a mais densa possível, a superfície é um pouco brilhante e o poder calorífico tem o melhor indicador. Sua única desvantagem é que ilumina muito mal. Na maioria das vezes, é usado para fazer coisas como eletrodos de carbono, pasta de eletrodos. Seu uso como matéria-prima combustível na indústria metalúrgica é muito comum. A profundidade de ocorrência desta rocha é bastante grande - 6 km. Dos produtos químicos, contém carbono em uma quantidade de 95-97%, bem como hidrogênio - de 1 a 3%.

Método de mineração

Vale ress altar que o método de extração é muito dependente da localização do depósito de carvão, ou melhor, da profundidade de sua ocorrência. Dependendo desse fator, distinguem-se um método aberto (pedreira) e um método fechado de mina. Cada método se distingue por sua tecnologia, bem como por suas vantagens e desvantagens.

Mineração Aberta

A principal vantagem da mineração de carvão a céu aberto é a relativa segurança. O fato é que ele é usado apenas se a profundidade da rocha não for superior a 100 metros. Em outras palavras, nenhum poço é criado que possa desmoronar durante um acidente. O processo de mineração em si é realizado de acordo com o seguinte procedimento.

Primeiro você precisa remover a camada superior do solo que cobre a rocha. Essa camada é chamada de sobrecarga e o método de sua remoção é a sobrecarga. Esse procedimento, dependendo do tipo de solo, é realizado com a ajuda de tratores, draglines, escavadeiras de roda de caçamba ou raspadores. Depois que a camada de solo é removida, você pode prosseguir com o esmagamento da própria rocha. Porbritadores, pistolas de água, tratores e outros equipamentos são usados para isso. Se a rocha no depósito de carvão for muito densa, em casos raros, é usada a perfuração e detonação do carvão. Este método de mineração geralmente cobre uma área bastante grande.

Quanto às deficiências do método, elas são as seguintes:

• Primeiro, causando danos ambientais significativos no local de mineração.
• Segundo, toda a rocha que é extraída dessa forma contém uma grande quantidade de impurezas nocivas em sua composição.

As principais vantagens da mineração de carvão a céu aberto, além da segurança, são a alta velocidade e a economia.

Segundo método

Fechado, ou o método da mina, como você pode imaginar, é usado se a rocha estiver suficientemente profunda no subsolo. Em terreno plano, canais verticais ou horizontais são formados até a costura com carvão, após o que uma mina é criada. Se a camada de carvão estiver localizada em uma área montanhosa, o adit é o local que abre o trabalho.

A mineração subterrânea de carvão pode ser realizada usando longwalls ou pelo método de sala e pilar. Lavas são rostos compridos. Pode haver um ou mais desses rostos em uma mina. Em tais faces, o carvão é cortado em pedaços usando uma colheitadeira de mineração. Para entregar a matéria-prima à superfície, é utilizada a mesma colheitadeira. Ele carrega a pedra no transportador. Se você usar esse método, poderá obter quase todo o carvão contido noformação. Se o carvão não for muito profundo, é usado o método de sala e pilar. Neste caso, são utilizados postes e passagens horizontais, que se formam entre eles.

Atualmente, as mudanças estão ocorrendo na indústria do carvão. A tecnologia de um sistema de produção automatizado integrado com o uso de suportes de teto motorizados está sendo introduzida. Um método está sendo desenvolvido ativamente que permitirá o controle remoto de todos os mecanismos de mineração.

As vantagens do método incluem o seguinte:

• o carvão resultante será de altíssima qualidade;
• esse tipo de mineração é muito menos prejudicial ao meio ambiente;

Entre as deficiências, vale destacar que este método é o método de mineração mais perigoso, e também exigirá custos financeiros significativos para sua implementação.

Bacia de Carvão de Donetsk

Esta bacia está localizada no território de regiões como Donetsk, Luhansk, Dnepropetrovsk do lado da Ucrânia. Além disso, também está localizado no território da região de Rostov da Federação Russa. A área total desta bacia é de aproximadamente 60 mil km2, dos quais 50 mil estão localizados no território da Ucrânia. Se falarmos sobre seu comprimento, são cerca de 650 km na direção sublatitudinal. Ao mesmo tempo, sua largura máxima atinge apenas 200 km. Quanto à qualidade e propriedades do carvão extraído, são muito diferentes. A coisa é que na bacia de carvão de Donetsk há todo umsérie metamórfica deste fóssil. Em outras palavras, qualquer carvão pode ser extraído aqui - do marrom ao antracito.

Carvão para acender de qualidade

Muitas vezes surge a questão de como determinar a qualidade do carvão adequado para acender uma caldeira de combustível sólido. Não é necessário conhecer todas as suas propriedades. Preste atenção ao seguinte:

• Teor calórico, ou calor de combustão. Esta característica descreve quanto calor um combustível sólido pode produzir quando queimado.
• O teor de cinzas é a principal característica da qualidade das matérias-primas. Quanto menor o indicador numérico dessa característica, melhor será o carvão, o que significa que ele liberará mais calor durante a combustão. Para raças de qualidade, a taxa é inferior a 25%.
• É importante monitorar a umidade. Pode ser externo ou interno. O externo pode ser removido simplesmente secando o carvão, mas o interno só pode ser removido queimando.

Carvão ativado

A estrutura deste carvão é porosa e é obtida a partir de vários outros materiais contendo carbono de origem orgânica. O carbono nessas matérias-primas será de 87 a 97%; hidrogênio, nitrogênio e oxigênio também estão presentes. Em termos de composição química, este tipo de carvão é mais semelhante ao grafite. Além disso, esse tipo de matéria-prima pode ser dividido em várias classes dependendo do tipo de matéria-prima a ser obtida, de acordo com o método de ativação, método de ativação e finalidade.