ქვანახშირი ქიმიაში. ნახეთ, რა არის "ქვანახშირი" სხვა ლექსიკონებში

უძველესი დროიდან კაცობრიობა იყენებდა ნახშირს, როგორც ენერგიის ერთ-ერთ წყაროს. და დღეს ეს მინერალი საკმაოდ ფართოდ გამოიყენება. ზოგჯერ მას მზის ენერგიას უწოდებენ, რომელიც ქვაშია შემორჩენილი.

განაცხადი

ქვანახშირი იწვება სითბოს წარმოებისთვის, რომელიც გამოიყენება ცხელი წყლით და სახლების გასათბობად. მინერალი გამოიყენება ლითონის დნობის პროცესებში. თბოელექტროსადგურებში ნახშირი წვის შედეგად გარდაიქმნება ელექტროენერგიად.

სამეცნიერო მიღწევებმა შესაძლებელი გახადა ამ ღირებული ნივთიერების სხვაგვარად გამოყენება. ამრიგად, ქიმიურმა მრეწველობამ წარმატებით აითვისა ტექნოლოგია, რომელიც შესაძლებელს ხდის თხევადი საწვავის მიღებას ნახშირისგან, ასევე იშვიათი ლითონებისგან, როგორიცაა გერმანიუმი და გალიუმი. ნახშირბად-გრაფიტი ნახშირბადის მაღალი კონცენტრაციით ამჟამად მოპოვებულია ღირებული მინერალებიდან. ასევე შემუშავებულია ნახშირისგან პლასტმასის და მაღალკალორიული აირისებრი საწვავის წარმოების მეთოდები.

დაბალი ხარისხის ნახშირის ძალიან დაბალი ფრაქცია და მისი მტვერი დამუშავების შემდეგ დაჭერით ბრიკეტებად. ეს მასალა შესანიშნავია კერძო სახლებისა და სამრეწველო შენობების გასათბობად. ზოგადად, ისინი აწარმოებენ ოთხასზე მეტ სახეობის სხვადასხვა პროდუქტს ქიმიური დამუშავების შემდეგ, რომელსაც ნახშირი ექვემდებარება. ყველა ამ პროდუქტის ფასი ათჯერ აღემატება ორიგინალური ნედლეულის ღირებულებას.

ბოლო რამდენიმე საუკუნის განმავლობაში კაცობრიობა აქტიურად იყენებს ნახშირს, როგორც საწვავს, რომელიც აუცილებელია ენერგიის მისაღებად და გარდაქმნისთვის. უფრო მეტიც, ამ ღირებული რესურსის საჭიროება ბოლო დროს გაიზარდა. ამას ხელს უწყობს ქიმიური მრეწველობის განვითარება, ასევე მისგან მიღებული ღირებული და იშვიათი ელემენტების საჭიროება. ამ კუთხით, რუსეთი ამჟამად აწარმოებს ახალი საბადოების ინტენსიურ ძიებას, ქმნის მაღაროებსა და კარიერებს და აშენებს საწარმოებს ამ ღირებული ნედლეულის გადასამუშავებლად.

ნამარხის წარმოშობა

უძველეს დროში დედამიწას ჰქონდა თბილი და ნოტიო კლიმატი, რომელშიც სწრაფად ვითარდებოდა მრავალფეროვანი მცენარეულობა. მისგან მოგვიანებით წარმოიქმნა ქვანახშირი. ამ ნამარხის წარმოშობა მდგომარეობს ჭაობების ფსკერზე მილიარდობით ტონა მკვდარი მცენარეულობის დაგროვებაში, სადაც ისინი დაფარული იყო ნალექით. მას შემდეგ დაახლოებით 300 მილიონი წელი გავიდა. ქვიშის, წყლისა და სხვადასხვა ქანების ძლიერი წნევის ქვეშ მცენარეულობა ნელ-ნელა იშლება ჟანგბადისგან თავისუფალ გარემოში. ახლომდებარე მაგმის მიერ წარმოქმნილი მაღალი ტემპერატურის გავლენით ეს მასა გამაგრდა, რომელიც თანდათან ნახშირად გადაიქცა. ყველა არსებული საბადოს წარმოშობას მხოლოდ ეს ახსნა აქვს.

წიაღისეულის მარაგი და მათი წარმოება

ჩვენს პლანეტაზე ნახშირის დიდი საბადოებია. მთლიანობაში, ექსპერტების აზრით, დედამიწის ნაწლავები შეიცავს თხუთმეტი ტრილიონი ტონა ამ მინერალს. უფრო მეტიც, ნახშირის მოპოვება მოცულობით პირველ ადგილზეა. ის შეადგენს 2,6 მილიარდ ტონას წელიწადში, ანუ 0,7 ტონას ჩვენი პლანეტის მოსახლეზე.

ქვანახშირის საბადოები რუსეთში მდებარეობს სხვადასხვა რეგიონში. უფრო მეტიც, თითოეულ მათგანში მინერალს აქვს განსხვავებული მახასიათებლები და აქვს საკუთარი წარმოშობის სიღრმე. ქვემოთ მოცემულია სია, რომელიც მოიცავს რუსეთში ყველაზე დიდ ქვანახშირის საბადოებს:

1. მდებარეობს იაკუტიის სამხრეთ-აღმოსავლეთ ნაწილში. ნახშირის სიღრმე ამ ადგილებში იძლევა მინერალის ღია ორმოში მოპოვების საშუალებას. ეს არ საჭიროებს რაიმე განსაკუთრებულ ხარჯებს, რაც ამცირებს საბოლოო პროდუქტის ღირებულებას.
2. ტუვას ველი. ექსპერტების აზრით, მის ტერიტორიაზე დაახლოებით 20 მილიარდი ტონა წიაღისეულია. ანაბარი ძალიან მიმზიდველია განვითარებისთვის. ფაქტია, რომ მისი საბადოების ოთხმოცი პროცენტი ერთ ფენაშია განთავსებული, რომლის სისქე 6-7 მეტრია.
3. მინუსინსკის საბადოები. ისინი განლაგებულია ხაკასიის რესპუბლიკაში. ეს არის რამდენიმე საბადო, რომელთაგან ყველაზე დიდია ჩერნოგორსკოე და იზიხსკოე. აუზის რეზერვები დაბალია. ექსპერტების აზრით, ისინი 2-დან 7 მილიარდ ტონამდე მერყეობს. აქ ძალიან ღირებული ნახშირი მოიპოვება. მინერალის თვისებები ისეთია, რომ როცა იწვის, ძალიან მაღალი ტემპერატურა ფიქსირდება.
4. ეს საბადო, რომელიც მდებარეობს დასავლეთ ციმბირში, აწარმოებს პროდუქტს, რომელიც გამოიყენება შავი მეტალურგიაში. ქვანახშირი, რომელიც ამ ადგილებშია მოპოვებული, გამოიყენება კოქსინგისთვის. დეპოზიტების მოცულობა აქ უბრალოდ უზარმაზარია.
5. ეს საბადო აწარმოებს უმაღლესი ხარისხის პროდუქტს. მინერალური საბადოების უდიდესი სიღრმე ხუთასი მეტრს აღწევს. მოპოვება ხორციელდება როგორც ღია ორმოებში, ასევე მაღაროებში.

რუსეთში ნახშირი მოიპოვება პეჩორის ქვანახშირის აუზში. დეპოზიტები ასევე აქტიურად ვითარდება როსტოვის რეგიონში.

ნახშირის შერჩევა წარმოების პროცესისთვის

სხვადასხვა ინდუსტრიაში საჭიროა სხვადასხვა ხარისხის მინერალების საჭიროება. რა განსხვავებაა ნახშირს შორის? ამ პროდუქტის თვისებები და ხარისხის მახასიათებლები მნიშვნელოვნად განსხვავდება.

ეს ხდება მაშინაც კი, თუ ნახშირს აქვს იგივე მარკირება. ფაქტია, რომ ნამარხის მახასიათებლები დამოკიდებულია მისი მოპოვების ადგილზე. სწორედ ამიტომ, ყველა საწარმო, თავისი წარმოებისთვის ნახშირის არჩევისას, უნდა გაეცნოს მის ფიზიკურ მახასიათებლებს.

Თვისებები

ქვანახშირი განსხვავდება შემდეგი თვისებებით:

გამდიდრების ხარისხი

გამოყენების მიზნიდან გამომდინარე, შესაძლებელია სხვადასხვა ტიპის ნახშირის შეძენა. საწვავის თვისებები ნათელი ხდება მისი გამდიდრების ხარისხზე დაყრდნობით. მონიშნეთ:

1. კონცენტრატები. ასეთი საწვავი გამოიყენება ელექტროენერგიის და სითბოს წარმოებაში.

2. სამრეწველო პროდუქცია. ისინი გამოიყენება მეტალურგიაში.

3. ნახშირის წვრილი ფრაქცია (ექვს მილიმეტრამდე), ასევე კლდის დამტვრევის შედეგად წარმოქმნილი მტვერი. შლამისგან წარმოიქმნება ბრიკეტები, რომლებსაც აქვთ კარგი სამოქმედო თვისებები საყოფაცხოვრებო მყარი საწვავის ქვაბებისთვის.

კოალიფიკაციის ხარისხი

ამ ინდიკატორის მიხედვით, ისინი განასხვავებენ:

1. ყავისფერი ქვანახშირი. ეს არის იგივე ქვანახშირი, მხოლოდ ნაწილობრივ ჩამოყალიბებული. მისი თვისებები გარკვეულწილად უარესია, ვიდრე უმაღლესი ხარისხის საწვავი. ყავისფერი ქვანახშირი აწარმოებს დაბალ სითბოს წვის დროს და იშლება ტრანსპორტირებისას. გარდა ამისა, მას აქვს სპონტანური წვის ტენდენცია.

2. ქვანახშირი. ამ ტიპის საწვავს აქვს დიდი რაოდენობით კლასები (კლასები), რომელთა თვისებები განსხვავებულია. იგი ფართოდ გამოიყენება ენერგეტიკასა და მეტალურგიაში, საბინაო და კომუნალურ მომსახურებასა და ქიმიურ მრეწველობაში.

3. ანტრაციტი. ეს არის ყველაზე მაღალი ხარისხის ნახშირი.

მინერალების ყველა ამ ფორმის თვისებები მნიშვნელოვნად განსხვავდება ერთმანეთისგან. ამრიგად, ყავისფერ ნახშირს აქვს ყველაზე დაბალი კალორიული ღირებულება, ხოლო ანტრაციტს აქვს ყველაზე მაღალი. რა არის საუკეთესო ნახშირის ყიდვა? ფასი უნდა იყოს ეკონომიკურად მისაღები. ამის საფუძველზე, ღირებულება და სპეციფიკური სითბო ოპტიმალურ თანაფარდობაშია მარტივი მყარი ნახშირისთვის (220 დოლარის ფარგლებში ტონაზე).

კლასიფიკაცია ზომის მიხედვით

ნახშირის არჩევისას მნიშვნელოვანია იცოდეთ მისი ზომა. ეს მაჩვენებელი დაშიფრულია მინერალურ ხარისხში. ასე რომ, ნახშირი შეიძლება იყოს:

- "P" - ფილა, რომელიც შედგება 10 სმ-ზე მეტი დიდი ნაჭრებისგან.

- "K" - დიდი, რომლის ზომები მერყეობს 5-დან 10 სმ-მდე.

- "O" - კაკალი, ის ასევე საკმაოდ დიდია, ფრაგმენტების ზომებით 2,5-დან 5 სმ-მდე.

- "M" - პატარა, პატარა ნაჭრებით 1,3-2,5 სმ.

- "C" - თესლი - იაფი ფრაქცია გრძელვადიანი დნობისთვის, ზომები 0,6-1,3 სმ.

- „Ш“ - ნაჭერი, რომელიც ძირითადად ნახშირის მტვერია, განკუთვნილი ბრიკეტისთვის.

- "R" - ჩვეულებრივი, ან არასტანდარტული, რომელშიც შეიძლება იყოს სხვადასხვა ზომის ფრაქციები.

ყავისფერი ნახშირის თვისებები

ეს არის ყველაზე დაბალი ხარისხის ქვანახშირი. მისი ფასი ყველაზე დაბალია (დაახლოებით ასი დოლარი ტონაზე). წარმოიქმნება უძველეს ჭაობებში ტორფის დაჭერით დაახლოებით 0,9 კმ სიღრმეზე. ეს არის ყველაზე იაფი საწვავი, რომელიც შეიცავს დიდი რაოდენობით წყალს (დაახლოებით 40%).

გარდა ამისა, ყავისფერ ნახშირს აქვს წვის საკმაოდ დაბალი სითბო. იგი შეიცავს დიდი რაოდენობით (50%-მდე) აქროლად აირებს. თუ თქვენ იყენებთ ყავისფერ ქვანახშირს ღუმელის გასაშენებლად, მისი ხარისხის მახასიათებლები დაემსგავსება ნედლი შეშას. პროდუქტი ძლიერად იწვის, ეწევა ძლიერად და ტოვებს დიდი რაოდენობით ნაცარს. ამ ნედლეულისგან ხშირად ამზადებენ ბრიკეტებს. მათ აქვთ კარგი შესრულების მახასიათებლები. მათი ფასი მერყეობს რვადან ათ ათას რუბლამდე ტონაზე.

ნახშირის თვისებები

ეს საწვავი უფრო მაღალი ხარისხისაა. ქვანახშირი არის კლდე, რომელიც შავი ფერისაა და აქვს მქრქალი, ნახევრად მქრქალი ან მბზინავი ზედაპირი.

ამ ტიპის საწვავი შეიცავს მხოლოდ ხუთ-ექვს პროცენტიან ტენიანობას, რის გამოც მას აქვს მაღალი კალორიული ღირებულება. მუხის, მურყნისა და არყის შეშასთან შედარებით ქვანახშირი 3,5-ჯერ მეტ სითბოს გამოიმუშავებს. ამ ტიპის საწვავის მინუსი არის ნაცრის მაღალი შემცველობა. ნახშირის ფასი ზაფხულში და შემოდგომაზე მერყეობს 3900-დან 4600 რუბლამდე ტონაზე. ზამთარში ამ საწვავის ღირებულება ოცდაათ პროცენტამდე იზრდება.

ქვანახშირის შესანახი

თუ საწვავი განკუთვნილია დიდი ხნის განმავლობაში გამოსაყენებლად, ის უნდა განთავსდეს სპეციალურ ფარდულში ან ბუნკერში. იქ ის დაცული უნდა იყოს მზის პირდაპირი სხივებისა და ნალექებისგან.

თუ ნახშირის გროვა დიდია, მაშინ შენახვის დროს საჭიროა მუდმივად აკონტროლოთ მათი მდგომარეობა. მცირე ფრაქციები მაღალ ტემპერატურასა და ტენიანობასთან ერთად შეიძლება სპონტანურად აალდეს.

1. ნახშირის ქიმიური თვისებები

2. ნახშირის კლასიფიკაცია

3. ნახშირის ფორმირება

4. ქვანახშირის მარაგი

ქვანახშირი არისდანალექი კლდე, რომელიც წარმოადგენს მცენარეთა ნარჩენების ღრმა დაშლას (ხის გვიმრები, ცხენის კუდები და ხავსები, აგრეთვე პირველი ჯირკვლები).

ნახშირის ქიმიური თვისებები

ქიმიური შემადგენლობით ქვანახშირიეს არის მაღალი მოლეკულური წონის არომატული ნაერთების ნაზავი ნახშირბადის მაღალი მასის ფრაქციის, აგრეთვე წყლისა და აქროლადი ნივთიერებების მცირე რაოდენობით მინერალური მინარევებით. ნახშირის წვისას ასეთი მინარევები წარმოქმნის ნაცარს. წიაღისეული ნახშირები ერთმანეთისგან განსხვავდება მათი შემადგენელი კომპონენტების თანაფარდობით, რაც განსაზღვრავს მათ წვის სითბოს. რიგი ორგანული ნაერთები, რომლებიც ქმნიან ნახშირს, აქვთ კანცეროგენული თვისებები.

ქვანახშირის საბადოების უმეტესობა ჩამოყალიბდა პალეოზოურში, ძირითადად კარბონიფერულ პერიოდში, დაახლოებით 300-350 მილიონი წლის წინ. ქიმიური შემადგენლობით ქვანახშირიეს არის მაღალი მოლეკულური წონის პოლიციკლური არომატული ნაერთების ნაზავი ნახშირბადის მაღალი მასის ფრაქციის, აგრეთვე წყლისა და აქროლადი ნივთიერებების მცირე რაოდენობით მინერალური მინარევებისაგან, რომლებიც ნახშირის წვისას წარმოქმნიან ფერფლს. წიაღისეული ნახშირები ერთმანეთისგან განსხვავდება მათი შემადგენელი კომპონენტების თანაფარდობით, რაც განსაზღვრავს მათ წვის სითბოს. რიგი ორგანული ნაერთები, რომლებიც ქმნიან ნახშირს, აქვთ კანცეროგენული თვისებები. ნახშირის ნახშირბადის შემცველობა, მისი ტიპის მიხედვით, 75%-დან 95%-მდე მერყეობს.

ქვანახშირი, მცენარეული წარმოშობის მყარი წვადი მინერალი; ნამარხი ნახშირის ტიპი, რომელსაც აქვს ნახშირბადის უფრო მაღალი შემცველობა და უფრო დიდი სიმკვრივე, ვიდრე ყავისფერი ნახშირი. ეს არის შავი, ზოგჯერ რუხი-შავი ფერის მკვრივი კლდე, მბზინავი, ნახევრად მქრქალი ან მქრქალი ზედაპირით. შეიცავს 75-97% ან მეტ ნახშირბადს; 1,5-5,7% წყალბადი; 1,5-15% ჟანგბადი; 0,5-4% გოგირდი; 1,5%-მდე აზოტი; 45-2% აქროლადები; ტენის რაოდენობა მერყეობს 4-დან 14%-მდე; ნაცარი - ჩვეულებრივ 2-4%-დან 45%-მდე. ყველაზე მაღალი კალორიულობა, რომელიც გამოითვლება ნახშირის სველი ნაცარი მასისთვის, არის არანაკლებ 23,8 მჯ/კგ (5700 კკალ/კგ).

ქვანახშირი არის მრავალი მილიონი წლის წინ დაღუპული მცენარეების ნაშთები, რომელთა დაშლა შეწყდა ჰაერის მიწოდების შეწყვეტის შედეგად. ამიტომ, მათ არ შეეძლოთ მისგან აღებული ნახშირბადის ატმოსფეროში გაშვება. ჰაერის წვდომა განსაკუთრებით მკვეთრად შეწყდა იქ, სადაც ჭაობები და ჭაობიანი ტყეები ტექტონიკური მოძრაობებისა და კლიმატური პირობების ცვლილების შედეგად ჩაიძირა და სხვა ნივთიერებებით დაიფარა. ამავდროულად, მცენარეული ნაშთები ბაქტერიებისა და სოკოების ზემოქმედებით გარდაიქმნება (კოალიფიცირებული) ტორფად და შემდგომ ყავისფერ ნახშირად, ნახშირბადში, ანტრაციტად და გრაფიტად.

ძირითადი კომპონენტის - ორგანული ნივთიერებების შემადგენლობის მიხედვით, ნახშირი იყოფა სამ გენეტიკურ ჯგუფად: ჰუმოლიტები, საპროპელიტები, საპროჰუმოლიტები. ჭარბობს ჰუმოლიტები, რომელთა საწყისი მასალა უმაღლესი მიწის მცენარეების ნაშთები იყო. მათი დეპონირება ძირითადად ხდებოდა ჭაობებში, რომლებიც იკავებდნენ ზღვების, ყურეების, ლაგუნების და მტკნარი წყლის აუზების დაბალ სანაპიროებს. ბიოქიმიური დაშლის შედეგად დაგროვილი მცენარეული მასალა გადამუშავდა ტორფად, რამაც მნიშვნელოვანი გავლენა მოახდინა წყლის შემცველობაზე და წყლის გარემოს ქიმიურ შემადგენლობაზე. ნახშირბადის შემცველობა 75-დან 90 პროცენტამდე მერყეობს. ზუსტი შემადგენლობა განისაზღვრება ქვანახშირის გარდაქმნის ადგილისა და პირობების მიხედვით. მინერალური მინარევები ან წვრილად გაფანტულ მდგომარეობაშია ორგანულ მასაში, ან თხელი ფენების და ლინზების სახით, ასევე კრისტალები და კონკრეცია. წიაღისეული ნახშირის მინერალური მინარევების წყარო შეიძლება იყოს ქვანახშირის წარმომქმნელი მცენარეების არაორგანული ნაწილები, მინერალური ახალი წარმონაქმნები, რომლებიც გროვდება ტორფის ჭაობებში მოცირკულირე წყლის ხსნარებიდან და ა.შ.

მაღალი ტემპერატურისა და წნევის გახანგრძლივებული ზემოქმედების შედეგად ყავისფერი ნახშირი გარდაიქმნება მაგარ ნახშირად, ეს უკანასკნელი კი ანტრაციტად. ორგანული ნივთიერებების ქიმიური შემადგენლობის, ფიზიკური და ტექნოლოგიური თვისებების შეუქცევად თანდათანობით ცვლილებას ყავისფერი ქვანახშირიდან ანტრაციტამდე ტრანსფორმაციის ეტაპზე ეწოდება ნახშირის მეტამორფიზმი.

ორგანული ნივთიერებების სტრუქტურულ და მოლეკულურ გადანაწილებას მეტამორფიზმის დროს თან ახლავს ნახშირში ნახშირბადის ფარდობითი შემცველობის თანმიმდევრული ზრდა, ჟანგბადის შემცველობის შემცირება და აქროლადი ნივთიერებების გამოყოფა; იცვლება წყალბადის შემცველობა, კალორიულობა, სიმტკიცე, სიმკვრივე, სისუსტე, ოპტიკა, ელექტროენერგია და სხვა ფიზიკური თვისებები. მეტამორფიზმის შუა სტადიაზე მყარი ნახშირი იძენს აგლომერაციის თვისებებს - ორგანული ნივთიერებების გელიფიცირებული და ლიპოიდური კომპონენტების უნარს გარდაიქმნას გარკვეულ პირობებში გაცხელებისას პლასტმასის მდგომარეობაში და შექმნას ფოროვანი მონოლითი - კოქსი. დედამიწის ზედაპირთან ახლოს მიწისქვეშა წყლების აერაციისა და აქტიური მოქმედების ზონებში ნახშირი განიცდის დაჟანგვას.

ქიმიურ შემადგენლობასა და ფიზიკურ თვისებებზე გავლენის თვალსაზრისით, ჟანგვას აქვს საპირისპირო მიმართულება მეტამორფიზმთან შედარებით:

ქვანახშირი კარგავს თავის ძლიერ თვისებებს და ადუღებულობას;

მასში ჟანგბადის ფარდობითი შემცველობა იზრდება, ნახშირბადის რაოდენობა მცირდება, იზრდება ტენიანობა და ნაცარი, მკვეთრად მცირდება წვის სითბო.

წიაღისეული ნახშირის დაჟანგვის სიღრმე, თანამედროვე და უძველესი ტოპოგრაფიის, მიწისქვეშა წყლების პოზიციის, კლიმატური პირობების ბუნების, მასალის შემადგენლობისა და მეტამორფიზმის მიხედვით, მერყეობს 0-დან 100 მეტრამდე ვერტიკალურად.

ნახშირის ხვედრითი წონაა 1,2 - 1,5 გ/სმ3, კალორიულობა 35000 კჯ/კგ. ქვანახშირი ვარგისად ითვლება ტექნოლოგიური გამოყენებისთვის, თუ წვის შემდეგ ნაცარი 30% ან ნაკლებია. ნამარხი ნახშირის პრიმიტიული მოპოვება ცნობილი იყო უძველესი დროიდან (საბერძნეთი). ქვანახშირმა ბრიტანეთში საწვავის მნიშვნელოვანი როლი მე-17 საუკუნეში დაიწყო. ქვანახშირის მრეწველობის ჩამოყალიბება დაკავშირებულია ქვანახშირის კოქსის გამოყენებასთან თუჯის დნობისას. მე-19 საუკუნიდან ტრანსპორტი ნახშირის მთავარი მყიდველი იყო. ქვანახშირის სამრეწველო გამოყენების ძირითადი მიმართულებები: ელექტროენერგიის წარმოება, მეტალურგიული კოქსი, წვა ენერგეტიკული მიზნებისათვის, სხვადასხვა (300-მდე სახეობის) პროდუქციის წარმოება ქიმიური დამუშავების გზით. ნახშირის მოხმარება იზრდება მაღალი ნახშირბადის ნახშირბად-გრაფიტის სტრუქტურული მასალების, კლდის ცვილის, პლასტმასის, სინთეზური, თხევადი და აირისებრი მაღალკალორიული საწვავის, ჰიდროგენაციის გზით არომატული პროდუქტების და სასუქებისთვის მაღალაზოტიანი მჟავების წარმოებისთვის. ქვანახშირისგან მიღებული კოქსი დიდი რაოდენობითაა საჭირო მეტალურგიისთვის ინდუსტრია.

კოქსი იწარმოება კოქსის ქარხნებში. ქვანახშირი ექვემდებარება მშრალ დისტილაციას (კოკირებას) სპეციალურ კოქსის ღუმელში გაცხელებით ჰაერის დაშვების გარეშე C ტემპერატურაზე. ამით წარმოიქმნება კოქსი - მყარი ფოროვანი ნივთიერება. კოქსის გარდა, ნახშირის მშრალი დისტილაციით ასევე წარმოიქმნება აქროლადი პროდუქტები, რომლებიც 25-75 C-მდე გაცივებისას წარმოქმნიან ქვანახშირის ტარს, ამიაკის წყალს და აირისებრ პროდუქტებს. ქვანახშირის ტარი განიცდის ფრაქციულ დისტილაციას, რის შედეგადაც წარმოიქმნება რამდენიმე ფრაქცია:

მსუბუქი ზეთი (დუღილის წერტილი 170 C-მდე) შეიცავს არომატულ ნახშირწყალბადებს (ბენზოლი, ტოლუოლი, მჟავები და სხვა ნივთიერებები);

საშუალო ზეთი (დუღილის წერტილი 170-230 C). ეს არის ფენოლები, ნაფტალინი;

მძიმე ზეთი (დუღილის წერტილი 230-270 C). ეს არის ნაფტალინი და მისი ჰომოლოგები

ანტრაცენის ზეთი - ანტრაცენი, ფენატრინი და სხვ.

აირისებრი პროდუქტების (კოქსის ღუმელის გაზი) შემადგენლობაში შედის ბენზოლი, ტოლუოლი, ქსიოლი, ფენოლი, ამიაკი და სხვა ნივთიერებები. ამიაკის, წყალბადის სულფიდისა და ციანიდის ნაერთებისგან გაწმენდის შემდეგ, ნედლი ბენზოლი ამოღებულია კოქსის ღუმელის გაზიდან, საიდანაც იზოლირებულია ცალკეული ნახშირწყალბადები და რიგი სხვა ღირებული ნივთიერებები.

ამორფული ნახშირბადი ქვანახშირის სახით, ისევე როგორც მრავალი ნახშირბადის ნაერთი, მნიშვნელოვან როლს ასრულებს თანამედროვე ცხოვრებაში, როგორც სხვადასხვა სახის ენერგიის წყარო. როდესაც ნახშირი იწვის, ის წარმოქმნის სითბოს, რომელიც გამოიყენება გათბობისთვის, სამზარეულოსთვის და მრავალი სამრეწველო პროცესისთვის. მიღებული სითბოს უმეტესი ნაწილი გარდაიქმნება სხვა სახის ენერგიად და იხარჯება მექანიკური სამუშაოების შესრულებაზე.

ქვანახშირი მყარი საწვავია, მცენარეული წარმოშობის მინერალი. ეს არის შავი, ზოგჯერ მუქი ნაცრისფერი ფერის მკვრივი კლდე, მბზინავი მქრქალი ზედაპირით. შეიცავს 75-97% ნახშირბადს, 1,5-5,7% წყალბადს, 1,5-15% ჟანგბადს, 0,5-4% გოგირდის, 1,5%-მდე აზოტი, 2-45% აქროლადი ნივთიერებები, ტენის რაოდენობა 4-დან 14%-მდე მერყეობს. ყველაზე მაღალი კალორიულობა, რომელიც გამოითვლება ნახშირის სველი ნაცარი მასისთვის, არის არანაკლებ 238 მჯ/კგ.

ქვანახშირი წარმოიქმნება უმაღლესი მცენარეების ორგანული ნივთიერებების დაშლის პროდუქტებიდან, რომლებმაც განიცადეს ცვლილებები დედამიწის ქერქის სხვადასხვა ქანების წნევის პირობებში და ტემპერატურის გავლენის ქვეშ. აალებადი მასის მეტამორფიზმის ხარისხის მატებასთან ერთად ქვანახშირი ზრდის ნახშირბადის შემცველობას და ამავდროულად ამცირებს ჟანგბადის, წყალბადის და აქროლადი ნივთიერებების რაოდენობას. იცვლება ნახშირის წვის სითბოც.

ნახშირის დამახასიათებელი ფიზიკური თვისებები:

სიმკვრივე (გ/სმ3) - 1,28-1,53;

მექანიკური სიმტკიცე (კგ/სმ2) - 40-300;

სპეციფიური თბოტევადობა C (კკალ/გგ გრადუსი) - 026-032;

სინათლის რეფრაქციული ინდექსი - 1,82-2,04.

წარმოების მოცულობით მსოფლიოში ყველაზე დიდი ქვანახშირის საბადოებია ტუნგუსკის, კუზნეცკის, პეჩორას აუზები - რუსეთის ფედერაციაში; ყარაგანდა - ყაზახეთში; აპალაჩისა და პენსილვანიის აუზები - აშშ-ში; რურსკი - გერმანიის რესპუბლიკაში; დიდი ყვითელი მდინარე - ჩინეთში; სამხრეთ უელსი - ქ ინგლისი; ვალენსიენი - საფრანგეთში და ა.შ.

ნახშირის გამოყენება მრავალფეროვანია. გამოიყენება როგორც საყოფაცხოვრებო, ენერგეტიკული, მეტალურგიული და ქიმიური საწვავი ინდუსტრია, ასევე მისგან იშვიათი და კვალი ელემენტების ამოსაღებად. ქვანახშირი, კოქსი და მძიმე მრეწველობა ამუშავებს ნახშირს კოქსირების მეთოდით. კოქსირება არის ნახშირის გადამუშავების ინდუსტრიული მეთოდი 950-1050 C ტემპერატურამდე ჰაერის დაშვების გარეშე. ძირითადი კოქს-ქიმიური პროდუქტებია: კოქსის გაზი, ნედლი ბენზოლის, ქვანახშირის ფისის და ამიაკის გადამუშავების პროდუქტები.

ნახშირწყალბადები ამოღებულია კოქსის ღუმელის გაზიდან სკრაბერებში თხევადი შთანთქმის ზეთებით გარეცხვით. ზეთიდან გამოხდის, ფრაქციიდან გამოხდის, გაწმენდისა და განმეორებითი რექტიფიკაციის შემდეგ მიიღება სუფთა კომერციული პროდუქტები, როგორიცაა ბენზოლი, ტოლუოლი, ქსილენები და ა.შ. ნედლი ბენზოლში შემავალი უჯერი ნაერთებიდან მიიღება კუმარონის ფისები, რომლებიც გამოიყენება ლაქების, საღებავების, ლინოლეუმის წარმოება და რეზინის მრეწველობაში. პერსპექტიული ნედლეულია ასევე ციკლოპენტადიენი, რომელიც ასევე ნახშირისგან მიიღება. Ქვანახშირი - ნედლეულინაფტალინის და სხვა ინდივიდუალური არომატული ნახშირწყალბადების წარმოებისთვის. ყველაზე მნიშვნელოვანი გადამამუშავებელი პროდუქტებია პირიდინის ფუძეები და ფენოლები.

გადამუშავების გზით, სულ 400-ზე მეტი სხვადასხვა პროდუქტის მიღებაა შესაძლებელი, რომელთა ღირებულება შედარებით ღირებულებათავად ნახშირი იზრდება 20-25-ჯერ, ხოლო კოქსის ქარხნებში მიღებული ქვეპროდუქტები აღემატება ფასითავად კოკა.

ნახშირის წვა (ჰიდროგენიზაცია) თხევადი საწვავის შესაქმნელად ძალიან პერსპექტიულია. 1 ტონა შავი ოქროს მისაღებად იხარჯება 2-3 ტ ნახშირი. ხელოვნური გრაფიტი მიიღება ნახშირისგან. ისინი გამოიყენება როგორც არაორგანული ნედლეული. ნახშირის დამუშავებისას მისგან სამრეწველო მასშტაბით მოიპოვება ვანადიუმი, გერმანიუმი, გოგირდი, გალიუმი, მოლიბდენი და ტყვია. ნახშირის წვის, სამთო და გადამამუშავებელი ნარჩენების ნაცარი გამოიყენება სამშენებლო მასალების, კერამიკის, ცეცხლგამძლე ნედლეულის, ალუმინისა და აბრაზივების წარმოებაში. ნახშირის ოპტიმალურად გამოყენების მიზნით ხდება მისი გამდიდრება (მინერალური მინარევების მოცილება).

ქვანახშირი შეიცავს 97%-მდე ნახშირბადს, შეიძლება ითქვას, რომ ეს არის ყველა ნახშირწყალბადის საფუძველი, ე.ი. ისინი დაფუძნებულია ნახშირბადის ატომებზე. ხშირად ვხვდებით ამორფულ ნახშირბადს ნახშირის სახით. სტრუქტურით, ამორფული ნახშირბადი იგივეა, რაც გრაფიტი, მაგრამ უკიდურესად თხელი დაფქვის მდგომარეობაში. ნახშირბადის ამორფული ფორმების პრაქტიკული გამოყენება მრავალფეროვანია. კოქსი და ნახშირი გამოიყენება როგორც შემცირების აგენტები მეტალურგიაში რკინის დნობისთვის.

ნახშირის კლასიფიკაცია

ქვანახშირი წარმოიქმნება უმაღლესი მცენარეების ორგანული ნაშთების დაშლის პროდუქტებიდან, რომლებმაც განიცადეს ცვლილებები (მეტამორფიზმი) დედამიწის ქერქის მიმდებარე ქანების ზეწოლისა და შედარებით მაღალი ტემპერატურის პირობებში. ნახშირის წვად მასაში მეტამორფიზმის ხარისხის მატებასთან ერთად მუდმივად იზრდება ნახშირბადის შემცველობა და ამავე დროს მცირდება ჟანგბადის, წყალბადის და აქროლადი ნივთიერებების რაოდენობა; ასევე იცვლება წვის სითბო, აგლომერაციის უნარი და სხვა თვისებები. სსრკ-ში მიღებული სამრეწველო კლასიფიკაცია ემყარება ამ თვისებების ცვლილებებს, რომლებიც განისაზღვრება ქვანახშირის თერმული დაშლის შედეგებით (არასტაბილური ნივთიერებების მოსავლიანობა, არასტაბილური ნარჩენების მახასიათებლები).

ქვანახშირი კლასის მიხედვით:

გრძელი ცეცხლი (D),

გაზი (G),

გაზის ცხიმოვანი (GZh),

ცხიმიანი (F),

ცხიმოვანი კოქსი (QF),

კოქსი (K),

მჭლე აგლომერაცია (OS),

გამხდარი (T),

დაბალი შეკუმშვის (SS),

ნახევრად ანტრაციტი (PA)

ანტრაციტი (A).

ზოგჯერ ანტრაციტები კლასიფიცირდება როგორც ცალკეული ჯგუფი. კოქსირებისთვის გამოიყენება ძირითადად G, Zh, K და OS, ნაწილობრივ D და T ნახშირი, როდესაც ნახშირი გადადის D კლასიდან T-A ხარისხში, სამუშაო საწვავში ტენიანობა მცირდება 14%-დან 4-მდე. 5.0% ბრენდებისთვის T-A; ჟანგბადის შემცველობის შემცირება (წვად მასაში) 15%-დან 1,5%-მდე; წყალბადი - 5,7%-დან 1,5%-მდე; შინაარსი გოგირდისაზოტი და ნაცარი არ არის დამოკიდებული ამა თუ იმ ბრენდის კუთვნილებაზე. ნახშირის წვადი მასის წვის სითბო მუდმივად იზრდება 32,4 მჯ/კგ-დან (7750 კკალ/კგ) D ხარისხისთვის 36,2–36,6 მჯ/კგ (8650–8750 კკალ/კგ) K კლასისთვის და მცირდება 35-მდე. 4–33,5 მჯ/კგ (8450–8000 კკალ/კგ) PA და A ბრენდებისთვის.

მოპოვების დროს მიღებული ნაჭრების ზომიდან გამომდინარე, ნახშირი იყოფა:

ფილა (P) - 100 მმ-ზე მეტი,

დიდი (K) - 50-100 მმ,

კაკალი (O) - 26-50 მმ,

პატარა (M) - 13-25 მმ,

თესლი (C) - 6-13 მმ,

ცალი (W) - 6 მმ-ზე ნაკლები,

პირადი (P) - არ შემოიფარგლება ზომით.

ნახშირის ნაჭრების ბრენდი და ზომა მითითებულია ასოების კომბინაციებით - DK და ა.შ.

ნახშირის კლასიფიკაცია დასავლეთ ევროპის რიგ ქვეყნებში ეფუძნება დაახლოებით იმავე პრინციპებს, როგორც სსრკ-ში. IN აშშნახშირის ყველაზე გავრცელებული კლასიფიკაცია ემყარება აქროლადი ნივთიერებების გამოსავლიანობას და წვის სიცხეს, რომლის მიხედვითაც ისინი იყოფა ქვებიტუმიანებად, აქროლადი ნივთიერებების მაღალი გამოსავლით (შეესაბამება საბჭოთა კლასებს D და G), ბიტუმიანებს საშუალო მოსავლიანობით. აქროლადი ნივთიერებები (შეესაბამება კლასებს PZh და K), ბიტუმიანი აქროლადი ნივთიერებების დაბალი გამოსავლით (OS და T) და ანტრაციტის ნახშირი, დაყოფილია ნახევრად ანტრაციტებად (ნაწილობრივ T და A), თავად ანტრაციტებად და მეტა-ანტრაციტებად (A) . გარდა ამისა, არსებობს ნახშირის საერთაშორისო კლასიფიკაცია, რომელიც დაფუძნებულია აქროლადი ნივთიერებების შემცველობაზე, შედუღების უნარზე, კოქსირების უნარზე და ქვანახშირის ტექნოლოგიურ თვისებებზე ასახვას.

ნახშირის ფორმირება

ნახშირის ფორმირება დამახასიათებელია ყველა გეოლოგიური სისტემისთვის სილურულიდან და დევონიდან ნახშირი ძალიან ფართოდ არის გავრცელებული ნახშირბადის, პერმის და იურული სისტემების საბადოებში. ქვანახშირი გვხვდება სხვადასხვა სისქის ფენების სახით (მეტრის ფრაქციებიდან რამდენიმე ათეულ მეტრამდე ან მეტამდე). ნახშირის გაჩენის სიღრმე მერყეობს - ზედაპირის მიღწევიდან 2000-2500 მ და უფრო ღრმად. სამთო ტექნოლოგიის თანამედროვე დონით, ნახშირის მოპოვება შესაძლებელია ღია მოპოვებით 350 მ სიღრმეზე.

ქვანახშირის ფორმირებისთვის საჭიროა მცენარეული ნივთიერებების უხვი დაგროვება. უძველეს ტორფის ჭაობებში, დევონის პერიოდიდან დაწყებული, ორგანული ნივთიერებები გროვდებოდა, საიდანაც წარმოიქმნა ნამარხი ნახშირი ჟანგბადის წვდომის გარეშე. კომერციული წიაღისეული ნახშირის საბადოების უმეტესობა ამ პერიოდით თარიღდება, თუმცა უფრო ახალგაზრდა საბადოებიც არსებობს. ყველაზე ძველი ნახშირი დაახლოებით 350 მილიონი წლისაა.

ქვანახშირი წარმოიქმნება მაშინ, როდესაც დაშლილი მცენარეული მასალა უფრო სწრაფად გროვდება, ვიდრე ხდება ბაქტერიების დაშლა. ამისათვის იდეალური გარემო იქმნება ჭაობებში, სადაც ჟანგბადით გამოფიტული წყალი ხელს უშლის ბაქტერიების აქტივობას და ამით იცავს მცენარეულ მასას სრული განადგურებისგან. გარკვეულ ეტაპზე პროცესიამ პროცესის დროს გამოთავისუფლებული მჟავები ხელს უშლის ბაქტერიების შემდგომ აქტივობას. ასე ჩნდება ტორფი - ორიგინალი პროდუქტინახშირის ფორმირებისთვის. თუ იგი სხვა დანალექების ქვეშ დაიმარხება, ტორფი განიცდის შეკუმშვას და, კარგავს წყალს და გაზებს, გარდაიქმნება ნახშირად.

1 კილომეტრის სისქის ნალექის ფენის ზეწოლის ქვეშ, ტორფის 20 მეტრიანი ფენა წარმოქმნის ყავისფერი ნახშირის ფენას 4 მეტრის სისქით. თუ მცენარეული მასალის დამარხვის სიღრმე 3 კილომეტრს მიაღწევს, მაშინ ტორფის იგივე ფენა გადაიქცევა ნახშირის ფენად 2 მეტრის სისქით. უფრო დიდ სიღრმეზე, დაახლოებით 6 კილომეტრზე და უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ტორფის 20 მეტრიანი ფენა ხდება ანტრაციტის ფენა 1,5 მეტრის სისქით.

ქვანახშირის მოპოვების მეთოდი დამოკიდებულია მისი წარმოქმნის სიღრმეზე. მოპოვება ხორციელდება ღია კარის მოპოვებით, თუ ნახშირის ნაკერის სიღრმე არ აღემატება 100 მეტრს. ხშირია შემთხვევებიც, როდესაც მუდმივად გაღრმავებული ქვანახშირის მაღაროებით შემდგომი მომგებიანია ნახშირის საბადოს განვითარება მიწისქვეშა მეთოდით. მაღაროები გამოიყენება დიდი სიღრმიდან ნახშირის მოსაპოვებლად. ყველაზე ღრმა მაღაროები ტერიტორიაზე რუსეთიქვანახშირი მოპოვებულია 1200 მეტრზე ოდნავ მეტი დონიდან.

ნახშირის შემცველი საბადოები, ნახშირთან ერთად, შეიცავს მრავალი სახის გეორორესურსს, რომელსაც აქვს სამომხმარებლო მნიშვნელობა. მათ შორისაა მასპინძელი ქანები, როგორიცაა ნედლეულისამშენებლო ინდუსტრიისთვის, მიწისქვეშა წყლები, ქვანახშირის ფსკერის მეთანი, იშვიათი და კვალი ელემენტები, მათ შორის ძვირფასი ლითონები და მათი ნაერთები. მაგალითად, ზოგიერთი ნახშირი გამდიდრებულია გერმანიუმით.

ქვანახშირის მარაგი

ნახშირის ზოგადი გეოლოგიური მარაგი სსრკ-ში შეადგენს დაახლოებით 4700 მილიარდ ტონას (1968 წლის შეფასებით), მათ შორის კლასის მიხედვით (მლრდ ტონაში): D - 1719; D—G—331; G - 475; GZh - 69,4; F - 156; QOL - 21,5; კ - 105; OS - 88.2; SS - 634; T - 205; T-A - 540; PA, A - 139.

სსრკ-ში ქვანახშირის უდიდესი მარაგი მდებარეობს ტუნგუსკას აუზში. სსრკ-ში ყველაზე დიდი განვითარებული ქვანახშირის აუზებია დონეცკი, კუზნეცკი, პეჩორა, ყარაგანდა; ვ აშშ- აპალაჩური და პენსილვანიური, პოლონეთში - ზემო სილეზიური და მისი გაგრძელება ჩეხოსლოვაკიაში - ოსტრავა-კარვინსკი, ქ. გერმანია- რურსკი, ში ჩინეთი- დიდი ჰუანგებასი, შემოსული ინგლისი- სამხრეთ უელსი, ქ საფრანგეთი- ვალენსიენი და ბელგიაში - ბრაბანტი. ნახშირის გამოყენება მრავალფეროვანია.

გამოიყენება როგორც საყოფაცხოვრებო, ენერგეტიკული საწვავი, ნედლეული მეტალურგიული და ქიმიური მრეწველობისთვის, ასევე მისგან იშვიათი და კვალი ელემენტების მოსაპოვებლად.

ზედიზედ ორი ათწლეულის განმავლობაში ნახშირი ნავთობის ბუმის ჩრდილში იყო. ცაში ავიდა გაუყიდავი ნახშირის მთები. დაიხურა მრავალი მაღარო, ასობით ათასმა მაღაროელმა დაკარგა სამსახური. შეერთებული შტატების აპალაჩიის რეგიონი, ოდესღაც აყვავებული ქვანახშირის ველი, გახდა მსოფლიოში ერთ-ერთი ყველაზე ბნელი კატასტროფის რაიონი. მოუწესრიგებელი გადასვლა მონოპოლისტების ზეწოლის ქვეშ, იაფ, იმპორტირებულ საკვებზე - ძირითადად ახლო აღმოსავლეთიდან - ზეთიდაგმო ნახშირი „კონკიას“ როლში, მომავალს მოკლებული. თუმცა ზოგიერთში ეს არ მომხდარა ქვეყნები, მათ შორის ყოფილ სსრკ-ში, რომელიც ითვალისწინებდა ეროვნულ რესურსებზე დაფუძნებული ენერგეტიკული სტრუქტურის უპირატესობებს.

ქვანახშირის მარაგი მიმოფანტულია მთელ მსოფლიოში. ყველაზე ინდუსტრიული ქვეყნებიმათ არ აკლდებიან. დედამიწას აკრავს ორი მდიდარი ქვანახშირის ზონა. ერთი ვრცელდება ყოფილი სსრკ-ს ქვეყნებში, ჩინეთის, ჩრდილოეთ ამერიკის გავლით ცენტრალურ ევროპაში. მეორე, უფრო ვიწრო და ნაკლებად მდიდარი, გადის სამხრეთ ბრაზილიიდან სამხრეთ აფრიკის გავლით აღმოსავლეთ ავსტრალიამდე.

ყველაზე მნიშვნელოვანი დეპოზიტებიქვანახშირი მდებარეობს ყოფილი სსრკ-ს ქვეყნებში, აშშ-ში და ჩინეთი. ქვანახშირი დომინირებს დასავლეთ ევროპაში. ქვანახშირის ძირითადი აუზები ევრაზიაში: სამხრეთ უელსი, ვალენსიენ-ლიეჟი, საარ-ლოტარგინსკი, რურსკი, ასტურიული, კიზელოვსკი, დონეცკი, ტაიმირსკი, ტუნგუსკი, სამხრეთ იაკუტსკი, ფუნშუნსკი; აფრიკაში: ჯერადა, აბადლა, ენუგუ, ჰუანკი, ვიტბანკი; ავსტრალიაში: დიდი სინკლინი, ახალი სამხრეთი უელსი; ჩრდილოეთ ამერიკაში: Green River, Junnta, San Juan River, Western, Illinois, Appalachian, Sabinas, Texas, Pennsylvania; იწვის კონტინენტზე: კარარე, ჯუნინი, სანტა კატარინა, კონსეპსიონი. უკრაინაში უნდა აღინიშნოს ლვოვი-ვოლინის აუზი და საბადოებით მდიდარი დონბასი.

წყაროები

bse.sci-lib.com/ დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია

ru.wikipedia.org ვიკიპედია - თავისუფალი ენციკლოპედია

www.bankreferatov.ru რეფერატები

dic.academic.ru ლექსიკონები და ენციკლოპედიები აკადემიკოსზე

გეოგრაფია.kz გეოგრაფია

www.bibliotekar.ru ბიბლიოთეკარი

poddoni.com/ PalletEk

ინვესტორის ენციკლოპედია. 2013 .

სინონიმები:

ქვანახშირი არის დანალექი კლდე, რომელიც წარმოიქმნება დედამიწის ფორმირებაში. ქვანახშირი შესანიშნავი საწვავია. ითვლება, რომ ეს არის უძველესი ტიპის საწვავი, რომელსაც ჩვენი შორეული წინაპრები იყენებდნენ.

როგორ წარმოიქმნება ქვანახშირი?

ქვანახშირის ფორმირებისთვის საჭიროა დიდი რაოდენობით მცენარეული ნივთიერება. და უმჯობესია, მცენარეები ერთ ადგილას დაგროვდეს და დრო არ ექნებათ, რომ მთლიანად დაიშალა. ამისათვის იდეალური ადგილია ჭაობები. მათში წყალი ღარიბია ჟანგბადით, რაც ხელს უშლის ბაქტერიების სიცოცხლეს.

მცენარეული ნივთიერებები გროვდება ჭაობებში. სრული ლპობის გარეშე, იგი შეკუმშულია ნიადაგის შემდგომი საბადოებით. ასე მიიღება ტორფი - ქვანახშირის წყარო. ნიადაგის შემდეგი ფენები, როგორც ჩანს, დალუქავს ტორფს მიწაში. შედეგად, იგი მთლიანად მოკლებულია ჟანგბადს და წყალს და იქცევა ნახშირის ნაკერად. ეს პროცესი ხანგრძლივია. ამრიგად, ქვანახშირის თანამედროვე მარაგების უმეტესობა ჩამოყალიბდა პალეოზოურ ეპოქაში, ანუ 300 მილიონზე მეტი წლის წინ.

ნახშირის მახასიათებლები და ტიპები

(ყავისფერი ქვანახშირი)

ნახშირის ქიმიური შემადგენლობა დამოკიდებულია მის ასაკზე.

ყველაზე ახალგაზრდა სახეობაა ყავისფერი ქვანახშირი. მდებარეობს დაახლოებით 1 კმ სიღრმეზე. მასში ჯერ კიდევ ბევრი წყალია - დაახლოებით 43%. შეიცავს დიდი რაოდენობით აქროლად ნივთიერებებს. ის ანთებს და კარგად იწვის, მაგრამ მცირე სითბოს გამოიმუშავებს.

ნახშირი არის ერთგვარი "საშუალო გლეხი" ამ კლასიფიკაციაში. ის მდებარეობს 3 კმ-მდე სიღრმეზე. ვინაიდან ზედა ფენების წნევა უფრო დიდია, ნახშირში წყლის შემცველობა ნაკლებია - დაახლოებით 12%, აქროლადი ნივთიერებები - 32% -მდე, მაგრამ ნახშირბადი შეიცავს 75% -დან 95% -მდე. ისიც აალებადია, მაგრამ უკეთ იწვის. და მცირე რაოდენობის ტენიანობის გამო უფრო მეტ სითბოს იძლევა.

ანტრაციტი- ძველი ჯიშის. იგი მდებარეობს დაახლოებით 5 კმ სიღრმეზე. ის შეიცავს მეტ ნახშირბადს და პრაქტიკულად არ ტენიანობას. ანტრაციტი მყარი საწვავია და კარგად არ ანთებს, მაგრამ წვის სპეციფიკური სითბო ყველაზე მაღალია - 7400 კკალ/კგ-მდე.

(ანტრაციტის ქვანახშირი)

თუმცა, ანტრაციტი არ არის ორგანული ნივთიერების ტრანსფორმაციის საბოლოო ეტაპი. უფრო მძიმე პირობებში, ნახშირი გარდაიქმნება შუნტიტად. მაღალ ტემპერატურაზე მიიღება გრაფიტი. და ულტრა მაღალი წნევის ქვეშ ქვანახშირი ბრილიანტად იქცევა. ყველა ეს ნივთიერება - მცენარეებიდან ბრილიანტამდე - დამზადებულია ნახშირბადისგან, მხოლოდ მოლეკულური სტრუქტურაა განსხვავებული.

ძირითადი „ინგრედიენტების“ გარდა, ქვანახშირი ხშირად შეიცავს სხვადასხვა „ქანებს“. ეს არის მინარევები, რომლებიც არ იწვის, მაგრამ ქმნის წიდას. ქვანახშირი ასევე შეიცავს გოგირდს და მის შემცველობას განსაზღვრავს ქვანახშირის წარმოქმნის ადგილი. წვისას ის რეაგირებს ჟანგბადთან და წარმოქმნის გოგირდმჟავას. რაც უფრო ნაკლები მინარევებია ნახშირის შემადგენლობაში, მით უფრო მაღალია მისი ხარისხი.

ქვანახშირის საბადო

ქვანახშირის მდებარეობას ქვანახშირის აუზი ეწოდება. მსოფლიოში ცნობილია 3,6 ათასზე მეტი ქვანახშირის აუზი. მათი ფართობი დედამიწის მიწის ფართობის დაახლოებით 15%-ს იკავებს. მსოფლიოში ნახშირის მარაგების ყველაზე დიდი პროცენტი შეერთებულ შტატებშია - 23%. მეორე ადგილზეა რუსეთი, 13%. ჩინეთი ხურავს პირველ სამ ქვეყანას 11%-ით. მსოფლიოში ყველაზე დიდი ქვანახშირის საბადოები მდებარეობს აშშ-ში. ეს არის აპალახის ქვანახშირის აუზი, რომლის მარაგი 1600 მილიარდ ტონას აღემატება.

რუსეთში ქვანახშირის უდიდესი აუზი არის კუზნეცკი, კემეროვოს რეგიონში. კუზბასის მარაგი 640 მილიარდ ტონას შეადგენს.

პერსპექტიულია საბადოების განვითარება იაკუტიაში (ელგინსკოე) და ტივაში (ელეგესტსკოე).

ქვანახშირის მოპოვება

ნახშირის გაჩენის სიღრმიდან გამომდინარე, გამოიყენება დახურული ან ღია მოპოვების მეთოდები.

დახურული ან მიწისქვეშა მოპოვების მეთოდი. ამ მეთოდისთვის შენდება მაღაროს შახტები და ადები. მაღაროს შახტები შენდება, თუ ნახშირის სიღრმე 45 მეტრია ან მეტი. მისგან ჰორიზონტალური გვირაბი გადის - ადიტი.

არსებობს 2 დახურული მაინინგ სისტემა: ოთახისა და სვეტის მაინინგი და გრძელი კედელი. პირველი სისტემა ნაკლებად ეკონომიურია. იგი გამოიყენება მხოლოდ იმ შემთხვევებში, როდესაც აღმოჩენილი ფენები სქელია. მეორე სისტემა ბევრად უფრო უსაფრთხო და პრაქტიკულია. ის საშუალებას გაძლევთ ამოიღოთ კლდის 80% და თანაბრად მიაწოდოთ ნახშირი ზედაპირზე.

ღია მეთოდი გამოიყენება, როდესაც ქვანახშირი ზედაპირულია. დასაწყისისთვის, ისინი აანალიზებენ ნიადაგის სიმტკიცეს, ადგენენ ნიადაგის ამინდობის ხარისხს და საფარის ფენის ფენას. თუ ნახშირის ნაკერების ზემოთ ნიადაგი რბილია, საკმარისია ბულდოზერებისა და სკრაპერების გამოყენება. თუ ზედა ფენა სქელია, შეჰყავთ ექსკავატორები და დრაგლაინები. ნახშირის ზემოთ მდებარე მძიმე ქვის სქელი ფენა აფეთქებულია.

ნახშირის გამოყენება

ნახშირის გამოყენების არეალი უბრალოდ უზარმაზარია.

გოგირდი, ვანადიუმი, გერმანიუმი, თუთია და ტყვია მოპოვებულია ნახშირისგან.

ქვანახშირი თავისთავად შესანიშნავი საწვავია.

გამოიყენება მეტალურგიაში რკინის დნობისთვის, თუჯის და ფოლადის წარმოებაში.

ნახშირის წვის შემდეგ მიღებული ნაცარი გამოიყენება სამშენებლო მასალების წარმოებაში.

ნახშირისგან სპეციალური დამუშავების შემდეგ მიიღება ბენზოლი და ქსილენი, რომლებიც გამოიყენება ლაქების, საღებავების, გამხსნელების, ლინოლეუმის წარმოებაში.

ნახშირის გათხევადებით მიიღება პირველი კლასის თხევადი საწვავი.

ქვანახშირი არის ნედლეული გრაფიტის წარმოებისთვის. ისევე როგორც ნაფტალინი და რიგი სხვა არომატული ნაერთები.

ქვანახშირის ქიმიური დამუშავების შედეგად ამჟამად მიიღება 400-ზე მეტი სახეობის სამრეწველო პროდუქტი.

დღეს ქვანახშირი ერთ-ერთი ყველაზე საჭირო მინერალია.

ეს რესურსი ბუნებრივად იქმნება, აქვს უზარმაზარი რეზერვები და ბევრი სასარგებლო თვისება.

რა არის ქვანახშირი და როგორ გამოიყურება?

მაღაროს მშენებლობა ძალიან ძვირი ინვესტიციაა, მაგრამ დროთა განმავლობაში, ყველა ხარჯი სრულად ანაზღაურდება. ნახშირის მოპოვებისას სხვა რესურსებიც ჩნდება ზედაპირზე.

არსებობს ძვირფასი ლითონებისა და იშვიათი დედამიწის ელემენტების მოპოვების შესაძლებლობა, რომლებიც შემდგომში შეიძლება გაიყიდოს და მიიღოთ დამატებითი მოგება.

ნავთობი დღეს პრაქტიკულად ყველაზე ძვირფასი და საწვავის მთავარი წყაროა. თუმცა, არც ერთი კომპანია ან ქვეყანა, რომელიც ქვანახშირს მოიპოვებს, არ უგულებელყოფს მის მოპოვებას ნავთობის სახელით, რადგან მყარი საწვავიც დიდი მნიშვნელობა და მაღალი ღირებულებაა.

ნახშირის ფორმირება

ნახშირი ბუნებაში წარმოიქმნება ზედაპირის ტოპოგრაფიის ცვლილებით. ხის ტოტები, მცენარეები, ფოთლები და სხვა ბუნებრივი ნაშთები, რომლებსაც ლპობა არ ჰქონდათ, გაჯერებულია ჭაობების ტენით, რის გამოც ისინი ტორფად გარდაიქმნება.

შემდეგ ზღვის წყალი ხმელეთამდე აღწევს და როდესაც ის ტოვებს, ასევე ტოვებს ნალექის ფენას. მას შემდეგ, რაც მდინარე საკუთარ კორექტირებას აკეთებს, მიწა ჭაობიანი ხდება და კვლავ ყალიბდება ან ფარავს ნიადაგს. აქედან გამომდინარე, ნახშირის შემადგენლობა დიდად არის დამოკიდებული ასაკზე.

ნახშირი შუალედურია ყავისფერ, ყველაზე ახალგაზრდასა და ანტრაციტს შორის, ყველაზე ხანდაზმულს შორის.

ნახშირის სახეები, მათი შემადგენლობა და თვისებები

ნახშირის რამდენიმე სახეობა არსებობს:

• გრძელი ალი;
• გაზი;
• ცხიმიანი;
• კოქსი;
• დაბალი საცხობი;
• გამხდარი.

ასევე გავრცელებულია რამდენიმე, ეგრეთ წოდებული შერეული სახეობები, რომლებსაც აქვთ ორი ჯგუფის თვისებები.

ქვანახშირი გამოირჩევა შავი შეფერილობით, მყარი, ფენიანი, ადვილად რღვევადი სტრუქტურით და აქვს მბზინავი ჩანართები. აალებადი თვისებები საკმაოდ მაღალია, რადგან მასალა გამოიყენება როგორც საწვავი.

განვიხილოთ ფიზიკური მახასიათებლები:

1. სიმკვრივე (ან სპეციფიკური სიმძიმე) მნიშვნელოვნად განსხვავდება (მაქსიმუმ შეიძლება მიაღწიოს 1500 კგ/მ³).
2. სპეციფიკური სითბური სიმძლავრეა 1300 ჯ/კგ*კ.
3. წვის ტემპერატურა - 2100°C (დამუშავებისას 1000°C).

ქვანახშირის საბადოები რუსეთში

მსოფლიო რეზერვების დაახლოებით მესამედი მდებარეობს რუსეთის ტერიტორიაზე.

ქვანახშირისა და ნავთობის ფიქლის საბადოები რუსეთში (დააწკაპუნეთ გასადიდებლად)

ქვანახშირის უდიდესი საბადო რუსეთში არის ელგინსკოე.ის მდებარეობს იაკუტიის რეგიონში.

რეზერვები, სავარაუდო გათვლებით, 2 მილიარდ ტონაზე მეტს შეადგენს.

ფართომასშტაბიანი რესურსების მოპოვების ოპერაციების გამო ძლიერ დაზიანდა კუზნეცკის ქვანახშირის აუზთან (კუზბასი) მიმდებარე რელიეფი.

ქვანახშირის უდიდესი საბადოები მსოფლიოში

ქვანახშირის საბადოების რუკა მსოფლიოში (დააწკაპუნეთ გასადიდებლად)

შეერთებულ შტატებში, ყველაზე ცნობილი ქვანახშირის აუზი არის ილინოისი. ამ სფეროში საბადოების მთლიანი მარაგი 365 მილიარდ ტონას შეადგენს.

ქვანახშირის მოპოვება

ჩვენს დროში, ნახშირის მოპოვება ხდება სამი ძირითადი გზით. როგორიცაა:

• კარიერის მეთოდი;
• მაინინგი ადიტების მეშვეობით;
• სამთო მეთოდი მაღაროებში.

კარიერის მოპოვების მეთოდი გამოიყენება, როდესაც ქვანახშირის ნაკერები დევს ზედაპირზე, დაახლოებით ასი მეტრის სიღრმეზე ან უფრო მაღლა.

კარიერები გულისხმობს უბრალოდ მიწის ან ქვიშის ორმოს გათხრას, საიდანაც ხდება მოპოვება, როგორც წესი, ასეთ შემთხვევებში ქვანახშირის ნაკერი საკმაოდ სქელია, რაც აადვილებს მის მოპოვებას.

ადითები ნიშნავს ჭებს დახრილობის დიდი კუთხით. ყველა მოპოვებული მინერალი ტრანსპორტირდება მის გასწვრივ, სერიოზული აღჭურვილობის გამოყენების ან აუზის გათხრის გარეშე.

როგორც წესი, ასეთ ადგილებში დეპოზიტები თხელია და არ არის ღრმად ჩაფლული. აქედან გამომდინარე, ადითების მეშვეობით მაინინგის მეთოდი იძლევა სწრაფ წარმოებას სპეციალური ხარჯების გარეშე.

მაღაროებით მოპოვება მინერალების მოპოვების ყველაზე გავრცელებული მეთოდია, ამავდროულად ყველაზე პროდუქტიული, მაგრამ ამავე დროს საშიში. მაღაროები გაბურღულია დიდ სიღრმეზე, აღწევს რამდენიმე ასეულ მეტრს. თუმცა, ეს მოითხოვს ნებართვას, რომელიც დაადასტურებს ასეთი ფართომასშტაბიანი სამუშაოების გამართლებას და დეპოზიტების არსებობის მტკიცებულებას.

ზოგჯერ მაღაროებს შეუძლიათ მიაღწიონ კილომეტრს ან მეტ სიღრმეს და გადაჭიმულიყვნენ რამდენიმე კილომეტრზე, ქმნიან მიწისქვეშა დერეფნების ურთიერთდაკავშირებულ ქსელებს. მე-20 საუკუნეში მაღაროების ირგვლივ საბოლოოდ ჩამოყალიბდა დასახლებები და პატარა ქალაქები, რომლებშიც მაღაროელები და მათი ოჯახები ცხოვრობდნენ.

სწორედ სამთო პირობების გამოა, რომ მაღაროებში მუშაობა ძალიან რთულად და საშიშად ითვლება, რადგან მაღაროების დიდი რაოდენობა ჩამოინგრა, ათეულობით ან თუნდაც ასობით ადამიანი დამარხა იქ მომუშავე.

ნახშირის გამოყენება

ნახშირი გამოიყენება მრავალფეროვან დარგში. იგი ფართოდ გამოიყენება როგორც მყარი საწვავი (მთავარი დანიშნულება), მეტალურგიაში და ქიმიურ მრეწველობაში, გარდა ამისა, მისგან მზადდება მრავალი სხვა კომპონენტი.

სწორედ ნახშირისგან იწარმოება ზოგიერთი არომატული ნივთიერება, ლითონი, ქიმიკატები და მიიღება 360-ზე მეტი სხვა გადამუშავებული პროდუქტი.

თავის მხრივ, მისგან წარმოებულ ნივთიერებებს აქვს ათჯერ მეტი საბაზრო ღირებულება.

1 ტონა თხევადი საწვავის წარმოებისთვის საჭიროა 2-3 ტონა ნახშირის გადამუშავება.დამუშავების დროს მიღებული ყველა სამრეწველო ნარჩენი ხშირად გამოიყენება სამშენებლო მასალების წარმოებისთვის.

დასკვნა

დედამიწაზე ბევრი ქვანახშირის საბადოა, რომლებიც დღემდე აქტიურად არის მოპოვებული. მე-5 კლასში ბიოლოგიის გაკვეთილებზე და კიდევ უფრო ადრე, მეორე კლასში ბუნების ისტორიის გაკვეთილებზე ბავშვები ეცნობიან ამ ცნებას. ამ ნაშრომში ჩვენ მოკლედ გავიმეორეთ ძირითადი ფაქტები ქვანახშირის შესახებ - წარმოშობა, ფორმულა, კლასები, ქიმიური შემადგენლობა და გამოყენება, მოპოვება და მრავალი სხვა.

ქვანახშირი არის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი რესურსი, რომელიც ფართოდ გამოიყენება ინდუსტრიაში. თუმცა, ნივთიერების ბუნებრივი ნაკადის მოშლისას მაინც ფრთხილად უნდა იყოთ, რადგან განვითარება არღვევს რელიეფს და თანდათან ამოწურავს ბუნებრივ რეზერვებს.