תיאור קצר של פחם. איך נוצר פחם

מאז ימי קדם, האנושות משתמשת בפחם כאחד ממקורות האנרגיה. והיום מינרל זה נמצא בשימוש נרחב למדי. לפעמים זה נקרא אנרגיה סולארית, שנשמרת באבן.

יישום

פחם נשרף להפקת חום המשמש למים חמים ולחימום הבית. המינרל משמש בתהליכים טכנולוגיים של התכת מתכות. תחנות כוח תרמיות ממירות פחם לחשמל על ידי שריפתו.

ההתקדמות המדעית אפשרה להשתמש בחומר יקר ערך זה בדרך אחרת. לפיכך, התעשייה הכימית שלטה בהצלחה בטכנולוגיה המאפשרת להשיג דלק נוזלי מפחם, כמו גם מתכות נדירות כמו גרמניום וגליום. ממאובן בעל ערך מופק כיום פחמן-גרפיט בעל ריכוז פחמן גבוה. כמו כן פותחו שיטות לייצור פלסטיק ודלקים גזים עתירי קלוריות מפחם.

חלק נמוך מאוד של פחם בדרגה נמוכה והאבק שלו נדחסים לבריקטים לאחר העיבוד. חומר זה נהדר לחימום בתים פרטיים וחצרים תעשייתיים. באופן כללי, יותר מארבע מאות פריטים של מוצרים שונים מיוצרים לאחר עיבוד כימי, אשר פחם נתון. המחיר של כל המוצרים הללו גבוה פי עשרה מעלות חומרי הגלם.

במהלך מאות השנים האחרונות, האנושות השתמשה באופן פעיל בפחם כדלק הדרוש להשגת והמרת אנרגיה. יתרה מכך, הצורך במינרל יקר ערך זה הולך וגדל בשנים האחרונות. זה מקל על ידי התפתחות התעשייה הכימית, כמו גם הצורך באלמנטים יקרי ערך ונדירים המתקבלים ממנה. בהקשר זה, מחקר אינטנסיבי של מרבצים חדשים מתבצע ברוסיה כיום, מכרות ומחצבות נוצרים, מפעלים נבנים לעיבוד חומר גלם יקר זה.

מקור מאובנים

בימי קדם היה בכדור הארץ אקלים חם ולח, בו שגשגו מגוון צמחייה. ממנו נוצר מאוחר יותר פחם. מקורו של המאובן הזה הוא בהצטברות של מיליארדי טונות של צמחייה מתה בתחתית הביצות, שם היו מכוסות במשקעים. מאז חלפו כ-300 מיליון שנה. תחת לחץ עוצמתי של חול, מים וסלעים שונים, הצמחייה התפרקה באיטיות בסביבה נטולת חמצן. בהשפעת טמפרטורות גבוהות, שניתנו על ידי המאגמה הממוקמת קרוב, התמצקה המסה הזו, שהפכה בהדרגה לפחם. למקור כל הפיקדונות הקיימים יש רק הסבר כזה.

מאגרי מינרלים והפקתם

יש מרבצים גדולים של פחם על הפלנטה שלנו. בסך הכל, לפי מומחים, בטן כדור הארץ אוגרת חמישה עשר טריליון טונות של מינרל זה. יתרה מכך, הפקת הפחם מבחינת נפחו היא במקום הראשון. זה 2.6 מיליארד טון בשנה, או 0.7 טון לכל תושב של הפלנטה שלנו.

מרבצי פחם ברוסיה ממוקמים באזורים שונים. יתר על כן, בכל אחד מהם, למינרל מאפיינים שונים ויש לו עומק התרחשות משלו. להלן רשימה הכוללת את מרבצי הפחם הגדולים ביותר ברוסיה:

1. הוא ממוקם בחלק הדרום מזרחי של יאקוטיה. עומק הפחם במקומות אלו מאפשר כרייה בבור פתוח. הדבר אינו מצריך עלויות מיוחדות, מה שמשפיע על הפחתת עלות המוצר הסופי.
2. פיקדון טובא. לפי מומחים, יש בשטחה כ-20 מיליארד טונות של מינרלים. התחום מאוד אטרקטיבי לפיתוח. העובדה היא ששמונים אחוז מהמרבצים שלו ממוקמים בשכבה אחת, שעוביה 6-7 מטרים.
3. פיקדונות מינוסינסק. הם ממוקמים ברפובליקה של חאקאסיה. מדובר במספר מרבצים, שהגדולים שבהם הם Chernogorskoye ו-Izykhskoye. מניות הבריכה קטנות. לפי מומחים, הם נעים בין 2 ל-7 מיליארד טון. כאן כורים פחם, שהוא בעל ערך רב מבחינת מאפייניו. תכונות המינרל הן כאלה שכאשר הוא נשרף, נרשמת טמפרטורה גבוהה מאוד.
4. פיקדון זה, הממוקם במערב סיביר, נותן מוצר המשמש במטלורגיית ברזל. הפחם שנכרה במקומות האלה הולך לקוקינג. נפח הפיקדונות כאן הוא פשוט עצום.
5. פיקדון זה נותן מוצר באיכות הגבוהה ביותר. העומק הגדול ביותר של מרבצי מינרלים מגיע לחמש מאות מטרים. הכרייה מתבצעת הן בחתכים פתוחים והן במכרות.

פחם קשה ברוסיה נכרה באגן הפחם פצ'ורה. פיקדונות מפותחים באופן פעיל גם באזור רוסטוב.

