Антрацит

редактировать
Твердая компактная разновидность угля с субметаллическим блеском
Антрацитовый уголь. Черный уголь, каменный уголь, каменный уголь, слепой уголь, уголь Килкенни, вороной уголь, крау-уголь, черный алмаз
Метаморфическая порода
Антрацитовый уголь Антрацитовый уголь
Состав
Углерод, 86–98%

Антрацит, часто называемый каменным углем, представляет собой твердую компактную разновидность угля, имеющую субметаллический блеск. Он имеет самое высокое содержание углерода, наименьшее количество примесей и самую высокую удельную энергию среди всех типов углей и является наивысшим рейтингом углей.

Антрацит является наиболее метаморфизованным типом угля (но все же представляет собой низкосортный метаморфизм), в котором содержание углерода составляет от 86% до 98%. Этот термин применяется к тем разновидностям угля, которые не выделяют смолистые или другие углеводородные пары при нагревании ниже их точки воспламенения. Антрацит загорается с трудом и горит коротким голубым бездымным пламенем.

Антрацит подразделяется на стандартный сорт, который используется в основном в производстве электроэнергии, а также на высокосортный (HG) и сверхвысокий (UHG), основные виды использования которого находятся в металлургии сектор. На антрацит приходится около 1% мировых запасов угля, и его добывают лишь в нескольких странах мира. Китай составляет большую часть мирового производства ; другие производители: Россия, Украина, Северная Корея, Южная Африка, Вьетнам, Великобритания, Австралия, Канада и США. Общий объем добычи в 2010 году составил 670 миллионов тонн.

Содержание

  • 1 Названия
  • 2 Свойства
  • 3 История добычи и использования
  • 4 Антрацит сегодня
    • 4.1 Горнодобывающая промышленность
  • 5 Калибровка и сортировка
    • 5.1 Высокая степень
  • 6 Подземные пожары
  • 7 Основные запасы
  • 8 См. Также
  • 9 Примечания
  • 10 Ссылки
  • 11 Дополнительная литература
    • 11.1 Первичные источники
  • 12 Внешние ссылки

Имена

Куча (антрацит) в Тревортоне, Пенсильвания.

Антрацит происходит от греческого anthrakítēs (ἀνθρακίτης), буквально «угольоподобный». Другие термины, относящиеся к антрациту: черный уголь, каменный уголь, каменный уголь, темный уголь, кофейный уголь <20.>, слепой уголь (в Шотландии ), уголь Килкенни (в Ирландия ), вороной уголь или зоб уголь и черный алмаз . «Голубой уголь» - это термин для некогда популярной марки антрацита, добываемого компанией Glen Alden Coal в Пенсильвании и окрашенного синим красителем на руднике перед отправкой на северо-восточные рынки США. чтобы отличить его от конкурентов.

Калм имеет разные значения в британском и американском английском. В британском английском языке "culm" означает несовершенный антрацит северного Девона и Корнуолла, который использовался в качестве пигмента. Этот термин также используется для обозначения некоторых пластов каменноугольных пород, обнаруженных как в Великобритании, так и в Рейнских горных странах (Culm Measures ). Наконец, это может относиться к углю, экспортированному из Великобритании в 19 веке. В американском английском языке «соломка» относится к отходам или отходам добычи антрацита, в основном это пыль и мелкие частицы, не подходящие для использования в домашних печах.

Свойства

Антрацит (Иббенбюрен, Германия) Антрацит (недалеко от Бей-Сити, Мичиган)

Антрацит по внешнему виду похож на минералоидный глит И иногда используется как имитация струи.

Антрацит отличается от обычного каменного угля большей твердостью (2,75–3 по шкале Мооса ), более высокой относительной плотностью 1,3. –1,4 и блеск, который часто бывает полуметаллическим с умеренно коричневым отражением. Он содержит высокий процент связанного углерода и низкий процент летучих веществ. На нем также отсутствуют мягкие или волокнистые зазубрины, и он не пачкает пальцы при трении. Антрацитизация - это превращение каменного угля в антрацит.

