Применение его настолько многофункционально, что порой просто диву даешься. В такие моменты, невольно закрадывается сомнение, а в голове звучит вполне логический вопрос: «Что? Это все уголь?!». Все привыкли считать уголь всего лишь горючим материалом, но, на самом деле, спектр применения его настолько широк, что кажется просто невероятным.

Образование и происхождение пластов каменного угля

Появление каменного угля на Земле относится к далекой Палеозойской эре, когда планета находилась еще в стадии развития и имела совершенно чуждый для нас вид. Формирование пластов каменного угля началось примерно 360.000.000 лет назад. Происходило это в основном в донных отложениях доисторических водоемов, где миллионы лет накапливались органические материалы.

Проще говоря, уголь - это останки тел гигантских животных, стволов деревьев и прочих живых организмов, погружавшихся на дно, истлевавших и прессовавшихся под толщей воды. Процесс формирования залежей довольно длительный, и для образования угольного пласта требуется как минимум 40.000.000 лет.

Добыча каменного угля

Люди очень давно поняли, насколько важен и незаменим и применение же его смогли оценить и приспособить с таким размахом относительно недавно. Масштабная разработка месторождений угля началась лишь в XVI-XVII вв. в Англии, а добытый материал использовался в основном для выплавки чугуна, необходимого для изготовления пушек. Но добыча его по нынешним меркам была столь ничтожна, что промышленной ее никак нельзя назвать.

Крупномасштабная добыча началась только ближе к середине XIX в., когда развивающейся индустриализации стал просто необходим каменный уголь. Применение его, впрочем, в то время ограничивалось исключительно сжиганием. Сейчас во всем мире работают сотни тысяч шахт, в день добывающих больше, чем за несколько лет в XIX в.

Разновидности каменного угля

Залежи пластов угля могут достигать глубины нескольких километров, уходящих в толщу земли, но не всегда и не везде, потому как он и по содержанию, и по внешнему виду неоднороден.

Различают 3 основных вида этого ископаемого: антрацитный, бурый уголь, а также торф, который очень отдаленно напоминает уголь.

Антрацит самое древнее образование на планете подобного рода, средний возраст этого вида составляет 280.000.000 лет. Он очень твердый, имеет высокую плотность, а содержание в нем углерода составляет 96-98%.

Твердость и плотность относительно невелика так же, как и содержание в нем углерода. Он имеет нестойкую, рыхлую структуру и к тому же перенасыщен водой, содержание которой в нем может доходить до 20%.

Торф тоже относят к разновидности угля, но еще не сформировавшегося, поэтому к каменному углю он не имеет никакого отношения.

Свойства каменного угля

Сейчас уже трудно себе представить другой материал более полезный и практичный, чем каменный уголь, основные свойства и применение которого заслуживают высочайшей оценки. Благодаря содержащимся в нем веществам и соединениям, он стал просто незаменимым во всех сферах современной жизни.

Составляющая каменного угля выглядит таким образом:

Все эти компоненты и делают каменный уголь, применение и использование которого является таким многофункциональным. Летучие вещества, содержащиеся в угле, обеспечивают быстрое воспламенение с последующим достижением высоких температур. Содержание влаги упрощает переработку каменного угля, калорийность делает его использование незаменимым в фармацевтике и косметологии, зола сама по себе является ценным минеральным материалом.

Применение каменного угля в современном мире

Различно применение полезных ископаемых. Каменный уголь изначально был только источником тепла, потом энергии (превращал воду в пар) теперь же в этом плане возможности угля просто неограниченны.

Тепловую энергию от сжигания угля преобразовывают в электрическую, из него изготавливают коксохимическую продукцию и извлекают жидкое топливо. Каменный уголь - единственная порода, в которой в виде примесей содержатся такие редкие металлы, как германий и галлий. Из него добывают перерабатываемый потом в бензол, из которого выделяют кумароновую смолу, идущую на изготовление всевозможных красок, лаков, линолеума и резины. Из каменного угля получают фенолы и пиридиновые основания. При переработке находит каменный уголь применение в производстве ванадия, графитов, серы, молибдена, цинка, свинца и еще множества ценных и незаменимых сейчас продуктов.

Вы, конечно, знаете, что каменный уголь используется в качестве топлива, как в быту, так и в промышленности. Каменный уголь был первым ископаемым материалом, который люди стали использовать как топливо. Именно уголь позволил совершить промышленную революцию. В XIX веке много угля использовалось для транспорта. В 1960 году уголь давал около половины мирового производства энергии. Однако к 1970 году его доля упала до одной трети: уголь в качестве топлива потеснили другие источники энергии, в частности, нефть и газ.