בחירת הפחם לתהליך הייצור

בתעשיות שונות יש צורך בדרגות שונות של מינרלים. מה ההבדלים בין פחם קשה? המאפיינים ומאפייני האיכות של מוצר זה משתנים במידה רבה.

זה קורה גם אם לפחם יש את אותו סימון. העובדה היא שהמאפיינים של מאובן תלויים במקום החילוץ שלו. לכן כל מפעל, שבוחר פחם לייצור שלו, צריך להכיר את המאפיינים הפיזיים שלו.

נכסים

פחם שונה במאפיינים הבאים:

מידת העשרה

בהתאם למטרת השימוש, ניתן לרכוש פחמים קשים שונים. במקרה זה, תכונות הדלק מתבהרות, על סמך מידת ההעשרה שלו. לְהַקְצוֹת:

1. תרכיזים. דלק כזה משמש לייצור חשמל וחום.

2. מוצרים תעשייתיים. הם משמשים במטלורגיה.

3. חלק דק של פחם (עד שישה מילימטרים), וכן אבק הנובע מריסוק הסלעים. לבריקות נוצרות מהבוצה, שיש להן תכונות ביצועים טובות לדודי דלק מוצק ביתיים.

דרגת התאחדות

על פי אינדיקטור זה, ישנם:

1. פחם חום. זהו אותו פחם, שנוצר באופן חלקי בלבד. תכונותיו גרועות במקצת מאלה של דלק באיכות גבוהה יותר. פחם חום מייצר חום נמוך במהלך הבעירה ומתפורר במהלך ההובלה. בנוסף, יש לו נטייה לבעירה ספונטנית.

2. פחם. לסוג זה של דלק יש מספר רב של ציונים (מותגים), שמאפיינים שונים. הוא נמצא בשימוש נרחב באנרגיה ומטלורגיה, דיור ושירותים קהילתיים ובתעשייה הכימית.

3. אנתרציטים. זהו סוג הפחם האיכותי ביותר.

המאפיינים של כל צורות המינרלים הללו שונות באופן משמעותי זה מזה. אז, פחם חום מאופיין בערך הקלורי הנמוך ביותר, ואנתרציטים הם הגבוהים ביותר. מהו הפחם הטוב ביותר לקנות? המחיר חייב להיות כדאי כלכלית. בהתבסס על זה, העלות והחום הספציפי נמצאים ביחס האופטימלי לפחם רגיל (בתוך 220 $ לטון).

סיווג מידות

כאשר בוחרים פחם, חשוב לדעת את מידותיו. מחוון זה מוצפן בדרגת המינרל. אז פחם קורה:

- "P" - לוח, שהוא חתיכות גדולות מעל 10 ס"מ.

- "K" - גדול, שגודלו הוא מ-5 עד 10 ס"מ.

- "O" - אגוז, הוא גם די גדול, עם גדלי שברים מ-2.5 עד 5 ס"מ.

- "M" - קטן, עם חתיכות קטנות של 1.3-2.5 ס"מ.

- "C" - זרע - חלק זול לעשן לטווח ארוך במידות של 0.6-1.3 ס"מ.

- "ש" - שטיב, שהוא ברובו אבק פחם, המיועד לבריקט.

- "P" - רגיל, או לא סטנדרטי, שבו עשויים להיות שברים בגדלים שונים.

תכונות פחם חום

זהו הפחם האיכותי ביותר. המחיר שלו הוא הנמוך ביותר (כמאה דולר לטון). נוצר בביצות עתיקות על ידי לחיצת כבול בעומק של כ-0.9 ק"מ. זהו הדלק הזול ביותר המכיל כמות גדולה של מים (כ-40%).

בנוסף, לפחם חום יש חום בעירה נמוך למדי. הוא מכיל כמות גדולה (עד 50%) של גזים נדיפים. אם אתה משתמש בפחם חום לתנור, אז מבחינת מאפייני האיכות שלו הוא ידמה לעצי הסקה גולמיים. המוצר נשרף מאוד, מעשן מאוד ומשאיר אחריו כמות גדולה של אפר. לרוב מכינים לבנים מחומר גלם זה. יש להם מאפייני ביצועים טובים. המחיר שלהם הוא בטווח של שמונה עד עשרת אלפים רובל לטון.

תכונות של פחם קשה

הדלק הזה איכותי יותר. פחם הוא סלע שצבעו שחור ובעל משטח מט, חצי מבריק או מבריק.

סוג זה של דלק מכיל רק חמישה עד שישה אחוזי לחות, וזו הסיבה שיש לו ערך קלורי גבוה. בהשוואה לעצי הסקה מעץ אלון, אלמון וליבנה, הפחם נותן פי 3.5 יותר חום. החיסרון של סוג זה של דלק הוא תכולת האפר הגבוהה שלו. מחיר הפחם בקיץ ובסתיו נע בין 3900 ל-4600 רובל לטון. בחורף, עלות הדלק הזה עולה בעשרים עד שלושים אחוזים.

אחסון פחם

אם הדלק אמור לשמש לתקופה ארוכה, אז יש להניח אותו בסככה או בונקר מיוחדים. שם זה חייב להיות מוגן מאור שמש ישיר וגשם.

אם ערימות הפחם גדולות, אז במהלך האחסון יש צורך לפקח כל הזמן על מצבם. שברים עדינים בשילוב עם טמפרטורה גבוהה ולחות עלולים להתלקח באופן ספונטני.

מכרה הפחם בורודינו. אזור קרסנויארסק


רשמית, מדובר בשכבות של הצטברות ביומסה מיערות וצמחים, המכוסות מתחת לשכבות אחרות. או שזה היה ביצי כבול עתיקים חזקים (השכבה התחתונה והעבה ביותר).