Влагосодержание свежедобытого антрацита обычно составляет менее 15 процентов. Теплосодержание антрацита составляет от 26 до 33 МДж / кг (от 22 до 28 миллионов БТЕ / коротких тонн ) на влажной основе без минеральных веществ. Теплосодержание антрацитового угля, потребляемого в Соединенных Штатах, составляет в среднем 29 МДж / кг (25 миллионов БТЕ / тонну) в исходном состоянии (т. Е. Содержит как внутреннюю влагу, так и минеральные вещества). С 1980-х годов антрацитовые отходы или отходы шахт использовались для выработки электроэнергии на угле в форме переработки. Практика, известная как рекультивация, применяется к забойным сваям, существовавшим еще до принятия законов, требующих от владельцев шахт восстановления земель до их приблизительного исходного состояния.

С химической точки зрения антрацит можно рассматривать как переходную стадию между обычным битуминозным углем и графитом, полученный путем более или менее полного удаления летучих компонентов первого, и он обнаруживается чаще всего. обильно в районах, которые подвергались значительным нагрузкам и давлениям, например, на склонах огромных горных хребтов. Антрацит связан с сильно деформированными осадочными породами, которые подвергались более высоким давлениям и температурам (но не соответствовали условиям метаморфизма), так же как битуминозный уголь обычно связан с менее деформированными или плоскими осадочными породами. Например, спрессованные слои антрацита, которые глубоко разрабатываются в складчатых Провинции Хребтов и Долин в Аппалачских горах в Угольном регионе Восточно-центральной части Пенсильвания являются продолжением тех же слоев битуминозного угля, которые добываются на обычно плоских недеформированных осадочных породах дальше на запад на плато Аллегени в Кентукки и Западная Вирджиния, Восточный Огайо и Западная Пенсильвания. Таким же образом антрацитовый регион Южный Уэльс ограничен искривленной частью к западу от Суонси и Лланелли, центральная и восточная части, производящие пар . уголь, коксующийся уголь и домашний уголь.

Структурно антрацит показывает некоторые изменения в результате развития вторичных плоскостей разделения и трещин, так что исходные линии стратификации не всегда легко увидеть. Теплопроводность также выше; кусок антрацита кажется ощутимо холоднее, когда его держат в теплой руке, чем подобный кусок битуминозного угля при той же температуре. Химический состав некоторых типичных антрацитов приведен в статье уголь.

Антрацит уже давно используется в доменных печах для выплавки чугуна; однако в нем не хватало пор металлургического кокса, который в конечном итоге заменил антрацит.

История добычи и использования

Дробилка для антрацитового угля и здания электростанции, Нью-Мексико, около 1935 г.

На юго-западе Уэльса антрацит сжигали в качестве домашнего топлива по крайней мере со средневековых времен, когда его добывали около Сондерсфута. Совсем недавно крупномасштабная добыча антрацита велась прямо через западную часть угольного месторождения Южного Уэльса до конца 20 века. Добыча продолжается, но уже в меньших масштабах.

В Соединенных Штатах история антрацитового угля началась в 1790 году в Поттсвилле, штат Пенсильвания, с открытия угля, сделанного охотником в том, что сейчас известно как Угольный регион. Легенда гласит, что Аллен заснул у подножия Брод Маунтин и проснулся от вида большого огня, потому что его костер зажег выступ антрацитового угля. К 1795 г. на реке Скулкилл.

была построена печь для сжигания антрацита железа. Антрацит был впервые экспериментально сожжен в качестве топлива для отопления жилых домов в США 11 февраля 1808 года судьей Джесси Фелл в Уилкс-Барре, штат Пенсильвания, на открытой решетке в камине. Антрацит отличается от дерева тем, что ему требуется сквозняк снизу, и судья Фелл доказал своей конструкцией решетки, что это жизнеспособное топливо для отопления.

Весной 1808 года Джон и Абиджа Смит отправили первый коммерчески добытый груз. антрацита вниз по реке Саскуэханна из Плимута, штат Пенсильвания, что знаменует рождение промышленной добычи антрацита в Соединенных Штатах. С этой первой шахты добыча выросла до рекордного уровня более 100 миллионов тонн в 1917 году.