Однако этим применение угля не ограничивается. Каменный уголь - это ценное сырье для химической и металлургической промышленности.

В угольной промышленности используется коксование угля. Коксохимические заводы потребляют до 1/4 от добываемого угля. Коксование - это процесс переработки каменного угля нагреванием до 950-1050°С без доступа кислорода. При разложении угля образуются твёрдый продукт - кокс и летучие продукты - коксовый газ.

Кокс составляет 75-78% от массы угля. Он используется в металлургической промышленности для выплавки чугуна, а также как топливо.

Коксовый газ составляет 25% от массы перерабатываемого угля. Летучие продукты, которые образуются при коксовании угля, конденсируют водяным паром, в результате чего выделяют каменноугольную смолу и надсмольную воду.

Каменноугольная смола составляет 3-4% от массы угля и является сложной смесью органических веществ. В настоящее время ученые идентифицировали только 60% компонентов смолы, а это более 500 веществ! Из смолы получают нафталин, антрацен, фенантрен, фенолы и каменноугольные масла.

Из надсмольной воды (она составляет 9-12% от массы угля) отгонкой с паром выделяют аммиак, фенолы, пиридиновые основания. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности.

Из каменного угля получают искусственный графит.

Каменный уголь используется также в качестве неорганического сырья. Из каменного угля при переработке в промышленных масштабах извлекают такие редкие металлы, как ванадий, германий, галлий, молибден, цинк, свинец, а также серу.

Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов.

В общей сложности, путем переработки каменного угля можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых в 20-25 раз выше стоимости самого угля, а побочные продукты, получаемые на коксохимических заводах, превосходят стоимость самого кокса.

Кстати...

Уголь - это далеко не самое лучшее топливо. Он имеет большой недостаток: от его сжигания образуется очень много выбросов, как газообразных, так и твердых (зола), загрязняющих окружающую среду. В большинстве развитых стран действуют жёсткие требования по уровню выбросов, допустимых при сжигании угля. Снижения выбросов добиваются путем использования различных фильтров.

Уголь важен для народного хозяйства

Каменный уголь - это один из первых минералов, который человек начал использовать в качестве топлива. Только в конце 19 века его стали постепенно вытеснять другие виды топлива: сначала нефть, потом продукты из нее, позднее газ (природный и полученный из угля и других веществ). Каменный уголь применяется в народном хозяйстве очень широко. Прежде всего, как топливо и химическое сырье. Например, металлургическая отрасль промышленности при выплавке чугуна не может обойтись без кокса. Производят его на коксохимических предприятиях из каменного угля.

Где еще используют уголь?

На отходах добычи каменного угля (антрацитовом штыбе) работают мощные тепловые электростанции в России и Украине (и не только). Впервые получили металл с использованием кокса из железной руды в 18 веке в Англии. Это в металлургии стало началом применения каменного угля, точнее, кокса - продукта его переработки. До этого железо получали при помощи древесного угля, поэтому в Англии в 18 - 19 веках вырубили почти весь лес. Коксохимическая промышленность использует каменный уголь, перерабатывая его в каменноугольный кокс и коксовый газ, при этом выпускаются десятки видов химических продуктов (этилен, толуол, ксилолы, бензол, коксовый бензин, смолы, масла и многое другое). На основе этих химических продуктов изготавливают самые разные пластмассы, азотные и аммиачно-фосфорные удобрения, водные растворы аммиака (удобрения), химикаты для защиты растений. Также производят моющие средства и стиральные порошки, лекарства для людей и животных, сольвенты (растворители), серу или серную кислоту, кумароновые смолы (для красок, лаков, линолеума и для резинотехнических изделий) и т. д. Полный перечень продуктов коксохимической переработки каменного угля занимает несколько страниц.

Как складывается стоимость угля?

Стоимость угля, в основном, определяется способом его добычи, дальностью и способом транспортирования до потребителя. Уголь, добытый открытым способом, с глубины до 100 м в Кузбассе или Эльгинском месторождении (Якутия), будет значительно дешевле, чем уголь из шахты Донбасса (с глубины 800 - 1500 м). Уголь, который в смеси с водой доставляется на тепловую электростанцию по трубопроводу, будет дешевле угля, доставленного ленточным транспортером, и дешевле угля, привезенного автомобилями. Стоимость угля пропорциональна глубине его образования. Бурый уголь образовывался на глубине 1 - 2 км, топливные характеристики его невелики, цена тоже низкая. Каменный уголь - на глубине 3 - 4 км, теплотворная способность хорошая, цена средняя. Антрацит - каменный уголь высшего качества, образовывался на глубине 5 - 6 км, теплотворные характеристики прекрасные, цена самая высокая.

