Ugljen: stvaranje naslaga. Važnost ugljena u industriji

Mihailo Lomonosov, poznati ruski znanstvenik 18. stoljeća, davao je definiciju kako su ti minerali potekli iz prirode u ono doba. Naime: od ostataka biljaka, poput treseta, postojao je i ugljen. Njegovo obrazovanje, prema Lomonosovu, posljedica je nekoliko čimbenika. Prvo, ostatci vegetacije razgrađeni su bez sudjelovanja "slobodnog zraka" (tj. Bez slobodnog pristupa kisiku). Drugo, došlo je do relativno visokog režima temperature. I treće, "teret krova", odnosno povećani pritisak stijene, odigrao je svoj dio. To se dogodilo u davnim vremenima, kad čovječanstvo još nije postojalo na planeti Zemlji.

Slučajevi davnih dana

U svakom slučaju, povijest formiranja ugljena je stvar takvih dalekih dana da moderni znanstvenici mogu samo izgraditi nagađanja i pretpostavke, objašnjavajući taj proces. No, danas ga se precizno proučava. I mehanizmi kako se pojavljuje tvrdi ugljen (nastajanje od prethodnih sirovina) znanost je poznata.

Od treseta

Otpad iz viših postrojenja postupno se pretvara u tresetne mase koje se akumuliraju u močvarnim područjima i prelijevaju se drugim biljkama koje postupno nestaju u dubinama. Budući da su u dubini, tresetište neprestano mijenjaju svoj kemijski sastav (složenije spojeve pretvaraju se u jednostavnije, razbijaju). Neki od njih mogu se otopiti u vodi i oprati, a neki od njih prolaze u plinovitom stanju. Tako je u močvarnim vodama metan i ugljični dioksid, dajući karakterističan miris zraka na tim napuštenim mjestima. Važnu ulogu u tom procesu obavljaju gljive i bakterije, koje pridonose daljnjem razlaganju tkiva mrtvih biljaka.

ugljikovodici

Tijekom vremena, najčešći ugljikovodični spojevi akumuliraju se u tresetnim tresedima tijekom promjena. Budući da se sva ta zasićenost tresetnih masa s ugljikovodikom provodi s malim ili nikakvim pristupom kisiku, ugljik se ne pretvara u plin i ne isparava. Postoji izolacija od pristupa zraka i istodobna zasićenost s povećanim tlakom: od ugljena postoji ugljen. Njegova formacija traje stotine tisućljeća, taj proces nije tako brzo! Prema riječima znanstvenika, većina postojećih rezervi i ugljenih šavova potječe iz Paleozoika, odnosno više od 300 milijuna godina.

Zanimljivo je: kakve su vrste ugljena?

• Najstroža i najmlađa od svih vrsta je lignit (što znači "drvenastog"). U njoj ostaju vegetativni utezi, drvo je još uvijek vidljivo. U principu, lignit je drveni treset.
• Smeđi tip ugljena nastaje u šavovima s jačim raspadom biljnih ostataka. Obično se pokriva na dubini od jednog kilometra. I dalje ima puno tekućine (više od 40%). To gori prilično dobro, ali daje malu količinu topline.
• Na dubini od tri kilometra u mnogim dijelovima svijeta je ugljen. Njegova formacija iz smeđih fosilnih vrsta javlja se samo pod određenim uvjetima: kada slojevi spuštaju u dublje horizonte i odvija se proces gradnje planina. Tamo, pod visokim pritiskom i bez pristupa kisiku, završava se proces prelaska s jedne frakcije u drugu. Takav ugljen ima u sastavu više od 75% ugljika, gori bolje i daje više topline.
• Antracit je ugljen starijih stijena. Leži na dubini od pet kilometara. Ima čak i više ugljika i još manje vlage (gotovo potpuno nijedan). Nije jako zapaljivo, ali toplinski učinak je najviši od svih vrsta. U antracitima se teško može otkriti ostatke biljaka iz kojih potječe. Takav ugljen smatra se najzahtjevnijim u rudarstvu za industriju.

Ali to nije sve!

Priroda je naredila da antracit, u sebi najgušći ugljen s najvišim sadržajem ugljika (95 posto ili više), nije posljednja faza transformacija koje se javljaju s biljnim ostacima u okolišu. Shungite - tvar koja se formira iz ugljena pod još tešim uvjetima. Grafit nastaje na visokim temperaturama iz istog materijala. A ako dodate super-visoki tlak, formira se dijamant, najstabilnija tvar koja ima i industrijsku i umjetničku vrijednost za cijelo čovječanstvo.

No treba se sjetiti: čudno, sve ove naizgled različite tvari - od biljaka do dijamanata - sastoje se od tvari ugljika, samo s drugačijom strukturom na molekularnoj razini!

Nastajanje i važnost tvrdog ugljena

Nemoguće je precijeniti važnost ugljena za razvoj industrije i općenito za cijelu ljudsku kulturu na Zemlji. A opseg njegove primjene je vrlo širok. Da ne spominjem činjenicu da je ugljen izvrstan gorivo za grijanje kuća, peći za peći u industriji, za proizvodnju električne energije i za ugljen, oni također izdvajaju mnogo tvari potrebnih ljudima. Sumpor i vanadij, cink i olovo, germanium - sve to daje ljudima ovaj mineral.

Ugljen se koristi za taljenje metala, čelika, lijevanog željeza. Proizvodi izgaranja ugljena - u proizvodnji nekih građevinskih materijala. U posebnoj preradi fosila iz nje dobiva se benzen, koji se koristi za proizvodnju lakova i otapala, kao građevinski materijal kao linoleum. Od tekućeg ugljena ukapljenog posebnim tehnologijama, pojavljuje se tekuće gorivo za mehanizme. Ugljen je sirovina za proizvodnju grafitnih i tehničkih dijamanata, a na temelju tog prirodnog materijala proizvodi se više od četiri stotine proizvoda za industriju i uslužni sektor.

Nastava u školi: stvaranje tvrdog ugljena

Za djecu, pri preuzimanju odgovarajuće teme u srednjim razredima preporuča se razgovarati o formiranju ugljena u prirodi u pristupačnom obliku. Treba izvijestiti koliko dugo taj proces traje. Opisujući ukratko formiranje ugljena, moramo naglasiti njegov značaj za razvoj industrije i napredak u suvremenim i povijesnim uvjetima, izraditi komunikacijski plan koji će studenti samostalno napraviti.