דפוס זה של שכבות פחם נמצא בכל מקום:

מכרה הפחם של נזרובסקי. שתי שכבות דקות צמודות לפני השטח

השכבה הראשית עם פחם חום אינה נראית כמו מסה אקראית עם גזעים מאובנים של עצים עתיקים המונחים בצורה כאוטי. למאגר יש שכבות ברורות - רבדים רבים. כלומר, הגרסה הרשמית עם עצים עתיקים אינה מתאימה. וזה עדיין לא מתאים בגלל תכולת הגופרית הגבוהה בתפרי פחם חומים.

טבלת תוכן של כמה יסודות כימיים בפחמים, כבול, עץ ושמן.

כדי לא לחשוב על משמעות הטבלה, אכתוב ממנה את המסקנות.
1. פחמן. בעץ, זה הפחות ממקורות הדלק הרשומים. ולא ברור (אם ניקח בחשבון את הגרסה המסורתית של היווצרות פחם) מדוע כמות הפחמן עולה עם הצטברות החומר האורגני (עץ או כבול) בשכבות. סתירה שאף אחד לא מסביר.
2. חנקן וחמצן. תרכובות חנקן הן אחת מאבני הבניין של עץ וצמחייה. ומדוע ירדה כמות החנקן לאחר הפיכת העץ או הכבול לפחם חום שוב לא ברור. שוב סתירה.
3. גופרית. בעץ אין כמות מספקת להצטברות של יסוד כימי זה. אפילו בכבול, הגופרית זניחה בהשוואה לשכבות הפחם החום והקשה. היכן נכנסת גופרית לשכבות? ההנחה היחידה היא שהיתה גופרית בשכבות כבר מההתחלה. מעורבב עם אורגני? אבל איכשהו, ריכוז הגופרית בפחמים עולה בקנה אחד עם תכולת הגופרית בשמן.

בדרך כלל גופרית היא פיריט, סולפט ואורגני. ככלל, גופרית פיריט שוררת. הגופרית הכלולה בפחמים היא בדרך כלל בצורת מגנזיום, סידן וברזל סולפטים, פיריט ברזל (גופרית פירטית) ובצורת תרכובות המכילות גופרית אורגנית. בנפרד לקבוע, ככלל, רק גופרית גופרית וגופרית; אורגנית מוגדרת כהפרש בין כמות הגופרית הכוללת בפחם לבין סכום הגופרית הגופרית והגופרית.

פיריט גופרית הוא בן לוויה כמעט קבוע של פחם, ויותר מכך, לפעמים בכמות כזו שהיא הופכת אותו לבלתי ראוי לצריכה (למשל, פחם מאגן מוסקבה).

לפי נתונים אלו, מסתבר שהצטברות של חומרים אורגניים (עץ או כבול) אינה קשורה לפחם. היווצרות פחם חום היא תהליך אביוגני. אבל מה? מדוע פחמים חומים נמצאים רדודים יחסית, בעוד שפחם יכול להיות ממוקם בעומקים של עד שני קילומטרים?

השאלה הבאה היא: היכן נמצאים כל המאובנים של החי והצומח בתפרי פחם חומים. הם חייבים להיות מסיביים! גזעים, צמחים, שלדים ועצמות של חיות מתות - איפה הם?

טביעות עלים נמצאות רק בסלעים עמוסים:

שרך מאובן. צמחים מאובנים כאלה נתקלים במהלך כריית פחם. דגימה זו נכרה בזמן העבודה במכרה רודינסקאיה בדונבאס. אבל למאובנים לכאורה אלה נחזור להלן.

הכוונה היא לסלע הפסולת של מכרות פחם. לא מצאתי שום דבר על פחם חום.

אזורי היווצרות פחם. רוב הפחם נמצא בחצי הכדור הצפוני, נעדר מקו המשווה ומאזור הטרופי. אבל ישנו האקלים המקובל ביותר להצטברות של חומר אורגני בעת העתיקה. אין גם אזורים (בצורת רוחב) של הצטברות על קוי המשווה הישנים. התפלגות זו קשורה בבירור לסיבה נוספת.

עוד שאלה אחת. מדוע לא נעשה שימוש בדלק מאובנים שימושי זה בעת העתיקה? אין תיאורים המוניים של מיצוי ושימוש בפחם חום. האזכור הראשון של פחם מתייחס רק לזמנו של פיטר הראשון. זה בכלל לא קשה להגיע (להגיע לתחתית התפר). זה נעשה בצורה אומנותית על ידי תושבים מקומיים באוקראינה:

יש גם כריית פחם בקנה מידה גדול יותר:

פחם מתחת ל-8-10 מטרים של חימר. להיווצרות פחם, גיאולוגים אומרים שאתה צריך הרבה לחץ וטמפרטורה. ברור שזה לא היה כאן.

פחם רך ומתפורר.

בעת חפירת בארות, נאלצו להיתקל בשכבות ולגלות שהן בוערות. אבל ההיסטוריה מספרת לנו על תחילתה של כריית פחם המונית רק במאה ה-19.

או אולי השכבות הללו לא היו קיימות עד המאה ה-19? כפי שלא היה באמצע המאה ה-19. עצים! ראה את נופי המדבר של חצי האי קרים ותצלומים של מתיישבי סטוליפין שטיפסו אל הפינות הנידחות של סיביר ברכבות קרונות. ועכשיו יש טייגה בלתי חדירה. זה אני לגבי הגרסה של המאה ה-19 של המבול. המנגנון שלו לא ברור (אם הוא היה קיים). אבל בחזרה לגחלים חומות.

איזה גזע אתה חושב שזה? פחם חום? נראה כך, אבל מניח שלא. אלו חולות ביטומניות.

הפקת נפט בקנה מידה גדול מחולות זפת בקנדה. לפני הנפילה במחירי הנפט, זה היה עסק חסכוני, אפילו רווחי. בממוצע, מתוך ארבעה טונות של ביטומן, מופקת רק חבית אחת של נפט.

אם לא תדע, אז לא תחשוב שמייצרים כאן נפט. זה נראה כמו חתך חום.

דוגמה נוספת מאוקראינה:

בכפר סטארוניה (אזור איבנו-פרנקיבסק), הנפט מגיע אל פני השטח מעצמו ויוצר הרי געש קטנים. כמה הרי געש נפט בוערים!

ואז הכל יתאבן ויהיה תפר פחם.

אז למה אני מתכוון? לעובדה שנפט במהלך האסון, שבירה של כדור הארץ יצא, נשפך. אבל לא מאובן בחולות. ופחם חום, אולי, זהה, אבל בקרטיקון או מרבצים אחרים. שם, השבר שלפני הנפט היה פחות מחול. מצב האבנים של הגחלים אומר שהוא מעורב בשכבות הגיר. אולי התרחשו כמה תגובות והשכבות הפכו לאבן.

אפילו ויקיפדיה אומרת:
פחם מאובנים הוא מינרל, סוג של דלק, הנוצר הן מחלקים של צמחים עתיקים, והן במידה רבה ממסות ביטומניות שנשפכו על פני כדור הארץ, שעברו מטמורפוזה עקב שקיעה לעומקים גדולים מתחת לאדמה בטמפרטורות גבוהות וללא חמצן. .
אבל הגרסה של המקור האביוגני של פחם חום משפך נפט לא פותחה בשום מקום אחר.

יש שכותבים שגרסה זו אינה מסבירה את השכבות הרבות של הפחם החום. אם ניקח בחשבון שלא רק המוני נפט, אלא גם מקורות מים-בוץ עלו על פני השטח, אז החלפה אפשרית בהחלט. שמן וביטומן קלים יותר ממים - הם צפו על פני השטח והושקעו ונספגו על הסלע בצורה של שכבות דקות. הנה דוגמה באזור פעיל סיסמית ביפן:

מים יוצאים מסדקים. כמובן, זה לא עמוק, אבל מה שמונע ממי המעיינות הארטזיים או האוקיינוסים התת-קרקעיים לצאת החוצה במהלך תהליכים גדולים יותר ולהשליך המוני סלעים שנכרכו לתוך חימר, חול, סיד, מלח וכו' אל פני השטח כשהם יוצאים. להפריש שכבות בתקופה קצרה, לא במיליוני שנים. אני יותר ויותר נוטה שבמקומות מסוימים בזמנים מסוימים ההצפה יכולה להיגרם לא ממעבר גל מהאוקיינוס, אלא משחרור של מסות מים ובוץ מבטן כדור הארץ.

מקורות:
http://sibved.livejournal.com/200768.html
https://new.vk.com/feed?w=wall178628732_2011
http://forum.gp.dn.ua/viewtopic.php?f=33&t=2210
http://chispa1707.livejournal.com/1698628.html

נושא נפרד הוא היווצרות הפחם

פרשנות באחד המאמרים מ jonny3747 :
פחם בדונבאס הוא ככל הנראה עקירה של לוחות אחד מתחת לשני, יחד עם כל היערות, השרכים וכו'. הוא עצמו עבד בעומקים של יותר מקילומטר אחד. השכבות מונחות בזווית, כאילו צלחת אחת זחלה מתחת לאחרת. בין שכבת הפחם לסלע יש לעתים קרובות טביעות של צמחים, הרבה מאוד משכו את עיני. ומה שמעניין בין סלע מוצק לפחם יש שכבה דקה, כביכול, לא של סלע אבל עדיין לא של פחם, מתפוררת בידיים, בניגוד לסלע, יש לה צבע כהה וזהו, היו הרבה פעמים הדפסים ב זה.

תצפית זו מתאימה מאוד לתהליך צמיחת הפירוגרפיט בשכבות אלו. סביר להניח, המחבר ראה כאלה:

זוכרים את מאובני השרך בתמונות למעלה

להלן קטעים מהמונוגרפיה "מימן לא ידוע" ומהיצירה "תולדות כדור הארץ ללא תקופת הפחמימות":

בהתבסס על המחקר שלהם ומספר עבודות של מדענים אחרים, המחברים קובעים:
"בהתחשב בתפקידם המוכר של גזים עמוקים, ... ניתן לתאר את הקשר הגנטי של חומרים פחמניים טבעיים עם נוזל מימן-מתאן צעירים כדלקמן.
1. ממערכת פאזות הגז C-O-H (מתאן, מימן, פחמן דו חמצני) ... ניתן לסנתז חומרים פחמניים - גם בתנאים מלאכותיים וגם בטבע ...
5. פירוליזה של מתאן מדולל בפחמן דו חמצני בתנאים מלאכותיים מובילה לסינתזה של... פחמימנים נוזליים, ובטבע - להיווצרות כל הסדרה הגנטית של חומרים ביטומניים.

CH4 → סגרפיט + 2H2

בתהליך של פירוק מתאן לעומק, היווצרות פחמימנים מורכבים מתרחשת בצורה טבעית לחלוטין! זה קורה כי מתברר שזה חיובי מבחינה אנרגטית! ולא רק פחמימנים גזים או נוזליים, אלא גם מוצקים!
מתאן ועכשיו "נוזל" כל הזמן במקומות של הפקת פחם. זה עשוי להיות שיורי. או שזה עשוי להיות עדות להמשך התהליך של אדי פחמימנים המגיעים מהמעיים.

ובכן, עכשיו הגיע הזמן להתמודד עם "קלף המנצח" של גרסת המקור האורגני של פחם חום ופחם קשה - נוכחותם של "שאריות צמחים מוגזים" בהם.
"שאריות צמחים מוגזים" כאלה נמצאים במרבצי פחם בכמויות אדירות. פליאובוטנאים "מזהים בביטחון מיני צמחים" ב"שרידים" אלה.
על בסיס שפע ה"שרידים" הללו התקבלה המסקנה לגבי תנאים כמעט טרופיים באזורים העצומים של הפלנטה שלנו והמסקנה לגבי הפריחה האלימה של עולם הצומח בתקופת הפחמן.
אבל! כאשר הושג גרפיט פירוליטי על ידי פירוליזה של מתאן מדולל במימן, נמצא כי צורות דנדריטיות, הדומות מאוד ל"שאריות צמחים", נוצרות בצד זרימת הגז באזורים עומדים.

דוגמאות של גרפיט פירוליטי עם "דפוסי צמחים" (מתוך המונוגרפיה "מימן לא ידוע")

המסקנה הפשוטה ביותר העולה מהתצלומים שלעיל של "צורות צמחים מוגזים", שלמעשה הן רק צורות של גרפיט פירוליטי, תהיה זו: פליאובוטנאים צריכים עכשיו לחשוב טוב! ..

והעולם המדעי ממשיך לכתוב עבודת גמרעל מקור הפחמים על בסיס הצטברות ביולוגית של שכבות

1. תרכובות הידריד במעיים של כוכב הלכת שלנו מתפרקות בעת חימום (ראה מאמר המחבר "האם גורלו של פיטון מחכה לכדור הארץ? .."), משחרר מימן, אשר, בהתאם לחוק של ארכימדס, ממהר למעלה - אל פני כדור הארץ.
2. בדרכו, בשל פעילותו הכימית הגבוהה, מימן יוצר אינטראקציה עם החומר הפנימי ויוצר תרכובות שונות. כולל חומרים גזים כמו מתאן CH4, מימן גופרתי H2S, אמוניה NH3, אדי מים H2O וכדומה.
3. בתנאים של טמפרטורות גבוהות ובנוכחות גזים אחרים המהווים חלק מנוזלי התת-קרקע, מתרחש פירוק של מתאן בדרגה, אשר בהתאמה מלאה לחוקי הכימיה הפיזיקלית, מביא ליצירת פחמימנים גזים. , כולל מורכבים.
4. עולים הן לאורך הסדקים והשברים הקיימים בקרום כדור הארץ, ויוצרים חדשים בלחץ, פחמימנים אלו ממלאים את כל החללים העומדים לרשותם בסלעים גיאולוגיים. ובשל מגע עם סלעים קרים יותר אלו, פחמימנים גזים עוברים למצב פאזה אחר ויוצרים (בהתאם להרכב ותנאי הסביבה) מרבצים של מינרלים נוזליים ומוצקים - שמן, חום ופחם, אנתרציט, גרפיט ואפילו יהלומים.
5. בתהליך היווצרותם של מרבצים מוצקים, בהתאם לחוקי הארגון העצמי של החומר שעדיין לא נחקרו עדיין, בתנאים מתאימים, מתרחשת היווצרותן של צורות מסודרות - כולל אלו המזכירות את צורות העולם החי.

ועוד פרט מוזר מאוד: לפני "תקופת הפחמימות" - בסוף דבון - האקלים קריר וצחיח למדי, ואחרי - בתחילת פרם - גם האקלים קריר וצחיח. לפני "תקופת הפחמימות" יש לנו "יבשת אדומה", ואחרי יש לנו אותה "יבשת אדומה" ...
נשאלת השאלה ההגיונית הבאה: האם הייתה בכלל "תקופת פחמן" חמה?!.

לא מיליוני שנים של תפרי הפחם והפחם החומים מסבירים מספר ממצאים מוזרים שנמצאו בפחמים:

ספל ברזל נמצא בפחם בן 300 מיליון שנה.

מתלה שיניים בפחם קשה

לוקח הרבה זמן עד שהכבול הופך לפחם. כבול מצטבר בהדרגה בביצה. הביצה, בתורה, מגודלת בשכבות גדולות מתמיד של צמחים. בעומק, הכבול משתנה כל הזמן. תרכובות כימיות מורכבות שנמצאות בצמחים מתפרקות לפשוטות יותר. חלקית הם מתמוססים ונסחפים עם מים, חלקית הם עוברים למצב גז: פחמן דו חמצני ומתאן. תפקיד חשוב ביצירת פחם ממלאים חיידקים וכל מיני פטריות המאכלסות הכל. הם תורמים לפירוק רקמת הצמח. בתהליך של שינויים כאלה בכבול, החומר היציב ביותר, פחמן, מתחיל להצטבר בו עם הזמן. עם הזמן, פחמן הכבול בכבול הופך ליותר ויותר.

הצטברות הפחמן בכבול מתרחשת ללא גישה לחמצן, אחרת פחמן, בשילוב עם חמצן, יהפוך לחלוטין לפחמן דו חמצני ויתנדף. שכבות הכבול היוצרות מבודדות תחילה מהחמצן של האוויר על ידי המים המכסים אותן, ולאחר מכן על ידי שכבות הכבול החדשות שצצות.

אז בהדרגה תהליך הפיכת כבול ל. ישנם מספר סוגים עיקריים של פחם מאובנים: ליגניט, פחם חום, פחם ביטומני, אנתרציט, בוץ וכו'.

הכי דומה לכבול ליגניט- פחם חום רופף, ממקור לא ישן במיוחד. ניכרים בו בבירור שרידי צמחים, בעיקר עץ (ומכאן השם "ליגניט", שפירושו "עץ"). ליגניט הוא כבול עצי. בביצות כבול מתונות מודרניות, הכבול נוצר בעיקר מטחב כבול, סבבה, קנים, אבל באזור הסובטרופי של הגלובוס, למשל, בביצות יער פלורידה בארה"ב, נוצר גם כבול עצי, דומה מאוד לליגניט מאובן.

עם פירוק חזק יותר ושינוי בשאריות הצמחים, פחם חום. צבעו חום כהה או שחור; הוא חזק יותר מליגניט, שרידי עץ שכיחים בו פחות, וקשה יותר לראות אותם. בעת שריפת פחם חום פולט יותר חום מאשר ליגניט, מכיוון שהוא עשיר יותר בפחמן. פחם חום לא תמיד הופך עם הזמן לפחם קשה. ידוע כי הפחם החום של אגן מוסקבה הוא בן גילו של הפחם הקשה במדרון המערבי של אוראל (אגן קיזל). תהליך הפיכת הפחם החום לפחם קשה מתרחש רק כאשר שכבות של פחם חום שוקעות אל אופקים עמוקים יותר של קרום כדור הארץ או מתרחשים תהליכי בניית הרים. להפיכת פחם חום לאבן או אנתרציט יש צורך בטמפרטורה גבוהה מאוד ולחץ גבוה בבטן כדור הארץ. IN פֶּחָםרק במיקרוסקופ נראים שרידי צמחים; הוא כבד, מבריק ולעתים קרובות חזק מאוד. כמה דרגות של פחם עצמן או יחד עם דרגות קוקות אחרות, כלומר הן הופכות לקוקה.

הכמות הגדולה ביותר של פחמן מכילה פחם שחור מבריק - פֶּחָם אֶבֶן. אתה יכול למצוא בו שרידי צמחים רק במיקרוסקופ. כאשר שורפים, אנתרציט פולט יותר חום מכל שאר סוגי הפחם.

בוגהד- פחם שחור צפוף עם משטח שבר conchoidal; זיקוק יבש נותן כמות גדולה של זפת פחם - חומר גלם יקר ערך לתעשייה הכימית. Boghead נוצר מאצות וספרופל.

ככל שהפחם שוכב זמן רב יותר בשכבות כדור הארץ, או שהוא נתון יותר ללחץ ולפעולת חום עמוק, כך הוא מכיל יותר פחמן. אנתרציט מכיל כ-95% פחמן, פחם חום - כ-70% וכבול - בין 50 ל-65%. בביצה, שבה מצטבר תחילה כבול, מסתדרים בדרך כלל עם מים חימר, חול וחומרים מומסים שונים. הם יוצרים זיהומים מינרלים בכבול, שנשארים לאחר מכן בפחם. זיהומים אלה יוצרים לרוב שכבות ביניים המפרידות את תפר הפחם למספר שכבות. התערובת מזהמת את הפחם ומקשה על התפתחותו.

כאשר פחם נשרף, כל זיהומי המינרלים נשארים בצורה של אפר. ככל שהפחם טוב יותר, כך הוא אמור להכיל פחות אפר. בדרגות טובות של פחם מדובר באחוזים בודדים בלבד, אך לפעמים כמות האפר מגיעה ל-30-40%. אם האפר הוא יותר מ-60%, אז הפחם אינו נשרף כלל ואינו מתאים לדלק.

תפרי פחם שונים לא רק בהרכבם, אלא גם במבנה. לפעמים התפר כולו מורכב מפחם טהור לאורך כל עוביו. המשמעות היא שהוא נוצר בביצת כבול, שם כמעט ולא הגיעו מים מזוהמים בחימר ובחול. פחם כזה יכול להישרף מיד. לעתים קרובות יותר, תפרי פחם מתחלפים בשכבות ביניים חרסיות או חוליות. תפרים כאלה של פחם נקראים מורכבים. בהם, למשל, בתפר בעובי 1 מ' יש לרוב 10-15 שכבות חימר, בעובי של כמה סנטימטרים כל אחת, ופחם טהור מהווה רק 60-70 ס"מ; בעוד שהפחם יכול להיות באיכות טובה מאוד. כדי להשיג דלק עם תכולה נמוכה של זיהומים זרים מפחם, פחם מועשר. מהמכרה, הסלע נשלח מיד למפעל העיבוד. שם, הסלע שנכרה במכרה נכתש לחתיכות קטנות במכונות מיוחדות, ואז כל גושי החרס מופרדים מהפחם. חימר תמיד כבד יותר מפחם, ולכן תערובת הפחם והחימר נשטפת בזרם מים. חוזק הסילון נבחר כך שהוא מוציא פחם, וחימר כבד יותר יישאר מתחת. ואז מים עם פחם מועברים דרך רשת תכופה. המים מתנקזים והפחם, כעת נקי וללא חלקיקי חימר, נאסף על פני השבכה. פחם כזה נקרא מועשר. יישאר בו מעט מאוד אפר. קורה שהאפר בפחם אינו טומאה מזיקה, אלא מינרל. כך, למשל, עכירות דקה וחרסית, המובאת לביצה על ידי נחלים ונהרות, יוצרת לעתים קרובות שכבות ביניים של חימר חסין יקר. הוא פותח במיוחד או נאסף מהאפר שנותר לאחר שריפת הפחם, ולאחר מכן משמש לייצור כלי חרסינה ומוצרים אחרים. לפעמים נמצא באפר של פחם

לגבי פחם

פחם הוא מינרל מוצק, מתכלה ואינו מתחדש, שאדם משתמש בו כדי לייצר חום על ידי שריפתו. לפי הסיווג הוא שייך לסלעי משקע.

מה זה?

פחם כמקור אנרגיה, אנשים החלו להשתמש בעת העתיקה יחד עם עצי הסקה. "האבן הדליקה" נמצאה על פני האדמה, מאוחר יותר היא נכרה בכוונה מתחתיה.

פחם הופיע על פני כדור הארץ לפני כ-300-350 מיליון שנה, כאשר שרכים דמויי עצים פרחו על ביצות קדומות והג'מנוספרמים הראשונים החלו להופיע. גזעים ענקיים נפלו למים, ויצרו בהדרגה שכבות עבות של מסה אורגנית לא מפורקת. עץ עם גישה מוגבלת לחמצן לא נרקב, אלא שקע בהדרגה עמוק יותר ויותר מתחת למשקלו. עם הזמן, עקב תזוזה של שכבות קרום כדור הארץ, שכבות אלו שקעו לעומק ניכר, ושם, בהשפעת לחץ רב וטמפרטורה מוגברת, חל שינוי איכותי בעץ לפחם.

סוגי פחם

כיום כורים סוגים שונים של פחם.

אנתרציטים הם הזנים הקשים ביותר מעומקים גדולים ובעלי טמפרטורת בעירה מקסימלית פחם - זנים רבים שנכרים במכרות ובבור פתוח. יש לו את התפוצה הרחבה ביותר בתחומי פעילות אנושית רבים.פחם חום - נוצר משאריות של כבול, סוג הפחם הצעיר ביותר. יש לו את טמפרטורת הבעירה הנמוכה ביותר.

כל סוגי הפחם שוכבים בשכבות ומיקומם נקראים אגני פחם.

כריית פחם

בהתחלה פשוט נאסף פחם במקומות שבהם התפר עלה לפני השטח. זה יכול היה לקרות כתוצאה מתזוזה של שכבות קרום כדור הארץ.

לעתים קרובות, לאחר מפולות באזורים הרריים, נחשפו מחשופים כאלה של הפיקדון, ואנשים קיבלו את ההזדמנות להגיע לחתיכות של "אבן בעירה".

מאוחר יותר, כשהופיעה טכנולוגיה פרימיטיבית, החלו לפתח פחם בצורה פתוחה. כמה מכרות פחם צללו לעומק של יותר מ-300 מטרים.

כיום, הודות לזמינות הטכנולוגיה המודרנית המתוחכמת, אנשים יורדים מתחת לאדמה לתוך מכרות בעומק של יותר מקילומטר. מאופקים אלה, נכרה הפחם האיכותי והיקר ביותר.

היכן משתמשים בפחם?

ניתן להשתמש בכל סוגי הפחם ליצירת חום. כשהוא נשרף, הוא משחרר הרבה יותר ממה שניתן להשיג מעץ או מדלקים מוצקים אחרים. הציונים החמים ביותר של פחם משמשים במטלורגיה, שם יש צורך בטמפרטורות גבוהות.

בנוסף, הפחם הוא חומר גלם בעל ערך עבור התעשייה הכימית. מופקים ממנו חומרים שימושיים ושימושיים רבים.

מאז ימי קדם, פחם היה מקור אנרגיה לאנושות, לא היחיד, אלא בשימוש נרחב. לפעמים זה מושווה לאנרגיה סולארית שנשמרה באבן. שורפים אותו כדי לקבל חום לחימום, לחימום מים, מומר לחשמל בתחנות תרמיות ומשמש להתכת מתכות.

עם התפתחותן של טכנולוגיות חדשות, אנשים למדו להשתמש בפחם לא רק כדי להשיג אנרגיה על ידי שריפה. התעשייה הכימית שלטה בהצלחה בטכנולוגיית הייצור של מתכות נדירות - גליום וגרמניום. חומרי פחמן-גרפיט מרוכבים בעלי תכולת פחמן גבוהה, מופקים ממנו דלק גזי בעל ערך קלורי גבוה ומעובדים שיטות לייצור פלסטיק. הפחם מהדרגה הנמוכה ביותר, חלקו העדין מאוד ואבק הפחם מעובדים והם מצוינים לחימום מתחמים תעשייתיים ובתים פרטיים כאחד. בסך הכל, בעזרת עיבוד כימי של פחם, מייצרים יותר מ-400 סוגי מוצרים, שעלותם יכולה לעלות פי עשרה מהמוצר המקורי.

במשך כמה מאות שנים, אנשים משתמשים באופן פעיל בפחם כדלק לייצור והמרת אנרגיה, עם התפתחות התעשייה הכימית והצורך בחומרים נדירים ובעלי ערך בתעשיות אחרות, הצורך בפחם גובר. לכן, חיפוש אחר מרבצים חדשים מתבצע באינטנסיביות, נבנים מחצבות וממכרות, מפעלים לעיבוד חומרי גלם.

בקצרה על מקור הפחם

על הפלנטה שלנו, לפני מיליוני שנים רבות, הצמחייה שגשגה באקלים לח. מאז עברו 210 ... 280 מיליון שנים. במשך אלפי שנים, מיליוני שנים, מתו מיליארדי טונות של צמחייה, שהצטברה בתחתית הביצות, מכוסה בשכבות של משקעים. פירוק איטי באטמוספרה נטולת חמצן בלחץ עוצמתי של מים, חול וסלעים אחרים, לעיתים בטמפרטורות גבוהות עקב קרבת מאגמה, הוביל להתאבנות שכבות הצמחייה הזו, תוך התמרה הדרגתית לפחם בדרגות שונות. של התאחדות.

המרבצים הרוסיים העיקריים וכריית פחם קשה

יש יותר מ-15 טריליון טונות של עתודות פחם על פני כדור הארץ. הפקת המינרלים הגדולה ביותר מגיעה מפחם קשה, בכ-0.7 טון לאדם, שהם יותר מ-2.6 מיליארד טון בשנה. ברוסיה, פחם זמין באזורים שונים. יש לו מאפיינים שונים, תכונות ועומק התרחשות. להלן אגני הפחם הגדולים והמפותחים ביותר:

השימוש הפעיל במרבצים בסיביר ובמזרח הרחוק מגביל את ריחוקם מאזורי אירופה התעשייתיים. בחלקה המערבי של רוסיה כורים גם פחם עם ביצועים מצוינים: באגני הפחם של פצ'רסק ודונייצק. באזור רוסטוב, פיקדונות מקומיים מפותחים באופן פעיל, המבטיח שבהם הוא Gukovskoye. עיבוד פחם ממרבצים אלו מייצר דרגות פחם באיכות גבוהה - אנתרציטים (AS ו-AO).

המאפיינים האיכותיים העיקריים של פחם קשה

תעשיות שונות דורשות דרגות שונות של פחם. האינדיקטורים האיכותיים שלו משתנים על פני טווח רחב אפילו עבור אלה שיש להם את אותו סימון ותלויים במידה רבה בפיקדון. לכן, ארגונים, לפני רכישת פחם, מכירים את המאפיינים הפיזיים שלו:

לפי מידת ההעשרה, הפחם מתחלק ל:

• - תרכיזים (ששורפים לחימום בדודי קיטור והפקת חשמל);
• - מוצרים תעשייתיים המשמשים בתעשייה המתכתית;
• - בוצה, למעשה, זהו חלק דק (עד 6 מ"מ) ואבק לאחר ריסוק הסלע. זה בעייתי לשרוף דלק כזה, ולכן נוצרים ממנו בריקטים, בעלי מאפייני ביצועים טובים ומשמשים בדודי דלק מוצק ביתיים.

לפי מידת הגיבוש:

• - פחם חום הוא פחם ביטומני שנוצר חלקית. יש לו ערך קלורי נמוך, מתפורר במהלך הובלה ואחסון, יש לו נטייה לבעירה ספונטנית;
• - פחם. יש לו הרבה מותגים (ציונים) שונים עם מאפיינים שונים. יש לו תחום שימוש רחב: מטלורגיה, אנרגיה, דיור ושירותים קהילתיים, תעשייה כימית וכו'.
• - אנתרציט היא הצורה האיכותית ביותר של פחם קשה.

בהשוואה לכבול ולפחם, הערך הקלורי של הפחם גבוה יותר. לפחם חום יש את הערך הקלורי הנמוך ביותר, ולאנתרציט יש את הערך הגבוה ביותר. עם זאת, בהתבסס על היתכנות כלכלית, לפחם רגיל יש ביקוש רב. יש לו שילוב אופטימלי של מחיר וחום בעירה ספציפי.

יש הרבה מאפיינים שונים של פחם, אבל לא כולם יכולים להיות חשובים בבחירת פחם לחימום. במקרה זה, חשוב לדעת רק כמה פרמטרים מרכזיים: תכולת אפר, לחות וקיבולת חום ספציפית. תכולת הגופרית עשויה להיות חשובה. השאר נדרשים בעת בחירת חומרי גלם לעיבוד. מה שחשוב לדעת כשבוחרים פחם הוא הגודל: כמה חתיכות גדולות מוצעות לכם. נתונים אלו מוצפנים בשם המותג.

סיווג מידות:

סיווג לפי מותגים ותיאורם הקצר:

בהתאם למאפייני הפחם, המותג שלו, סוגו ושבר, הוא מאוחסן לזמנים שונים. (יש טבלה במאמר שמראה את חיי המדף של הפחם בהתאם לפיקדון ולמותג).

יש להקדיש תשומת לב מיוחדת להגנה על פחם במהלך אחסון לטווח ארוך (יותר מ-6 חודשים). במקרה זה, יש צורך במחסן פחם מיוחד או בונקר, שבו הדלק יהיה מוגן מפני משקעים ואור שמש ישיר.

ערימות גדולות של פחם במהלך אחסון לטווח ארוך דורשות בקרת טמפרטורה, שכן בנוכחות שברים קטנים, בשילוב עם לחות וטמפרטורה גבוהה, הם נוטים להתלקח באופן ספונטני. רצוי לרכוש מדחום אלקטרוני וצמד תרמי עם חוט ארוך, הקבור במרכז ערימת הפחם. אתה צריך לבדוק את הטמפרטורה פעם או פעמיים בשבוע, כי כמה דרגות פחם מתלקחות באופן ספונטני בטמפרטורות נמוכות מאוד: חומות - ב-40-60 מעלות צלזיוס, השאר - 60-70 מעלות צלזיוס. לעיתים רחוקות יש מקרים של בעירה ספונטנית של אנתרציטים ואנתרציטים למחצה (ברוסיה מקרים כאלה לא רשומים).