Кокосовый уголь - что это?

Один из видов древесного угля - кокосовый уголь, который изготавливают из скорлупы орехов. Его можно применять в мангалах, грилях, барбекю. Он горит гораздо дольше другого древесного угля, не имеет запаха, в нем нет серы, он не воспламеняется от капающего жира. Очищенный кокосовый уголь может использоваться для кальяна, т. к. при использовании не имеет ни запаха, ни вкуса. После специальной обработки (активирования) рабочая поверхность каждого кусочка угля увеличивается в несколько раз (и он становится прекрасным адсорбентом). Использование кокосового угля в фильтрах для очистки воды дает прекрасные результаты.

Большинству людей нефть и уголь больше известны как источники энергии. Люди привыкли, что из нефти делают топливо, а углем котельные отапливают здания. У нефти и угля более широкое применение на практике. Из угля получают графит, получают угольный кокс, который далее используют при выплавке чугуна, получают угольные смолы, надсмольную воду. Из угольных смол получают нафталин, каменноугольные масла и т.д. Надсмольную воду перерабатывают, получают растворы, которые применяют для производства лаков и красок. Нефть используют для получения нескольких видов топлива, масла, синтетические каучуки и резины, растворители, краски и даже косметические средства на основе нефти и продуктов нефтепереработки.

Уголь (именно ископаемый уголь) - его продуктами переработки на выхлопе получаются:

• горючий газ
• среднетемпературный кокс
• фенол
• салициловый спирт
• свинец
• германий
• ванадий
• нафталин
• углеводород
• графит
• аммиак
• бензол
• толуол
• пикриновая кислота
• пластмасса

Продуктами основными из нефти являются:

• углеводородные газы
• мазут
• дизельное топливо
• бензин
• керосин
• нафта
• резина
• гудрон
• масла
• битум
• ацетон
• газоконденсат

А также из вышеперечисленных продуктов нефтепереработки производят:

• пластик
• полиэтилен
• аспирин
• губная помада
• одежда
• жевательная резинка
• нейлон

• Из нефти делают бензин, керосин, технические масла, дизельное топливо, технический спирт, керосин, пластик, резина, вазелин, лекарства в том числе всем известный витамин С (это абсолютная правда)

  мне очень понравился наглядный стишок из одной презентации на эту тему. Вот смотрите рисунки и читайте:

  А вот что делают из угля:

  

  Даже мои любимые акриловые краски оказывается производят из этого полезного ископаемого.

  Что получают как из нефти, так и из угля вы можете видеть на картинках.

  Но самое первое, что приходит на ум, это то, что уголь используют для отопления, а нефть - на бензин и другое топливо, газ.

  Но на самом деле список применения достаточно широк.

  Например, продукты переработки нефти идут и на изготовления лекарств, парфюмерии, пластмассы.

  

  

  Из угля и нефти получают огромное количество полезных продуктов.

  Одно из основных применений угля и нефти - это использование в качестве топлива.

  Также при переработке УГЛЯ получают следующие продукты:

  1) сера, цинк (используют в косметологии, медицине);

  2) сорбенты (используют в медицине);

  3) сырье для различных стройматериалов (например, керамики).

  При переработке НЕФТИ помимо топлива, получают следующие продукты:

  1) асфальт, битум;

  2) растворители, смазочные и горючие масла

  3) сжиженный нефтяной газ, который является сырьем для нефтехимической промышленности. Из этого газа делается огромное количество продуктов, известных всем в быту: полиэтилен (пакеты), поливинилхлорид (окна ПВХ), синтетических каучук (шины), полипропилен (стройматериалы), ПЭТФ (пластиковые бутылки) и многие другие.

  Уголь - это в первую очередь источник тепла, углем топят печи, а еще на электростанциях с помощью каменного угля вырабатывают электрический ток. Также из каменного угля получают краски, лекарства, резину, пластмассу.

  Из нефти получают :

  • бензин,
  • дизельное топливо (солярку),
  • краски,
  • керосин,
  • мазут,
  • полиэтиленовые пакеты,
  • шины,
  • камеры для колес,
  • лекарства,
  • духи.

• Нефть без сомнения очень и очень удивительное и нужное вещество во всм мире. Нефть всегда считалась и считается природным богатством. Ведь из нефти получают почти все, нефть имеет широчайшее использование. Если говорить коротко, то из не получают множество нужных вещей и продуктов для человека, начиная от топлива и заканчивая лекарствами и продуктами питания. Любое топливо для машин, пластик, полиэтилен, вазелин, аспирин, губная помада, одежда, которая почти не мнтся, парафиновые изделия (карандаши, свечи, краски), маргарин и можно перечислять и перечислять и это будет ещ не вс. Постепенно из нефти делают новые продукты, например, уже существует искусственное мясо, молоко, сыр и др.

  Уголь также перерабатывается в нужные материалы, вещества и продукты. Уголь тоже очень полезное ископаемое, из него делают множество разных лекарств, красок, пластиковых изделий, смазочный материал, множество строительных материалов и веществ, а самое чем всем известен уголь-это отличное топливо, которое дат тепло при горении.

Применение каменного угля многообразно . Он используется как бытовое, энергетическое топливо, сырье для металлургической и химической промышленности, а также для извлечения из него редких и рассеянных элементов. Угольная, коксохимическая промышленность, отрасли тяжелой промышленности осуществляют переработку каменного угля методом коксования. Коксованиепромышленный метод переработки угля путем нагревания до 950-1050 С без доступа воздуха. Основынми коксохимическими продуктами являются: коксовый газ, продукты переработки сырого бензола, каменноугольной смолы, аммиака.

Из коксового газа углеводороды извлекают промывкой в скрубберах жидкими поглотительными маслами. После отгонки от масла, разгонки из фракции, очистки и повторной ректификации получают чистые товарные продукты, как-то: бензол, толуол, ксилолы и др. Из непредельных соединений, содержащихся в сыром бензоле, получают кумароновые смолы, использующиеся для производства лаков, красок, линолеума и в резиновой промышленности. Перспективным сырьем является также циклопентадиен, который также получают из каменного угля. Каменный уголь – сырье для получения нафталина и других индивидуальных ароматических углеводородов. Важнейшими продуктами переработки являются пиридиновые основания и фенолы.

Каменный уголь был первым ископаемым материалом, который люди использовали как топливо. Использование угля для получения энергии позволило быстро продвигать промышленность, и в определенное время уголь составлял половину мирового производства энергии. Каменный уголь является осадочной породой, которая образовалась в результате естественного разложения древних растений. В месторождениях уголь залегает в виде пластов. В состав каменного угля входит большое количество углерода и летучих веществ с небольшой долей минеральных примесей.

Путем переработки в общей сложности можно получить более 400 различных продуктов, стоимость которых, по сравнению,со стоимостью самого угля, возрастает в 20-25 раз, а побочные продукты, получаемые на коксохимических заводах, превосходят стоимость самого кокса.

Очень перспективным является сжигание (гидрогенизация) угля с образованием жидкого топлива. Для производства 1т нефти расходуется 2-3т каменного угля. Из каменных углей получают искусственный графит. Используются они в качестве неорганического сырья. При переработке каменного угля из него в промышленных масштабах извлекают ванадий, германий, серу, галлий, молибден, цинк, свинец. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки используются в производстве стройматериалов, керамики, огнеупорного сырья, глинозема, абразивов. С целью оптимального использования угля производится его обогащение (удаление минеральных примесей).

Каменный уголь содержит до 97% углерода, можно сказать, лежит в основе всех углеводородов, т.е. в их основе лежат атомы углерода. Часто приходится встречаться с аморфным углеродом в виде угля. По строению аморфный углерод – это тот же графит, но в состоянии тончайшего измельчения. Практическое применение аморфных форм углерода разнообразно. Кокс и уголь – как восстановитель в металлургии при выплавке железа.

Каменный уголь является неотъемлемой частью нашей жизнедеятельности. Разнообразнейшее применение практически во всех отраслях народного хозяйства каменного угля предполагает и дальнейшее его добычу и переработку.

Каменные угли имеют высокую теплоту сгорания, содержат в себе до 32 % летучих веществ, поэтому неплохо воспламеняются.

В Англии в17 веке стали использовать уголь, как кокс при выплавке чугуна. Позже в 19 веке уголь применяется для транспорта. В настоящее время уголь применяют в производстве электроэнергии, металлургического кокса, изготовлении разнообразных продуктов.

Самые большие угольные бассейны в России по объему добычи месторождения каменного угля - это Тунгусский, Кузнецкий, Печорский бассейны. В Казахстане – Карагандинский. В США - Аппалачский и Пенсильванский бассейны. В Германии – Рурский и многие др. Крупные залежи каменного угля имеют многие страны.

Таким образом, мы видим, что каменный уголь является неотъемлемой частью нашей жизнедеятельности. Применение каменного угля практически во всех отраслях народного хозяйства предполагает и в дальнейшем его добычу и переработку, которая несомненно таит в себе еще скрытые от нас перспективы.