Węgle kopalne - referat
Historia powstania węgli kopalnych
Za początek powstania węgli kopalnych uważa się karbon, czyli w erze paleozoicznej. Era ta zaczęła się około 360 mln lat temu i trwała około 70 mln lat. Po upływie milionów lat, pod wpływem wielu czynników: zalania wodą i bagnami, brakiem dostępności tlenu, przysypanie warstw skał osadowych, wysokiej temperatury i ciśnienia, po wielu przekształceniach, ze szczątków skrzypów, widłaków i paproci, powstały złoża węgla kopalnego.
Szungit (czerń węglowa) zawiera od 96 do 98% węgla. Barwa intensywnej czerni. Łatwo ulega rozdrobnieniu. Stosowany, jako pigment malarski. Występuje głównie w Rosji, ale także w Szwecji, Kanadzie i Indiach.
Rodzaje węgli kopalnych i ich zastosowanie:
Antracyt jest to najsilniej przeobrażona odmiana, charakteryzująca się największą zawartością węgla, czyli w okolicach 99% zawartości. Koloru żółtego o szklistym, półmetalicznym połysku. Skała zbita, twarda. Zawiera niewielkie ilości węglowodorów, niekiedy także pirytu i kwarcu. Powstaje w wyniku działania wysokich temperatur, olbrzymiego ciśnienia. Złoża występują na dużych głębokościach. Występuje w Wielkiej Brytanii, Francji, Belgii, Niemczech, Ukrainie, USA, Kanadzie, Chinach, Australii, Syberii, a także w Polsce w okolicach Wałbrzycha i Nowej Rudy (wydobywany w latach 1993 ? 1998). Używany, jako wysokokaloryczne paliwo. Jest dobrym przewodnikiem elektrycznym, dlatego służy do wyrobu elektrod. Podczas spalania wydaje dużo ciepła, a mało popiołu. Stosowany w przemyśle hutniczym, górniczym, gumowym, a także do produkcji barwników oraz gazu przemysłowego i koksu.
Koks zawiera około 90% czystego węgla, niewielką domieszkę siarki i innych substancji. Swoje zastosowanie znajduje w hutnictwie i w ocieplaniu mieszkań, jako opał. Zawiera mniej siarki jak węgiel, dlatego jego stosowanie jest bardziej ekonomiczne.
Węgiel kamienny zawiera od 75 do 97% czystego węgla. Posiada matowy połysk, żółto ? brunatną rysę. Powszechnie stosowany, jako paliwo do ogrzewania gospodarstw domowych, elektrociepłowni. Jego spalanie jednak jest szkodliwe dla środowiska gdyż zawiera siarkę i podczas spalania wydziela zanieczyszczający powietrze tlenek siarki (IV). Wydobywany w Chinach, USA, Indiach, RPA, Australii, Ukrainie, Rosji, Indonezji, Kazachstanie oraz w Polsce a dokładnie w Szczakowej ? dzielnicy Jaworzna, Libiążu, Brzeszczu, Trzebinie, Krzeszowicach, Bogdance. Wydobywany metodą odkrywkową i głębinową.
Węgiel brunatny zawiera zwykle pomiędzy 65 a 78% czystego węgla. Stosowany, jako paliwo. Podczas spalania wydziela mniejszą ilość ciepła niż węgiel kamienny czy antracyt. Jest nieodnawialnym źródłem energii. Używany jest na rynkach lokalnych do transportu kolejowego. Wydobywany w kopalniach w Niemczech, Rosji, USA, Australii, Grecji oraz oczywiście w Polsce w Koninie, Kole, Turku, Turowie, Bogatyni, Bełchatowie, Szczercowcu, Legnicy i wielu innych.
Torf węgla pierwiastkowego zawiera około 60%. Jest paliwem kopalnym o barwie ciemnobrunatnej. Powstaje z roślin i występuje na terenach najczęściej podmokłych. Stosowany, jako opał, podściółka dla bydła, nawóz, materia izolacyjny, w budownictwie a także w medycynie.
Alotropowe odmiany węgla kopalnego to:
Węgiel występuje również w tak zwanych odmianach alotropowych. Oznacza to, ze pierwiastek chemiczny występuje w wielu formach krystalicznych lub cząsteczkowych.
Diament jest przezroczystym ciałem stałym najtwardszym z minerałów. Występuje w Afryce, Brazylii, Indiach, Borneo, Birmie, Kongo, Rosji, Australii, Botswanie, Namibii, Senegalu, Kanadzie, USA. Stosowany przy produkcji materiałów ściernych, aparatury naukowej i medycznej, igieł fonograficznych, drogocennej biżuterii, w jubilerstwie.
Grafit jest to rodzaj węgla kopalnego o dość dużej zawartości węgla, bo zawiera on węgiel w przedziale od 92 do 95%. Barwy ciemnoszarej lub po prostu czarnej o półmetalicznym połysku. Jest dobrym przewodnikiem prądu i ciepła oraz odporny na wysoką temperaturę. Występuje na Sri Lance (największe złoża), Madagaskarze, Syberii, USA (najpiękniejsze z New Jersey w stanie Alabama), Kanadzie, Meksyku, Bawarii a także w Polsce koło Strzelina, Dzierżoniowa, Wałbrzycha i Bystrzycy Kłodzkiej. Stosowany do wyrobów suchych smarów, cegieł ogniotrwałych, ołówków, czarnej farby chroniącej przed korozją, naczyń ognioodpornych, elektrod, kijów golfowych, środków polerskich, w reaktorach jądrowych.
Pirogenizacja
Inaczej nazywa się pirolizą lub suchą destylacją węgla. Jest to proces, polegający na ogrzewaniu węgla kopalnego do temperatury 1000oC bez dostępu powietrza, w wyniku, którego węgiel rozkłada się na koks, smołę pogazową, gaz świetlny. W przemyśle proces ten odbywa się w zakładach koksowniczych przy użyciu węgla kamiennego. W wyniku pirogenizacji powstaje koks wymieniony wyżej, smoła pogazowa, woda pogazowa i gaz świetlny.