Свойства антрацита

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

Национальный исследовательский томский государственный университет (НИ ТГУ)

Геолого-географический факультет

Кафедра динамической геологии

Контрольная работа

по дисциплине «Геология каустобиолитов»

Антрацит

Работу выполнила

студентка И.В. Николаева

Проверил доцент ТГУ, КГМН

В.С. Чувакин

Томск 2015

Содержание

угленосный месторождение антрацит

Введение

1. Общие данные

2. Основные свойства антрацита

3. Классификация антрацитов

4. Запасы антрацита

5. Применение антрацита

Список использованной литературы

Введение

Геология каустобиолитов - это раздел геологической науки о не рудных полезных ископаемых.

Главная задача - изучение угленосных месторождений, разработка научных основ прогнозирования и обнаружения угленосных месторождений, а также оценка их экономичности.

Использование ископаемых углей. Используются человеком с выше 300 лет резкое развитие угольной отрасли связано с изобретением паровой машины главным потребителем угля был транспорт. В современном мировом хозяйстве уголь играет роль надежного источника энергии используют в металлургии, ценное сырье в химической промышленности.

Ископаемый уголь - это твердая горючая осадочная горная порода растительного или органического происхождения. Происхождение углесодержащих минеральных примесей не более 50%. Средний химический состав каменного угля С-82%, Н-5%, O+N+S-13%. Источником органического вещества ископаемых углей являются: остатки организмов, животных и растений.

Для образования угольных месторождений необходимо наличие органической массы растительного материала.

Факторы определяющие накопление растительного вещества.

1) теплый и влажный климат.

2) характер растительности размеры растительности и объем биомассы на единицу площади.

3) равнинно-низинный рельеф, речные долины межгорные котловины, озерно-болотный ландшафт.

4) обводненость территорий и гидрогеологический режим.

5) геотектонический режим выраженный в длительном и медленном погружении участков суши.

Интенсивность наклонения растительного материала или его мощность зависит от длительности равновесия между скоростью опускания суши и скоростью нарастания биомассы.

1. Общие данные

Уголь начал формироваться несколько миллионов лет назад, карбоновые леса отмирали, падали в почву, со временем превращались в торф, затем в бурый уголь, а после - в каменный. Со временем из каменного угля образовались антрациты. Таким образом, можно сказать, что существует три вида угля: самый молодой -- это бурый уголь, затем идет каменный уголь, старше всех антрацит.

Строго говоря, классификация угля не однозначна, ее можно провести по многим параметрам: география добычи, химический состав, но с «бытовой» точки зрения, покупая уголь, достаточно разбираться в его маркировке.

Метаморфизм ископаемых углей.

Он обусловлен попаданием пластов углей в зоны разного типа метаморфизма. Во всех случаях растет степень углефикации углей. То есть бурый переходит в каменный и т.д. В зонах контактового метаморфизма, образуется антрацит, графит и естественный кокс. этот кокс уступает по промышленным качествам заводскому. Он образуется в случае удаления летучих веществ при наличии трещиноватых вмещающие г.п. если их удаление не возможно образуется антрацит и графит. При оценке разных факторов метаморфизма ведущая роль принадлежит температуре. В угольных бассейнах часто обнаруживается зональность проявления метаморфизма углей она отражается на картах выделением различных марок углей нанесение изолиний удельного веса и изолиний выхода летучих веществ. Пример. При контактовом метаморфизме углей Канско-ачинского бассейна разными интрузиями габбро-диабазов и диабазов возникли залежи графита промышленных размеров.

Уголь антрацит - это древнейший и самый качественный ископаемый уголь, запасы которого составляют всего лишь три процента от общего объёма мировых запасов угля. Антрацит отличается высокой степенью углефикации: содержание углерода в нём составляет 95%, благодаря чему уголь антрацит горит без пламени, не выделяя при этом дыма и запаха. По цвету он бывает как бархатным, так и железно-черным и обязательно со стальным блеском. Уголь антрацит широко применяется во многих промышленных областях, и для бытовых нужд в качестве угля для отопления жилых помещений применяемого в качестве топлива в котлах и печах на твёрдом топливе. Крупнейшие залежи антрацита сосредоточены в Донбасском бассейне в Украине.

