Антрацит сообщение для 4 класса
Обновлено: 04.05.2024
Антрацит – древнейший ископаемый уголь с самым высоким метаморфизмом. Продукт углефикации торфа. Характеризуется ровным, сияющим металлическим блеском. Обладает большой теплоотдачей. Цвет – насыщенный черный. Часто под антрацитом понимают образцы, находящиеся в переходной стадии между углем и графитом.
Свойства
Происхождение
Образуется из растительных остатков процессами гумификации и углефикации, т.е. в результате процессов преобразования остатков низших и высших растений в осадочную породу.
Применение
В редких случаях антрацит используют как поделочный камень, создают из него украшения и элементы для инкрустирования ювелирных изделий. Подвергнутый особой обработке уголь также применяют для изготовления сувениров. Чаще всего антрацит используется как топливо или сырье для металлургии, химической и энергетической промышленности. Из него также изготавливают очистительные составы – например, фильтрующие.
Лечебные свойства
Магические свойства
В отзывах об антраците экстрасенсы отмечают наличие магических свойств или астрологических значений. Некоторые маги используют его при проведении ритуалов и лишь единицы полагают, что амулеты и талисманы с обработанным углем способны оберегать человека от сглаза, впитывая негативную энергетику.
Интересные факты
Антрацитом называют очень качественный каменный уголь с высоким содержанием углерода. Этот ископаемый материал является переходом от угля к графиту. Характеристики антрацита и его полезные свойства обеспечили этому сорту угля широкое применение в промышленном производстве.
Содержание статьи
- Антрацит (уголь каменный): характеристики и места добычи
- Сколько угля и какие сорта закупать для отопления частного дома
- Как выбрать уголь
Антрацит: общие сведения
Антрацит представляет собой ископаемый уголь очень высокого качества. Для него характерен высокий метаморфизм, то есть степень структурного минерального изменения. Под метаморфизмом угля понимают процесс изменения химического состава органического вещества на стадии его превращения из бурого угля в антрацит. Перестройка структуры при метаморфизме идет с повышением в веществе содержания углерода и уменьшением содержания кислорода.
Подобно иным видам полезных ископаемых, антрацит формируется на протяжении многих тысяч лет из остатков растений, которые находятся под слоями грунта без доступа кислорода. Своему образованию антрацит обязан процессам углефикации и гумификации, протекающим за большие промежутки времени. Этот вид каменного угля считается наиболее качественным.
Свойства антрацита
Характеристики этого вида угля описываются несколькими параметрами. Для антрацита характерен очень насыщенный черно-серый или полностью черный цвет; в цвете может присутствовать некоторая побежалость. Для этого вида угля свойственны сильный металлический блеск и высокая теплотворная способность. Этот материал обладает хорошей электропроводностью, высокой плотностью и твердостью.
На фарфоровой пластинке антрацит оставляет бархатистую черную черту. Обладает большой вязкостью, почти не подвержен спеканию. Твердость по минералогической шкале колеблется от 2,0 до 2,5; плотность органической массы находится в пределах от 1500 до 1700 кг/куб. м. Теплота сгорания антрацита составляет около 8200 ккал/кг.
В общей массе антрацита содержится:
- углерод (93,5-97%);
- летучие вещества (до 9%);
- водород (1-3%);
- кислород и азот (1,5-2%).
Для сравнения: в буром угле содержится в среднем всего 65-70% углерода.
Будучи гумусовым ископаемым углем, антрацит отличается самой высокой степенью метаморфизма. Даже под микроскопом в нем с большим трудом можно увидеть растительные остатки.
Как образуется антрацит
На первом этапе образования породы формируется торф, а на его основе – бурый уголь. При определенном длительном воздействии факторов среды ископаемое переходит в каменный уголь и его разновидность, являющуюся переходным звеном к графиту, – антрацит. Залегает эта порода на глубине до 6000 м, часто – в отрогах гор. Обычно в таких местах отмечаются сдвиги земной коры.
Образование антрацита включает несколько стадий. Сначала отмирающая древесина попадает в грунт. Постепенно почва с остатками растительности становится торфом. Под воздействием сил природы торф спрессовывается, затвердевает, а затем превращается в бурый уголь. Он трансформируется в каменный уголь, а потом – в антрацит. Весь цикл подобных трансформаций может занимать несколько десятков миллионов лет.
Особенности и преимущества антрацита
Антрацит относят к самым качественным сортам угля. В нем очень высоко содержание химически связанного углерода при низком содержании серы. Высокая удельная теплота сгорания антрацита сочетается с низким содержанием влаги. Горит это вещество без пламени и дыма, при сгорании не спекается. Во время горения антрацита в окружающую среду выделяется незначительная доля летучих веществ (до 5%). По своей теплотворной способности данный уголь превосходит все прочие его разновидности, а также природный газ.
Применение антрацита
Отрасли, где находит применение антрацит:
- металлургия;
- химическая промышленность;
- энергетика;
- производство цемента;
- коммунальное хозяйство.
Будучи самым плотным сортом каменного угля, антрацит занимает высшие позиции по степени теплоотдачи и времени сгорания. Для отопления одной и той же полезной площади требуется гораздо меньше антрацита, чем любого другого вида угля или дров.
Минус антрацита: разгорается он не во всех типах печей и котлов. Чтобы антрацит хорошо горел, необходимо обеспечить достаточную подачу воздуха, чаще всего – принудительную.
Антрацит широко применяется в промышленном производстве. Без него не обходится металлургия, химическая промышленность, сахарное производство. В коммунальном хозяйстве этот уголь применяют для отопления, нагрева воды. Очень популярен антрацит в качестве топлива в частных домовладениях.
В металлургии этот материал используют, чтобы спекать известняк и железо. Это высококачественное топливо делает металлургические процессы более экологичными. Антрацит считается отличным восстановителем металлов.
Отсев антрацита с высоким содержанием золы широко используют в электроэнергетике в качестве топлива. Для пылевидного сжигания антрацита приходится изготовлять топки с особой конструкцией и конфигурацией.
Находит свое применение этот уголь в печах для обжига цемента.
Это полезное ископаемое применяют при изготовлении фильтрующих элементов для очистки промышленных стоков. Антрацит может стать заменой активированному древесному углю в бытовых фильтрах для очистки воды.
Добыча антрацита
Антрацит добывают шахтным способом из тектонических пластов угля. Глубина шахт достигает полутора километров и более. После подъема антрацита на поверхность его доставляют на перерабатывающие предприятия, где ведется его обогащение и сортировка на фракции. Обработанный антрацит готов для отправки конечным потребителям.
Известно, что для образования очень качественного угля глубина залегания торфяных месторождений должна превышать 3 тыс. метров. Антрацит обычно добывают на глубинах, превышающих эту отметку.
Мировые запасы антрацита по данным 2009 года составляют не менее 24 млрд тонн. Залегает это вещество в пластах на средней и малой глубине. Пласты антрацита имеют различную мощность, которая определяется типом отложений в конкретной геологической системе.
На первом месте по запасам антрацита в мире стоит Россия. Ей уступают Китай, Украина и Вьетнам. Однако по производству этого продукта Китай уверенно занимает первое место в мире.
Основные страны, добывающие антрацит:
- Китай;
- Россия;
- Украина;
- Вьетнам;
- Северная Корея;
- Южная Африка;
- Испания;
- США.
На территории России залежи антрацитов сосредоточены в Кузнецком, Тунгусском, Таймырском бассейнах, в районе г. Шахты, на месторождениях Магаданской области и Урала. Залежи качественного угля в Российской Федерации составляют около трети от мировых запасов. Самым крупным угольным бассейном в стране считается Кузбасс, расположенный в неглубокой межгорной котловине на территории Западной Сибири. Минусом этого месторождения можно считать географическую удаленность от главных потребителей, которыми являются центральные районы России, Сахалин и Камчатка.
Тунгусский угольный бассейн занимает значительную часть Восточной Сибири. Но разведанные объемы антрацитов здесь не слишком велики.
Поставщиком высококачественных антрацитов на Украине являются Луганская и Донецкая области. Среди других стран постсоветского пространства месторождения антрацитов имеются в Туркмении.
Впервые добыча антрацита была осуществлена в Южном Уэльсе (Великобритания) еще в средние века. Богатые месторождения этого вещества находятся в Пенсильвании (США); на этот регион приходится почти вся добыча антрацита в этой стране. Известностью пользуются месторождения в Скалистых Горах на территории Канады, а также в Андах на территории Перу.
В Луганской области есть город, называемый Антрацит. Это одно из имен каменного угля . Городу оно дано из-за богатых залежей ископаемого. Месторождение антрацита стало одной из причин негодования Украины в момент желания Луганской области Донбаса отделиться от нее. Но, сейчас не об этом, а о самом угле. Постараемся собрать о нем исчерпывающую информацию. Начнем с вопроса, что есть антрацит.
На фото стела города Антрацита
Что такое антрацит?
Уголь антрацит – это горная порода. Она осадочного типа. Это значит, что материал камня долгое время опускался на определенную поверхность и спрессовывался. В случае антрацита материалом служили растения.
Это плауны, хвощи, папоротники. Наименования типичны для древних эпох, к примеру, девона. Тогда климат на планете был жарче, притяжение чуть меньше. Поэтому, растения были гигантскими. Соответственно, биологическая масса для угля накапливалась быстрее. В современности уголь тоже формируется, но медленно.
Отмирая, хвощи и прочие растения опускались на дно океанов и болот. В последних не хватает кислорода. Это идеальная среда для гниения. Оно перерабатывало остатки, превращая сначала в рыхлый, богатый органикой и сахарами торф .
Далее, он уплотнялся, процессы гниения завершались. Из состава уходили сахара и аминокислоты. Происходило последовательное изменение клетчатки растений. В итоге, торф сначала переходил в бурый, потом каменный уголь. Антрацит – последняя стадия преобразований.
На фото уголь антрацит
На ней процессы гниения полностью завершены, слои максимально спрессованы, вещества в них сконцентрированы. Как водянистая краска светла, а масленая насыщенна, так и антрацит — самый темный из углей.
В нем почти нет влаги, но масса углерода , ароматических веществ. Минеральных примесей минимум. Таков состав антрацита. Теперь, ознакомимся со свойствами породы.
Свойства антрацита
В отличие от торфа и малоуглеродных углей антрацит не дымит и не пахнет при горении. Нет и спекания, характерного для рыхлых предшественников героя статьи . В том же торфе много кислорода, поэтому порода воспламеняется даже в среде без него.
Сибирский антрацит, как и его образцы из других мест, горит лишь в присутствии сильной тяги воздуха. При этом, пламени почти нет. Зато при горении антрацита выделяется масса энергии, в разы больше, чем от поджога бурого или каменного углей, а торфа и тем паче.
При использовании последних, остается зола – неорганические компоненты, в основном, металлы . Черный антрацит на 94% — чистый углерод. То есть, все переходит в энергию.
По сути, серый антрацит – переходная стадия между углем и графитом , состоящим из углерода уже на 100%. Как и графит, герой статьи формируется на глубине.
Туда гниющие массы растений попадают при подвижках земной коры. Уголь затянуло в ее глубины, где порода и сформировалась. В итоге, теплотворность антрацита достигла 7 000-8 300 калорий на килограмм камня.
Цвет антрацита, порой, отливает желтым или красным, но блеск у камня всегда металлический. Он наиболее близок к стальному. Вызвано сияние не присутствием металлов, а максимальной плотностью породы.
Среди углей антрацит самый твердый , хотя, среди других ископаемых показатель камня средний. По шкале Мооса герою статьи дают около 3-ех баллов. Столько же у кальцита .
Еще одно свойство антрацита – хорошая электропроводность. Это пригождается, к примеру, при создании электропроводящих бетонов. Такие нужны в контурах заземления линий электропередач. О других сферах применения антрацита поведаем в следующей главе.
Применение антрацита
Добыча угля антрацита ведется не только для обеспечения работы котельных и прочих объектов, но и в качестве сорбента. Фильтры пригождаются при очистке вод, как промышленных, так и питьевых.
Если говорить о масштабных производствах, то к абсорбции антрацита прибегают при подготовке воды к поступлению в котлы теплогенерирующих компаний. Опять же вернулись к вопросам ТЭЦ. Так есть ли, все-таки, иные пути применения горючего?
Купить антрацит желают металлурги. К ним уходят 15% мировой добычи черного угля. Это более 700 000 000 тонн ископаемого в год. Оно добавляется в шихту для выплавки стали . В год ее требуется свыше 1 700 000 тонн. 30% из них производят без добавки антрацита. 70% стали обязаны ему своим появлением на свет.
На фото транспортировка антрацита
Уголь в производстве стали снижает ее себестоимость, увеличивая, при этом, производительность доменных печей . Часть угля идет на изготовление термоантрацита. Он тоже нужен в руднотермических печах.
Наименее явно применение антрацита в сфере шоубизнеса. Речь о микрофонах. В них уголь присутствует в виде порошка. Не важен его цвет. Какой это антрацит говорит марка порошка. Для ларингофонов, к примеру, применяют Л-антрацит.
Это устройства уже не для сцены, а для диагностики заболеваний дыхательной системы. Устройство, аналогичное микрофону, улавливает колебания кожи во время дыхания, разговора.
Сортировка угля антрацита
Принцип действия микрофонного порошка основан на свойстве антрацита менять сопротивление при разном давлении. Плюсом, удельное сопротивление угля зависит от размера его помола.
Влияет на показатель и плотность наполнения порошком микрофона. Давление меняется под действием колебаний звука. Реакция запускает смену уровня сопротивления. Это, в свою очередь, дает колебания тока.
Добыча антрацита
Фото антрацита часто делаются на карьерах. Именно здесь добывают породу. Используют гидравлические экскаваторы. В их ковши, как правило, входят около 15-ти кубов породы. Месторождения есть по всему миру.
Антрацит из новосибирского месторождения высококачественный, но не довлеет в мире из-за сравнительно небольших запасов. Основные скопления ископаемого отмечены в Канаде и на Украине.
Что же касается России , кроме новосибирских залежей разрабатывают месторождения Ростовской области. Там славятся Гуковско-Зверевский и Шахтинско-Несветаевский карьеры.
Цена антрацита
Цена антрацита для фильтров – 13-20 рублей за килограмм. Обычный материал с карьера реализуется тоннами. За 1 000 кило просят 3 500-10 000 рублей. Ценник зависит от качества угля, его насыщенности углеродом. Серые образцы, как правило, содержат его меньше и стоят дешевле. Самый ценный черный антрацит.
На фото автомобиль цвета антрацит
Соответственно, в одной партии предлагают куски размером с кулак, а в другой – с орех. Не указывается, правда, с какой орех. Но, негласно подразумевается грецкий.
Лучший сорт каменного угля, отличающийся черным цветом, сильным блеском, большой теплотворной способностью [2] .
Высшая разновидность угля – твердого горючего полезного ископаемого, образованного из растительных остатков растений в результате гумификации и углефикации [3] .
Уголь чёрно-серого цвета с металлическим блеском, твёрдый, высокой плотности и высокой электропроводности.
Антрацит может рассматриваться как переходная стадия между каменным углем и графитом. Чаще всего месторождения антрацита встречаются в районах, которые подвергались значительным движениям земной коры, таким как отроги горных хребтов. В процессе углефикации захороненный в недрах Земли торф последовательно превращается (при соответствующих условиях) сначала в бурый, затем в каменный уголь и антрацит [4] .
Содержание
Основные свойства
В CCCP граница между каменными углями и антрацитами была принята по отражательной способности витринита в масляной иммерсии (для антрацита R0 2,5%) [5] .
Для антрацита основных бассейнов выход летучих веществ 0,22 м³/кг, объёмный выход летучих веществ менее 8% в Донецком бассейне, менее 9% в Горловском бассейне.
От других видов угля антрацит отличается высоким содержанием связанного углерода (91-98%), низким содержанием влаги, серы, летучих веществ, высокой удельной теплотой сгорания. Антрацит горит быстро, без дыма и пламени, с высокой теплоотдачей, не спекается. Обладает высокой плотностью органической массы (1500-1700 кг/м³) и высокой электропроводностью. Твёрдость по минералогической шкале 2,0-2,5 [6] .
Классификации
Наибольшее количество антрацита образовалось в результате регионального метаморфизма при погружении угленосных толщ в область повышенных температур и давлений. Температура при формировании антрацита в условиях регионального метаморфизма находилась в интервале 350-550°С, что наряду с изменением давления, особенностями исходного материала и другими причинами привело к образованию антрацита с различными свойствами [6] .
В зависимости от содержания углерода и по своему технологическому применению антрацит также принято подразделять на следующие градации – стандартное качество (SG), высокое качество (HG) и сверхвысокое качество (UHG).
Классификационные свойства антрацита
| SG антрацит | HG антрацит | UHG антрацит | Кокс | |
|---|---|---|---|---|
| Влага (max, %) | 15 | 15 | 13 | 5 |
| Зола (max, %) | 20 | 15 | 12 | 14 |
| Летучие вещества (max, %) | 10 | 10 | 5 | 2 |
| Связанный углерод (min, %) | 73 | 75 | 80 | 84 |
| Сера (max, %) | 1 | 1 | 0.6 | 0.8 |
| Фосфор (%) | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.04 |
В ряде ранее действующих классификаций антрациты подразделялись на марки ПА (полуантрациты) и А (антрациты). Во вновь введённых государственных стандартах на классификации углей и антрацит основных бассейнов и месторождений марка ПА не предусмотрена. [6]
Запасы антрацита
Мировые запасы антрацита (т.н. извлекаемые ресурсы) по данным 2009 года (включая Канаду, не ведущую пока разработку запасов) составляют порядка 24 млрд тонн.
В 1980 году мировые запасы насчитывали 28,2 млрд тонн, в России было 14 млрд тонн антрацита.
Общие запасы антрацита составляют 1% от мировых запасов угля (по данным 2006 года) [7] .
Антрацит залегает в пластах разной мощности обычно на средней и малой глубинах, в отложениях многих геологических систем. Запасы антрацита имеются в Китае, Южной и Северной Корее, Вьетнаме, России, Украине, Польше, Германии, Великобритании, Испании, США, Свазиленде и ЮАР. По объёму запасов (2009 г.) Россия находится на 1 месте, за ней следуют Китай, Украина и Вьетнам. Крупнейший производитель антрацита — Китай, другие значимые производители — Северная Корея (в основном для внутреннего потребления), Россия, Украина, Вьетнам, Польша, Англия, Австралия, США.
Основные страны-производители антрацита, 2009 г.
извлекаемые запасы (млн т)
добычи (млн т / год)
Основные угленосные бассейны: Пенсильванский (США), Альберта (Канада), Витбанк (ЮАР); на Украине — восточная часть Донецкого бассейна [8] .
В России и СНГ антрациты выявлены в Донецком, Горловском, Кузнецком, Таймырском, Тунгусском бассейнах, а также в угольных бассейнах и на месторождениях Урала и Магаданской области РСФСР. Наличие высокометаморфизованных углей, в т.ч. антрацита, известно в Кузнецком, Печорском, Узгенском бассейнах, на месторождении Кугитанг (бывш. Туркменская CCP).
Сейчас основные запасы антрацита в России приходятся на юг России (Донбасс) и Сибирь (Горловский угольный бассейн) [9] .
Импорт антрацита
Крупнейшим потребителем антрацита сегодня является Китай, за ним следуют Япония и Южная Корея, Франция, Бельгия, Болгария, Бразилия, Испания [7] .
Применение антрацита
До 1980-х гг. антрацит относительно редко употребляли для технологических целей, в основном же антрацит разновидности standard grade использовался как топливо для коммунальных и бытовых нужд в энергетике. В настоящее время антрацит, помимо использования в энергетике, применяется для черной и цветной металлургии, а также для производства адсорбентов, электродов, электрокорунда, микрофонного порошка [8] .
Антрациты UHG используются в качестве заменителя кокса и коксовой мелочи (в составе смеси с коксом) в доменных печах при пылеугольном вдувании (PCI), в производстве агломератов железной руды, железорудного окатыша, электродов [7] .
Требования к качеству антрацита по сравнению с топливно-энергетическим использованием являются наиболее высокими. Даже сравнительно небольшое ухудшение некоторых свойств антрацита часто отрицательно влияет на качество промышленной продукции [10] .
Согласно принятым в России и СНГ межгосударственным стандартам на угли и антрациты, (классификация по генетическим и технологическим параметрам), антрациты используются в производстве водяного газа, термоантрацита, карбида кальция, электрокорунда, в пылевидном сжигании, слоевом сжигании в стационарных котловых установках и кипящем слое, топках судов, паровозов, для коммунальных и бытовых нужд, производстве извести, цемента, в агломерации руд, производстве электродов [11] .
Читайте также: