Charbon : composition, application, méthodes d'extraction

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

Cette roche, qui se forme dans l'épaisseur de la croûte terrestre, est très diversifiée. À ce jour, ses variétés se distinguent, comme par exemple le lignite, l'anthracite, le charbon. La composition du charbon est l'humidité et les impuretés minérales. Cependant, en ce qui concerne l'humidité, il réduit considérablement la chaleur de combustion.

La composition de la race. Produits chimiques

Outre le fait que le charbon contient de l'humidité, il contient également une substance telle que le soufre. Cette impureté est également considérée comme nocive, et elle n'est pas contenue sous sa forme pure, mais dans la composition d'impuretés telles que la pyrite, le calcium, le sulfate de fer. Lorsque du charbon est utilisé, ou plutôt lorsqu'il est brûlé avec de telles impuretés dans la composition, une évaporation nocive se forme - du dioxyde de soufre ou du dioxyde de soufre. Il a un effet plutôt négatif sur la santé humaine s'il est respiré. Il est capable de provoquer une corrosion rapide du métal, ainsi que d'empoisonner l'atmosphère avec ses fumées. Il convient de noter que la teneur en soufre dans la composition du charbon extrait dans le bassin du Donets est assez faible. L'indicateur de cette substance n'est que de 1 à 2%. Si on le compare aux bassins des régions du centre et du nord, la teneur en cette impureté nocive ne commence qu'à partir de 3,5%. Pleinla composition chimique des matières premières est la suivante:

• plus haut pourcentage de carbone - de 50 à 96 %;
• après le carbone vient l'oxygène dont la teneur est de 25 à 37%;
• le troisième de cette liste est l'hydrogène, son pourcentage est de 3 à 6%;
• Le dernier produit chimique est l'azote, sa teneur peut aller de 0 à 2,7 %.

Tourbe

Aujourd'hui, la tourbe est également utilisée, qui est le reste de la roche. Il est utilisé assez largement, malgré le fait qu'il soit considéré, en fait, comme un déchet. Il convient de noter ici que la composition de ce type de charbon diffère en ce que la teneur quantitative de toutes les impuretés nocives, y compris le soufre, est bien moindre. Le pourcentage de l'élément chimique carbone a également chuté à 50-60 %.

Charbon brun

En soi, le lignite est une masse terreuse d'une densité assez élevée, qui est formée de tourbe, mais qui conserve en même temps parfaitement sa structure ligneuse. L'utilisation de ce type de charbon est beaucoup moins courante que la pierre, par exemple. Cela est dû au fait que lorsqu'il est brûlé, il crée une flamme enfumée, ce qui crée également une odeur plutôt désagréable. Il est le plus souvent utilisé en distillation sèche. Avec son aide, il est possible d'obtenir des substances telles que, par exemple, l'ammoniac avec de l'acide acétique. Cette race est considérée comme la plus jeune de toutes les autres variétés. La composition de ce type de charbon est la suivante:

• comme dansle type précédent, le carbone prévaut ici - 50-77 %;
• la teneur en oxygène est pratiquement la même - 26-37%;
• le pourcentage d'hydrogène est de 3 à 5 et celui d'azote de 0 à 2.

Il convient d'ajouter que le fort développement de la technologie a conduit au fait que les technologues ont appris à obtenir du gaz synthétique à partir de cette matière première, qui peut être utilisée comme alternative au mazout.

Charbon

Ce matériau fossile est un matériau de transition du lignite à l'anthracite. Il s'en distingue par le fait qu'il s'agit d'un excellent combustible, contrairement à la matière brune. C'est cette race qui est la plus minée à notre époque. Il est le plus largement utilisé comme combustible pour les centrales thermiques, par exemple. Il est excellent pour le chauffage des maisons privées, pour le fonctionnement des usines, etc. Le pouvoir calorifique de ce type de matière première est bien supérieur à celui du brun. En tant qu'impuretés nocives, ce type de charbon contient de l'humidité dans une quantité de 3 à 12 %. De plus, il contient également 32 % de substances brûlantes volatiles.

La composition chimique est différente de l'espèce précédente. La quantité de carbone est beaucoup plus élevée - de 75 à 93%. La teneur en oxygène a considérablement diminué - 3-19%, la teneur en hydrogène est restée approximativement au même niveau - 4-6%. L'indicateur d'azote est encore bas - jusqu'à 2,7 %.

Si vous posez la question, quel charbon est le meilleur, alors la réponse sera très probablement la suivante: anthracite. Il diffère en ce que sa structure est aussi dense que possible, la surface est un peu brillante et la valeur calorifique a le meilleur indicateur. Son seul inconvénient est qu'il s'allume assez mal. Le plus souvent, il est utilisé pour fabriquer des choses comme des électrodes en carbone, de la pâte d'électrode. Son utilisation comme matière première combustible dans l'industrie métallurgique est très courante. La profondeur d'occurrence de cette roche est assez grande - 6 km. Parmi les produits chimiques, il contient du carbone à hauteur de 95 à 97 %, ainsi que de l'hydrogène - de 1 à 3 %.

Méthode de minage

Il convient de noter que la méthode d'extraction dépend fortement de l'emplacement du gisement de charbon, ou plutôt de la profondeur de son occurrence. En fonction de ce facteur, une méthode ouverte (carrière) et une mine fermée sont distinguées. Chaque méthode se distingue par sa technologie, ainsi que par ses avantages et ses inconvénients.

Exploitation minière à ciel ouvert

Le principal avantage de l'extraction du charbon à ciel ouvert est sa relative sécurité. Le fait est qu'il n'est utilisé que si la profondeur de la roche ne dépasse pas 100 mètres. En d'autres termes, aucun puits n'est créé qui puisse s'effondrer lors d'un accident. Le processus d'extraction lui-même est effectué selon la procédure suivante.

Vous devez d'abord enlever la couche supérieure de terre qui recouvre la roche. Cette couche est appelée mort-terrain et la méthode de son élimination est le mort-terrain. Cette procédure, selon le type de sol, est effectuée à l'aide de bulldozers, de draglines, d'excavatrices à godets ou de grattoirs. Une fois la couche de sol retirée, vous pouvez procéder au broyage de la roche elle-même. Pourdes concasseurs, des pistolets à eau, des bulldozers et d'autres équipements sont utilisés à cette fin. Si la roche du gisement de charbon est trop dense, dans de rares cas, le forage et le dynamitage du charbon sont utilisés. Cette méthode d'extraction couvre généralement une zone assez vaste.

Quant aux défauts de la méthode, ils sont les suivants:

• Premièrement, causer des dommages environnementaux importants sur le site minier.
• Deuxièmement, toute la roche extraite de cette manière contient une grande quantité d'impuretés nocives dans sa composition.

Les principaux avantages de l'extraction du charbon à ciel ouvert, en plus de la sécurité, sont la vitesse élevée, ainsi que l'économie.

Deuxième méthode

Closed, ou la méthode de la mine, comme vous pouvez le deviner, est utilisée si la roche se trouve suffisamment profondément sous terre. Sur un terrain plat, des canaux verticaux ou horizontaux se forment jusqu'au joint de charbon, après quoi une mine est créée. Si le filon de charbon est situé dans une zone montagneuse, la galerie est l'endroit qui ouvre le travail.

L'extraction souterraine du charbon peut être effectuée à l'aide de murs longs ou par la méthode des chambres et des piliers. Les laves sont de longs visages. Il peut y avoir un ou plusieurs de ces visages dans une mine. Dans ces faces, le charbon est coupé en morceaux à l'aide d'une moissonneuse-batteuse. Afin de livrer les matières premières à la surface, la même moissonneuse est utilisée. Il charge la roche sur le convoyeur. Si vous utilisez cette méthode, vous pouvez obtenir presque tout le charbon contenu dansformation. Si le charbon n'est pas trop profond, la méthode de la pièce et du pilier est utilisée. Dans ce cas, des poteaux et des passages horizontaux sont utilisés, qui sont formés entre eux.

Actuellement, des changements ont lieu dans l'industrie du charbon. La technologie d'un système de production automatisé intégré avec l'utilisation de soutènements de toit motorisés est en cours d'introduction. Une méthode est activement développée qui permettra le contrôle à distance de tous les mécanismes de minage.

Les avantages de la méthode sont les suivants:

• le charbon obtenu sera de très haute qualité;
• ce type d'exploitation minière est beaucoup moins nocif pour l'environnement;

Parmi les lacunes, il convient de souligner que cette méthode est la méthode de minage la plus dangereuse, et qu'elle nécessitera également des coûts financiers importants pour sa mise en œuvre.

Bassin houiller de Donetsk

Ce bassin est situé sur le territoire de régions telles que Donetsk, Luhansk, Dnepropetrovsk du côté de l'Ukraine. En outre, il est également situé sur le territoire de la région de Rostov de la Fédération de Russie. La superficie totale de ce bassin est d'environ 60 000 km2, dont 50 000 sont situés sur le territoire de l'Ukraine. Si nous parlons de sa longueur, il s'agit d'environ 650 km dans la direction sublatitudinal. Dans le même temps, sa largeur maximale n'atteint que 200 km. Quant à la qualité et aux propriétés du charbon extrait, elles sont très différentes. Le fait est que dans le bassin houiller de Donetsk, il y a tout unsérie métamorphique de ce fossile. En d'autres termes, n'importe quel charbon peut être extrait ici - du brun à l'anthracite.

Charbon d'allumage de qualité

Assez souvent, la question se pose de savoir comment déterminer la qualité du charbon adapté à l'allumage d'une chaudière à combustible solide. Il n'est pas nécessaire de connaître toutes ses propriétés. Faites attention à ce qui suit:

• Contenu calorique, ou chaleur de combustion. Cette caractéristique décrit la quantité de chaleur qu'un combustible solide peut produire lorsqu'il est brûlé.
• La teneur en cendres est la principale caractéristique de la qualité des matières premières. Plus l'indicateur numérique de cette caractéristique est petit, meilleur sera le charbon, ce qui signifie qu'il dégagera plus de chaleur lors de la combustion. Pour les races de qualité, le taux est inférieur à 25 %.
• Il est important de surveiller l'humidité. Il peut être externe ou interne. L'extérieur peut être enlevé en séchant simplement le charbon, mais l'intérieur ne peut être enlevé qu'en le brûlant.

Charbon actif

La structure de ce charbon est poreuse, et il est obtenu à partir de divers autres matériaux contenant du carbone qui sont d'origine organique. Le carbone dans ces matières premières sera de 87 à 97 %; de l'hydrogène, de l'azote et de l'oxygène sont également présents. En termes de composition chimique, ce type de charbon ressemble davantage au graphite. De plus, ce type de matière première peut être divisé en plusieurs classes en fonction du type de matière première à obtenir, selon la méthode d'activation, la méthode d'activation et le but.