Антрациты - уникальное высокотехнологическое сырье. Это уголь, отличающийся максимальным из всех типов углей содержанием углерода - 92-99 %.

Антрациты - это метаморфизованные угли, в которых отсутствуют битумы и другие водоуглеродные соединения.

По своим теплотворным качествам уголь Антрацит превосходит все каменные угли - 8200 кКл/кг, для сравнения природный газ 7000 кКл/кг. Уголь Антрацит самый твердый из всех углей, летучих веществ при горении выделяется всего до 5%. Уголь антрацит является хорошим топливом и обладает повышенной теплоотдачей. Антрацит сложно разжигается, однако в процессе горения выделяет большое количество энергии (7-8,5 кКал/ед.) и практически не спекается. Антрациты можно использовать в различных сферах деятельности человека - в промышленном производстве (варят металл, производят электроэнергию, сахар, химическую продукцию и др.), в коммунальной сфере (отопление, нагрев воды и др.), для индивидуального отопления, а также из Антрацитов делают фильтраты для очищения воды, стоков и др.

Качественные характеристики антрацитов определяют направления их использования. К примеру, плотность антрацитов Восточного Донбасса достигает 1,76 т/м3, что на 20-30% превышает обычные значения этого показателя для ископаемых углей. Состав антрацитов витринитовый, в отличие от фюзеновых углей других бассейнов. Микротвердость витринита в 5-8 раз превышает микротвердость других компонентов. При материнской зольности 5-12% и хорошей обогащаемости достижимо получение низкозольных сортов антрацита. Удельная теплота сгорания составляет 33-34 МДж/кг. Кроме того, донские антрациты практически не содержит метана и других вредных газов.

Как видно из описанных выше характеристик, уголь антрацит является незаменимым топливом для использования в системе ТЭК.

2. Основные свойства антрацита

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 мі/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/мі) и высокой электропроводностью. Твёрдость по минералогической шкале 2,0-2,5[6].

3. Классификация антрацитов

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

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]

4. 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 (2009г.) 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 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, Тунгусскомбассейнах, 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 (Горловскийугольный бассейн)[9].

Основные страны-производители антрацита, 2009 г.

Импорт антрацита

Крупнейшим потребителем антрацита сегодня является Китай, за ним следуют Япония и Южная Корея, Франция, Бельгия, Болгария, Бразилия, Испания[7].

5. Применение антрацита

До 1980-х гг. антрацит относительно редко употребляли для технологических целей, в основном же антрацит разновидности SG 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, производств электродов[11].

Список использованной литературы

1. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. / Председатель науч.-ред. Совета Ю.С. Осипов. Отв. ред. С.Л. Кравец. Т. 2. Анкилоз -- Банка. -- М.: Большая Российская энциклопедия, 2005. -- 766 с.: ил.: карт.

2. Уголь ископаемый. - Петрографический словарь, М. "Недра", 1981.

3. Углефикация. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. 1984--1991.

4. ГОСТ 21489-76. Антрацит. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. 1984--1991.

5. Презентация Marston Group на World Coke and Anthracite Summit, март 2009 г.

6. Антрацит. Большая Российская энциклопедия: В 30 т. Т. 2. Анкилоз -- Банка. М., 2005.

7. Осташевская Н.С. Антрациты Горловского бассейна Западной Сибири - сырье для производства электродов. Новосибирск, 1978.

8. Антрацит. Горная энциклопедия. -- М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е.А. Козловского. 1984--1991.

9. ГОСТ 25543-88. Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам. -- М.: ИПК Издательство стандартов, 2002.

Размещено на Allbest.ru