Использование антрацита сдерживалось трудностью его воспламенения. Это было особенно важно при выплавке чугуна с использованием доменной печи . С изобретением горячего дутья в 1828 году, в котором использовалось отработанное тепло для предварительного нагрева воздуха для горения, антрацит стал предпочтительным топливом, на долю которого в течение 15 лет приходилось 45% производства чугуна в США. Позднее антрацит для выплавки железа был вытеснен коксом.

С конца 19 века до 1950-х годов антрацит был самым популярным топливом для отопления домов и других зданий на севере США, пока его не вытеснили системы сжигания нефти. а в последнее время - системы природного газа. Многие крупные общественные здания, такие как школы, на протяжении 1980-х годов отапливались антрацитовыми печами.

Антрацит - «боевое топливо», плакат Второй мировой войны

Во время Гражданской войны в США конфедераты блокадники использовали антрацит в качестве бездымного топлива для своих котлов, чтобы избежать выдавая свою позицию блокирующим.

Изобретение топки Wootten позволило локомотивам эффективно сжигать непосредственно антрацит, особенно стружку. В начале 20-го века в США Delaware, Lackawanna Western Railroad начали использовать в своих пассажирских локомотивах только более дорогой антрацитовый уголь, окрестив себя «Дорогой антрацита», и широко рекламировали, что путешественники на своей линии могли путешествовать по железной дороге, не испачкав одежду сажей. В рекламе была изображена одетая в белое женщина по имени Фиби Сноу и стихи, содержащие строки вроде «Мое платье остается белым / С утра до ночи / По дороге антрацита». Точно так же Great Western Railway в Великобритании смогла использовать свой доступ к антрациту (он доминировал в антрацитовом регионе), чтобы заработать репутацию компании по эффективности и чистоте, не имеющей себе равных среди других британских компаний.

Двигатели внутреннего сгорания, приводимые в действие так называемым «смешанным», «бедным», «полуводным» или «газом Доусона », полученным в результате газификации антрацит с воздухом (и небольшой долей пара) когда-то был самым экономичным методом получения энергии, требующим всего 1 фунт на лошадиных сил в час (0,6 kg /кВтч ) или меньше. Ранее большое количество антрацита для энергетических целей экспортировалось из Южного Уэльса во Францию, Швейцарию и некоторые части Германии. По состоянию на апрель 2013 года широкомасштабная промышленная добыча антрацита в Уэльсе прекратилась, хотя несколько крупных открытых участков остаются, а также некоторые относительно небольшие дрейфующие операции.

Антрацит сегодня

Американский футбол трофей, изготовленный на заказ из антрацита

Антрацит обычно стоит в два-три раза дороже обычного угля. В июне 2008 года оптовая стоимость антрацита составляла 150 долларов США / короткая тонна.

В основном антрацит сегодня используется в качестве бытового топлива для ручных или автоматических топок. Он обеспечивает высокую энергию на свой вес и горит чисто с небольшим количеством сажи, что делает его идеальным для этой цели. Его высокая стоимость делает его слишком дорогим для использования на электростанциях. Другие применения включают мелкие частицы, используемые в качестве фильтрующих материалов и в качестве ингредиента в брикетах угля . Антрацит является разрешенным топливом с точки зрения Соединенного Королевства, что означает, что его можно использовать в обозначенной зоне контроля дыма, например, в центральных районах Лондона.

Горнодобывающая промышленность

Сегодня Китай добывает самую большую долю мирового производства антрацита, составляя более трех четвертей мировой добычи. Большая часть китайского производства состоит из стандартного антрацита, который используется в производстве электроэнергии. Повышенный спрос в Китае превратил эту страну в нетто-импортера топлива, в основном из Вьетнама, еще одного крупного производителя антрацита для производства электроэнергии, хотя рост внутреннего потребления во Вьетнаме означает, что экспорт может быть сокращен.

Текущий Производство антрацита в США в среднем составляет около 5 миллионов тонн в год. Из них около 1,8 миллиона тонн было добыто в штате Пенсильвания. Добыча антрацитового угля продолжается и по сей день в восточной Пенсильвании и составляет до 1% от валового государственного продукта. В 1995 году на добыче антрацитового угля было занято более 2000 человек. На тот момент большая часть добычи включала регенерацию угля из отвалов шлака (отвалы от прошлой добычи угля) на близлежащих закрытых шахтах. Также ведется добыча подземного антрацита.

Страны, производящие антрацит HG и UHG, включают Россию и Южную Африку. Антрацит HG и UHG используются в качестве кокса или заменителя угля в различных металлургических углях (спекание, PCI, прямое BF загрузка, гранулирование ). Он играет важную роль в снижении затрат в процессе производства стали, а также используется в производстве ферросплавов, карбида кальция и карбида кремния. Южная Африка экспортирует более низкокачественный антрацит с более высокой зольностью в Бразилию для использования в производстве стали.

Калибровка и сортировка

Антрацит перерабатывается в разные размеры с помощью того, что обычно называют выключатель. Крупный уголь поднимается из шахты и проходит через дробилки с зубчатыми валками, чтобы измельчить куски на более мелкие куски. Более мелкие части разделяются на разные размеры с помощью системы градуированных сит, расположенных в порядке убывания. Калибровка необходима для разных типов печей и печей.

Антрацит подразделяется на три сорта в зависимости от содержания углерода. Стандартный сорт используется в качестве бытового топлива и в промышленной энергетике. Более редкие сорта антрацита более чистые, т. Е. Имеют более высокое содержание углерода, и используются в сталеплавильном производстве и других сегментах металлургической промышленности. Технические характеристики различных марок антрацита следующие:

Антрацит стандартного сортаАнтрацит высшего сортаАнтрацит сверхвысокого сортаКокс
Влажность (максимальная)15%15%13%5%
Зола (максимальная)20%15%12%14%
Летучие вещества (максимум)10%10%5%2%
Фиксированный углерод (минимум)73%80%85%84%
Сера (максимум)1%1%0,6%0,8%
Группа мальчиков-разбойников, из фотографии 1910 года Льюиса Хайна

Антрацит делится по размеру в основном на области, требующие кусков (обычно больше 10 мм) - различные промышленные процессы, в которых он заменяет металлургический кокс и бытовое топливо, а также те, которые требуют мелких частиц (менее 10 мм), таких как спекание и гранулирование.

Общая американская классификация по размеру:

Кусковой, пароходный, яичный и печной уголь, последний в двух или трех размерах s, причем все три имеют размер более 1 ⁄ 2 дюйма (38 мм) на экранах с круглыми отверстиями.

Высококачественный

Антрацит высшего сорта (HG) и сверхвысокого сорта (UHG) - это высшие сорта антрацитового угля. Это самые чистые формы угля, имеющие наивысшую степень содержания углерода и энергии, а также наименьшее количество примесей (влаги, золы и летучих веществ).

Антрацит высшего и сверхвысокого качества тверже, чем антрацит стандартного сорта, и имеет более высокую относительную плотность. Примером химической формулы для высококачественного антрацита может быть C 240 H90O4NS, что составляет 94% углерода. Антрацит UHG обычно имеет минимальное содержание углерода 95%.

Они также отличаются от антрацита стандартного сорта (используемого в основном для выработки электроэнергии), поскольку используются в основном в металлургии в качестве экономичной замены кокса в таких процессах, как спекание. и окомкование, а также вдувание пылевидного угля (PCI) и прямое вдувание в доменные печи. Они также могут использоваться для очистки воды и внутри страны в качестве бездымного топлива..

HG и антрацит UHG составляют небольшую долю от общего рынка антрацита. Основными странами-производителями являются Россия, Украина, Вьетнам, ЮАР и США.

КлассификацияМинимальный размер (дюймы)Максимальный размер (дюймы)
Каштан7/81 ⁄ 2
Горох9/167/8
Гречка3/89/16
Рис3/163/8
Ячмень3/323/16

Основные размеры, используемые в США для отопления жилых помещений. Каштан, горох, гречка и рис, причем наиболее популярными являются каштан и рис. Каштан и горох используются в печах с ручной топкой, в то время как меньшие по размеру рис и гречка используются в автоматических топочных печах. В настоящее время рис является самым популярным сортом из-за простоты использования и популярности этого типа печи.

