Антрацит — свойства, добив и употреба на каменните въглища

Антрацит — свойства, добив и употреба: научете защо този висококалоричен каменен въглен с ниско съдържание на сяра е ценен, глобално добив и ключови приложения.

Антрацитът, често наричан "каменни въглища", е вид тъмно оцветени въглища с характерен блясък и твърда структура. Той произвежда най-малко замърсители за единица отделена топлина сред въглищата, тъй като има най-висока топлинна стойност и най-ниско съдържание на сяра. Поради голямата си калоричност и ниското съдържание на летливи вещества антрацитът гори сравнително чисто, но въпреки това отделя въглероден диоксид при горене. Много находища са силно намалени и в някои региони антрацитовите запаси до голяма степен са изчерпани.

Свойства

Антрацитът е най-метаморфозираният вид въглища, познат на науката в момента. Някои типични физико-химични и технически характеристики:

• Високо съдържание на фиксиран въглерод (обикновено над 80–90%), ниско съдържание на летливи вещества.
• Висока топлинна стойност — сред най-високите сред въглищата (приблизително до около 30 MJ/kg, в зависимост от находището и класа).
• Ниско съдържание на сяра и пепел, което намалява отделянето на SO2 и твърди частици при горене.
• Плътна, твърда и лакирано-блестяща структура; обикновено тъмно черен цвят.
• Ниска възпламенимост на праха в сравнение с някои по-малко метаморфизирани въглища, но все пак съществува риск при неправилно съхранение и обработка.

Произход и образуване

Антрацитът се формира при по-дълбока и по-интензивна метаморфоза на по-млади форми въглища (например битуминозни въглища) под въздействието на високи температури и налягане за продължителни геоложки периоди. По време на този процес летливите компоненти намаляват, а относителният дял на графитоподобния въглерод се увеличава, което придава характерната твърдост и висок въглероден процент.

Добив и глобално разпределение

Основните находища и добив на антрацит са концентрирани в определени области. Китай извършва по-голямата част от добива на антрацит. Други производители са Русия, Украйна, Северна Корея, Южна Африка, Виетнам, Обединеното кралство, Австралия, Канада и Съединените щати (на изток от река Мисисипи и Пенсилвания). Общото производство през 2010 г. е 670 млн. тона.

Антрацитът обикновено се добива чрез подземни мини, тъй като поради геоложкия си произход той често се намира в по-дълбоки пластове. В някои области са използвани и открити кариери, особено при по-плитки находища. Добивът изисква специализирана техника и мерки за безопасност поради твърдостта на рудата и възможните геоложки рискове (например срутвания, подземни води).

Употреба и обработка

Антрацитът има разнообразни промишлени приложения благодарение на високата си калоричност и относителната чистота:

• Котелно гориво за промишлени приложения и централно отопление, където се търси по-чисто горене и по-висока ефективност.
• Металургия — като възстановител при някои процеси и при производството на феросплави.
• Филтриране и пречистване на вода — антрацитът се използва като материал за многослойни филтри заради правилната си зърнестост и механична устойчивост.
• Производство на активен въглен и други въглеродни продукти, електроди и специални промишлени материали.
• Исторически — като гориво за парни локомотиви и за отопление в жилищния сектор преди масовото навлизане на алтернативни енергийни източници.

Преди използване антрацитът често се сортира и обработва (дробене, промиване) за отделяне на скални примеси и достигане на търсения размерни класове (например кусков, трохи, прах).

Класове и размери

Антрацитът се класифицира по зърнен размер и качество: едрокъсов, среднокъсов (nut), дребнокъсов (pea), прах и др. Различните размери имат различни приложения — например едрокъсовият се предпочита за котли и индустриални пещи, а по-финия за филтриране и за производство на активен въглен.

Екологични и здравни аспекти

Въпреки по-ниското отделяне на сяра и аерозоли спрямо по-малко качествени въглища, антрацитът все пак води до емисии на въглероден диоксид при горене и при неефективно изгаряне може да отделя твърди частици. Минният добив носи екологични рискове — промяна на ландшафта, водни проблеми и възможни подпочвени нарушения. Също така при добив и обработка се налагат мерки за здраве и безопасност на работниците (прахова експозиция, риск от разрушения).

Бъдеще и алтернативи

Поради изчерпването на някои находища и нарастващите изисквания за ограничаване на парниковите емисии, търсенето на антрацит еволюира — в някои сектори е заменян с природен газ, електроенергия от възобновяеми източници или по-чисти технологии. В същото време антрацитът запазва значение в индустриални процеси, където са необходими специфични въглеродни свойства, и в приложения, където ниското съдържание на сяра е предимство.

Като обобщение, антрацитът е ценен вид въглища поради високия си въглероден дял, голямата калоричност и сравнително чистото горене, но неговата роля и добив ще продължат да се променят под въздействието на ресурсните ограничения и екологичните изисквания.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява антрацитът?

В: Защо антрацитът се нарича каменни въглища?

В: По какво антрацитът се различава от другите видове въглища?

В: Къде се добива предимно антрацит?

В: В кои други държави освен в Китай се добива антрацит?

В: Изчерпването на находищата повлияло ли е на производството на антрацит?

В: Какво е било общото производство на антрацит през 2010 г.?

Търсене по буква