В Южном Уэльсе принята менее сложная классификация, но большая осторожность проявляется при ручном отборе и очистке угля от частиц пирита более высокого качества, известных как лучшие солодовые угли, которые используются для сушки в печи.

Антрацитовая пыль может быть превращена в брикеты и продается в Соединенном Королевстве под торговыми названиями, такими как Phurnacite, Ancit и Taybrite.

Подземные пожары

Открытка 1908 года с горящей свалкой антрацитовых хвостов возле Скрентон, Пенсильвания

Исторически сложилось так, что время от времени подземные пласты угля загорались, часто в результате небрежной или неудачной добычи деятельность. Карман с горящим углем снабжается кислородом по еще не обнаруженным вентиляционным каналам. Они могут тлеть годами. Как правило, вытяжные вентиляционные отверстия в населенных пунктах быстро обнаруживаются и закрываются, в то время как вентиляционные отверстия в необитаемых районах остаются неоткрытыми. Иногда вентиляционные отверстия обнаруживаются через испарения, воспринимаемые прохожими, часто в лесных районах. Попытки потушить оставшиеся порой были тщетными, и сегодня существует несколько таких очагов возгорания. Зимой иногда можно определить наличие подземного горения, когда видно, что выпавший снег тает теплом, проводимым снизу. Предложения об использовании этого тепла в качестве геотермальной энергии не увенчались успехом.

Жила антрацита, которая загорелась в Сентралии, штат Пенсильвания в 1962 году, горит с тех пор, превратив некогда процветающий район в город-призрак.

Основные запасы

Среди действующих производителей Россия, Китай и Украина обладают наибольшими оценочными извлекаемыми запасами антрацита. Другие страны со значительными запасами включают Вьетнам и Северную Корею.

В геологическом отношении самое крупное месторождение антрацита в мире находится в угольной шахте Лакаванна на северо-востоке Пенсильвании, США и в окрестностях Скрэнтон, Пенсильвания. Месторождение, называемое местными жителями Угольный регион, содержит 480 квадратных миль (1200 км) угленосной породы, которая первоначально содержала 22,8 млрд коротких тонн (20,68 млрд тонн) антрацита. Географический регион составляет примерно 100 миль (161 км) в длину и 30 миль (48 км) в ширину. Из-за исторической добычи и освоения земель, лежащих над углем, по оценкам, остается 7 миллиардов коротких тонн (6,3 миллиарда тонн) полезных ископаемых. Соединенные Штаты также содержат несколько более мелких месторождений антрацита, таких как те, что исторически добывались в Крестед-Батт, Колорадо.

Месторождение антрацита сурка, расположенное в Британской Колумбии, Канада, является крупнейшим ранее неразработанным месторождением антрацита в мире. Он принадлежит австралийской публичной компании Atrum Coal и содержит 1,57 миллиарда тонн высококачественного антрацита.

Антрациты более нового третичного или мелового возраста обнаружены в части перевала Кроуснест Скалистые горы в Канаде и в разных местах Анд в Перу.

См. Также

Примечания

Литература

Атрибуция:

Дополнительная литература

  • Альфред Д. Чандлер (1972). «Антрацитовый уголь и начало промышленной революции в США. Штаты ". Обзор истории бизнеса. 46 (2): 141–181. doi : 10.2307 / 3113503. JSTOR 3113503.
  • Hudson Coal Company (1932). История антрацита. Нью-Йорк. Стр. 425. - Полезный обзор отрасли в 20-м веке; объективный взгляд с точки зрения операторов

Первоисточники

  • Отчет угольной комиссии США.... (5 томов из 3; 1925) Официальное расследование правительства США. онлайн, том 1-2
    • Трайон, Фредерик Гейл и Джозеф Генри Уиллитс, ред. Что обнаружила угольная комиссия: авторитетное резюме персонала (1925 г.).
  • Комитет по общей политике операторов антрацита. Забастовка антрацитового угля в 1922 г.: изложение ее причин и основных целей (1923 г.); официальное заявление операторов. онлайн

Внешние ссылки

Wikime dia Commons содержит материалы, связанные с антрацитом.
Викиисточник содержит текст статьи 1879 American Cyclopædia Anthracite.
Последняя правка сделана 2021-06-11 18:15:12
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте