مراحل تشکیل زغال سنگ چیست؟ مراحل تشکیل زغال سنگ طی فرایند طولانی مدت رخ می‌دهد. ذغال سنگ از جمله کانی‌های بسیار پرانرژی بوده که آخرین مرحله تولید آن آنترسیت است و باید در مصرف آن صرفه جویی کنید. این نوع کانی بسیار باارزش بوده و در صنایع گوناگون استفاده میشود که بیشتر انرژی‌های جهانی را تولید می‌کند. به عنوان مثال از این عنصر سیاه رنگ در صنایع شیمیایی برای سوخت استفاده می‌کنند.
ذغال سنگ یک نوع سوخت فسیلی است که این انرژی دریافت شده از سوخت این کانی، نتیجه انرژی جمع آوری شده در گیاهان در میلیون‌ها سال پیش است. در این مقاله از سایت همدان سیلیکا شما را با مراحل تشکیل زغال سنگ مرغوب، انواع زغال سنگ، شباهت مراحل تشکیل نفت و ذغال سنگ و همچنین پاسخ سوال ذغال سنگ چه کاربردی دارد؟ آشنا خواهیم کرد و فرآورده‌های سوختن زغال سنگ را برایتان توضیح خواهیم داد. پس اگر شما هم علاقه‌مند هستید تا با این ماده معدنی پرکاربرد آشنا شوید، تا پایان این مقاله با ما همراه باشید!
زغال سنگ چگونه تشکیل میشود؟
زغال سنگ چیست؟ در حالت کلی این کانی پرانرژی در شرایط آب و هوایی گوناگون و با توجه به گیاهان گوناگون به وجود می‌آید. مراحل تشکیل آن طی دو مرحله تصفیه و زهکشی است. منشا ذغال سنگ از بقایای درختان، بوته‌ها و بقیه گیاهان زنده در میلیون‌ها سال پیش به وجود می‌آید.
شرایط رشد این نوع گیاهان هنگامی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بوده اتفاق افتاده و سپس شرایط را برای رشد سرخس‌های دانه دار گرمسیری و درختان بزرگ ایجاد کرده است. این نوع گیاهان بعد از خشک شدن در داخل باتلاق افتاده و به دلیل خروج اکسیژن، فسادهای بی هوازی سریع تر میشود و پیت به وجود می‌آید. این نوع دارای رنگ‌های سیاه و قهوه ای است که با پشروی دریا به زغال سنگ لیگنت تبدیل میشود.
مراحل تشکیل ذغال سنگ به ترتیب چگونه است؟
زغال سنگ؛ نام کانی سیاه رنگی است که از پسماند مواد گیاهی دوران‌های قدیم زمین شناسی به وجود می‌آید. از آن به عنوان سوخت و برای تولید گاز، کک، قطران و روغن استفاده میشود. در این میان عده ای از زمین شناسان معتقدند که ذغال سنگ کانی نیست و بخش بزرگی از جرم آن کربن است. از دیگر ترکیبات آن می‌توان به هیدروژن، اکسیژن، گوگرد و نیتروژن اشاره کرد. در ادامه در مورد فرایند تشکیل آن بر حسب درجه خلوص توضیح می‌دهیم.
1) تورب یا پیت (Peat):
در اولین مرحله تشکیل زغال سنگ چیست، می‌گوییم که این مرحله از اولین مراحل دگرگونی بقایای گیاهان برای تبدیل شدن به زغال سنگ است. این بخش شامل توده ای متراکمی از گیاهان است که به شکل ناقص تجزیه می‌شوند و به این توده ای گیاهی مرده نمی‌توان زغال گفت.
2) لیگنت:
ذغال سنگ قهوه ای که به عنوان پایین ترین درجه خلوص در زغال سنگ شناخته میشود؛ برای تولید انرژی استفاده میشود. این نوع بیشترین اسیب را به محیط زیست می‌زند و نوع شپک یا شبق آن به عنوان سنگ نیمه قیمتی استفاده میشود.
3) زغال شبه-بیتومینه:
زغال سنگ چیست، میزان خلوص آن بین لیگنت و زغال بیتومینه است و از آن برای تولید انرژی الکتریسیته استفاده میشود.
4) زغال سنگ بیتومینه:
ان نوع یک ذغال سنگ چگال بوده که سیاه رنگ یا قهوه ای تیره با نوارهای روشن و کدر است. از تقطیر آن کک که دارای کربن بالاست، به وجود می‌آید و همچنین برای تولید برق از آن استفاده می‌کنند.
5) آنتراسیت:
این نوع زغال سنگ سخت و سیاه بوده که در بین تمامی مراحل تشکیل ذغال سنگ رسیده، دارای بالاترین درجه خلوص است. آنتراسیت سیاه و براق بوده و از سوزاندن زغال سنگ Anthracite شعله آبی رنگ حاصل میشود. به این نوع coal حرارتی می‌گویند که دارای کمترین میزان آب و مواد فرار و بیشترین کربن است.
فواید زغال سنگ:
ذغال سنگ به نسبت نفت و حتی گاز طبیعی، نسبتا راحت و آسان یافت میشود و در بسیاری از مناطق کره زمین بسیار فراوان است. ترکیبات زغال سنگ، سوخت بسیار خوبی را برای صنایع تولیدی فراهم می‌کند، زیرا در صورت نیاز می‌توانند آن را بسوزانند و با آن برق تولید کنند. زغال سنگ بر روی سلامت انسان و سلامت محیط زیست تاثیراتی را دارد که در ادامه ما برای شما آن‌ها را قرار می‌دهیم.
تاثیر ذغال سنگ بر روی سلامت انسان:
استفاده از زغال سنگ به عنوان یک ماده سوختنی، می‌تواند بر سلامت انسان تاثیر منفی بگذارد و سلامت انسان‌ها را به خطر بیاندازد؛ زیرا استخراج و فرآوری زغال سنگ باعث آلودگی هوا و آب میشود. مکان‌ها و کارخانه‌هایی که از این نوع سوخت استفاده می‌کنند با تولید اکسید‌های نیتروژن، گوگرد؛ ذرات و فلزات سنگین و.. باعث تاثیرات منفی بر روی سلامت انسان می‌شوند.
انتشار دود ذغال سنگ باعث بیماری‌هایی چون آسم، کاهش هوش، حملات قلبی، مسمومیت با جیوه، انسداد شریانی و سرطان ریه، سکته مغزی و… میشود. حدود 10% زغال سنگ تبدیل به خاکستر میشود که برای موجودات زنده خطرناک و سمی است.
تاثیر ذغال سنگ بر روی محیط زیست:
تاثیر ذغال سنگ بر روی محیط زیست:سوخت رسانی به نیروگاه‌ها و استخراج زغال سنگ می‌تواند آسیب‌های زیادی به سلامت محیط زیست بزند. نیروگاه‌هایی که ذغال سنگ‌ها را می‌سوزانند، از مقدار زیادی آب مصرف می‌کنند که این مورد می‌تواند آب رودخانه‌ها را تحت تاثیر بگذارد و برخی مناطق دچار کمبود آب شوند.
کاربرد زغال سنگ چیست؟
در ادامه مراحل ذغال سنگ، قصد داریم تا شما را با کاربرد آن آشنا کنیم. از کاربردهای اصلی آن می‌توان به استفاده آن به عنوان سوخت اشاره کرد. یکی از فرآورده‌های سوختن coal، برق است. این فرایند به این صورت است که؛ انرژی به دست آمده از زغال سنگ می‌تواند آب را به بخار تبدیل کند و با آن توربین‌های را به حرکت درآورد و برق را تولید می‌کند. بررسی‌ها نشان می‌دهد که حدود 38 درصد از انرژی برق جهان با این زغال سنگ تامین میشود.
استفاده دیگر آن در صنایع فولاد، فیلترهای خالص سازی هوا و آب، تولید فیبر کربن، سیلیکون و سیلان‌ها و استفاده آنتراسیت تصفیه آب بسیار رایج است. البته به دلیل این که جز منابع تجدیدناپذیر بوده و استفاده طولانی مدت از آن موجب گرمایش جهانی میشود، از سال 2008 استفاده از آن کاهش پیدا کرده و به جای آن از سوخت‌های پاک استفاده می‌کنند. زغال سنگ بیش از 37 درصد از تامین برق جهان را تشکیل می‌دهد. در تامین انرژی خانه‌ها و صنعت، تامین انرژی برای حمل و نقل و تولید فولاد و بتن ضروری است.
ذغال سنگ یک منبع ضروری برای مقابله با چالش‌های پیش روی دنیای مدرن، به ویژه افزایش سریع مصرف انرژی است. زغال سنگ به طور قابل توجهی ارزان تر و قابل دسترس تر از سایر سوخت‌های فسیلی است و ذخایر آن به طور مساوی در سراسر کره زمین توزیع میشود.
جهت کسب اطلاعات بیشتر: پودر زغال فعال از کجا بخریم؟
تولید برق
تولید برق اولین کاربرد زغال سنگ در سراسر جهان است. ذغال سنگ حرارتی سوزانده میشود تا بخار ایجاد شود که توربین‌ها و ژنراتورها را برای تولید برق به حرکت در می‌آورد.
تولید فلز
زغال سنگ متالورژی (کک) یک عنصر کلیدی در فولادسازی است. زغال سنگ تبدیل به کک برای تولید حدود 70 درصد فولاد جهان استفاده میشود. زغال سنگ همچنین به طور گسترده در تولید فلزات دیگر از جمله آلومینیوم و مس استفاده میشود.
تولید سیمان
زغال سنگ به عنوان یک منبع انرژی کلیدی در تولید سیمان استفاده میشود. محصولات جانبی احتراق ذغال سنگ مانند خاکستر بادی نیز نقش مهمی در تولید سیمان و صنعت ساختمان سازی دارند.
گازی شدن و مایع سازی
زغال سنگ با بخار گرم و تحت فشار قرار می‌گیرد تا گاز شهر برای روشنایی خانگی، گرمایش و پخت و پز تولید شود. برای ساختن سوخت‌های مصنوعی مشابه نفت یا گازوئیل به مایع تبدیل میشود. اکثر پروژه‌های انتقال ذغال سنگ به گاز در ایالات متحده آمریکا و چین و تعداد کمی در اندونزی، هند، استرالیا، کانادا و آفریقای جنوبی قرار دارند.
تولید مواد شیمیایی
گاز سنتز – حاصل از تبدیل به گاز – می‌تواند برای تولید بلوک‌های شیمیایی مانند متانول، آمونیاک و اوره پردازش شود.
سایر صنایع
از دیگر مصرف کنندگان عمده زغال سنگ می‌توان به صنایع کاغذ، نساجی و شیشه اشاره کرد. ذغال سنگ همچنین در ساخت فیبر کربن و مواد تخصصی مانند فلزات سیلیکون استفاده میشود که برای تولید مواد لازم برای بخش‌های خانگی و مراقبت شخصی استفاده میشود.
مراحل تشکیل زغال سنگ ونفت چیست؟
میلیاردها سال پیش و با فرایندهای تبدیل انرژی خورشید به آدرنوزین تری فسفات موجب ایجاد عناصر معدنی گران بها شد. کلروفیل‌ها و برخی از رنگدانه‌های گیاهان، انرژی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن، آب و مواد معدنی به ترکیبات آلی و اکسیژن انرژی دار استفاده کردند. این روند موجب به وجود آمدن افزایش ذخایر معدنی آلی از جمله هیدروکربورهای زغال سنگ، نفت و گاز میشود و شباهت مراحل تشکیل نفت و ذغال سنگ به این صورت است.
معیارهای کیفیت ذغال سنگ:
برای آشنایی با عوامل سنجش کیفیت ذغال سنگ چیست ما را همراهی کنید. زغال‌سازی به معنای درجه تغییری است که زغال‌سنگ هنگام بلوغ از پیت به آنتراسیت متحمل میشود. این تأثیر مهمی بر خواص فیزیکی و شیمیایی زغال سنگ دارد و از آن به عنوان “رتبه” زغال سنگ یاد میشود. رتبه بندی با درجه تبدیل مواد گیاهی اصلی به کربن تعیین میشود. کیفیت هر نوع ذخایر زغال سنگ با معیارهای زیر سنجیده میشود:
- انواع پوشش گیاهی که زغال سنگ از آن سرچشمه می‌گیرد
- اعماق دفن
- دما و فشار در آن اعماق
- مدت زمانی که ذغال سنگ در کانسار تشکیل شده است
انواع زغال سنگ چیست؟
انواع زغال سنگ چیست؟ذغال سنگ یک سوخت فسیلی تجدید ناپذیر است که احتراق میشود و برای تولید برق استفاده میشود. تکنیک‌های استخراج و احتراق هم برای معدنچیان خطرناک و هم برای محیط زیست خطرناک است. با این حال، زغال سنگ حدود نیمی از تولید برق در ایالات متحده را تشکیل می‌دهد. ذغال سنگ به چهار نوع اصلی طبقه بندی میشود: آنتراسیت، قیری، زیرقیری و لیگنیت. رتبه بندی به نوع و مقدار کربن موجود در coal و میزان انرژی گرمایی که زغال سنگ می‌تواند تولید کند بستگی دارد. رتبه ذغال سنگ توسط میزان فشار و حرارتی که در طول زمان بر روی گیاهان اعمال میشود تعیین میشود.
1) آنتراسیت:
در ادامه مقاله زغال سنگ چیست، می‌گوییم که آنتراسیت حاوی 86٪ تا 97٪ کربن است و به طور کلی دارای بالاترین ارزش حرارتی در بین تمام رتبه‌های ذغال سنگ است. آنتراسیت کمتر از 1% از زغال سنگ استخراج شده در ایالات متحده در سال 2021 را تشکیل می‌داد. تمام معادن آنتراسیت در ایالات متحده در شمال شرقی پنسیلوانیا هستند. در ایالات متحده، آنتراسیت عمدتاً توسط صنعت فلزات استفاده میشود.
2) زغال سنگ قیری:
ذغال سنگ قیر حاوی 45 تا 86 درصد کربن است. زغال سنگ قیر در ایالات متحده بین 100 میلیون تا 300 میلیون سال قدمت دارد. زغال سنگ قیری فراوان ترین رتبه زغال سنگ موجود در ایالات متحده است و حدود 45 درصد از کل تولید ذغال سنگ در سال 2021 را به خود اختصاص داده است.
3) ذغال سنگ قیری:
زغال سنگ چیست؛ زغال سنگ زیر قیری معمولاً حاوی 35٪ تا 45٪ کربن است و ارزش گرمایشی کمتری نسبت به ذغال سنگ قیر دارد. بیشتر زغال سنگ زیرقیری در ایالات متحده حداقل 100 میلیون سال قدمت دارد.
4) زغال سنگ:
ذغال سنگ دارای 25 تا 35 درصد کربن است و کمترین میزان انرژی را در بین تمام رتبه‌های زغال سنگ دارد. ذخایر coal نسبتا جوان هستند و در معرض گرما یا فشار شدید قرار نمی‌گیرند. زغال سنگ خرد شده و دارای رطوبت بالایی است که به ارزش گرمایی پایین آن کمک می‌کند. ذغال سنگ قهوه ای 8 درصد از کل تولید ذغال سنگ ایالات متحده را در سال 2021 تشکیل می‌داد.
روش‌های استخراج معدن زغال سنگ
معدنچیان زغال سنگ از ماشینهای بزرگ برای استخراج coal از زمین استفاده می‌کنند. بسیاری از ذخایر زغال سنگ به نام بستر یا درز ذغال سنگ ، نزدیک سطح زمین هستند، اما برخی دیگر در اعماق زمین وجود دارند. روش‌های مدرن استخراج به معدن‌کاران زغال‌سنگ این امکان را می‌دهد تا به راحتی به بیشتر ذخایر ذغال سنگ دست یابند. در ادامه شما را با روش‌های استخراج کردن ذغال سنگ بیشتر آشنا می‌کنیم.
استخراج سطحی ذغال سنگ
استخراج سطحی اغلب زمانی استفاده میشود که ذغال سنگ کمتر از 200 فوت زیر زمین باشد. در معادن سطحی، ماشینهای بزرگ خاک سطحی و لایه‌های سنگی را که به عنوان روباره شناخته می‌شوند، جدا می‌کنند تا درزهای زغال سنگ نمایان شود.
برداشتن قله کوه شکلی از استخراج سطحی است که در آن نوک کوه‌ها برای دسترسی به درزهای زغال سنگ برداشته میشود. پس از برداشتن ذغال سنگ، ممکن است منطقه آسیب دیده با خاک سطحی برای کاشت چمن و درخت پوشانده شود. حدود دو سوم تولید زغال سنگ از معادن سطحی است زیرا استخراج سطحی از معادن زیرزمینی هزینه کمتری دارد.
استخراج زیر سطحی
استخراج زیرزمینی، که گاهی اوقات استخراج عمیق نامیده میشود، زمانی استفاده میشود که زغال سنگ بیش از 200 فوت زیر سطح باشد. برخی از معادن زیرزمینی هزاران فوت عمق دارند و دارای تونل‌هایی هستند که ممکن است تا مایل‌ها از چاه‌های عمودی معدن خارج شوند. معدنچیان سوار بر آسانسور از چاه‌های عمیق معدن می‌روند و با قطارهای کوچک در تونل‌های طولانی سفر می‌کنند تا به coal برسند. معدنچیان از ماشینهای بزرگ برای حفاری زغال سنگ استفاده می‌کنند.
پردازش ذغال سنگ
پس از برداشتن زغال سنگ از زمین، معدنچیان ممکن است آن را به یک کارخانه آماده سازی در نزدیکی محل استخراج بفرستند. این کارخانه زغال سنگ را تمیز و پردازش می‌کند تا سنگ‌ها، خاک، خاکستر، گوگرد و سایر مواد ناخواسته را از بین ببرد. این فرآیند باعث افزایش ارزش حرارتی زغال سنگ میشود.
حمل و نقل زغال سنگ
حمل و نقل زغال سنگ می‌تواند گران تر از هزینه استخراج زغال سنگ باشد. برخی از مصرف کنندگان ذغال سنگ، مانند نیروگاه‌های برق coal، در نزدیکی معادن ذغال سنگ قرار دارند تا هزینه‌های حمل و نقل را کاهش دهند. زغال سنگ را می‌توان از معادن و کارخانه‌های فرآوری به مصرف کنندگان به روش‌های مختلف حمل کرد:
- نوار نقاله‌ها، ترامواها و کامیون‌ها زغال سنگ را در اطراف معادن جابجا می‌کنند.
- قطارها تقریباً 70 درصد از تحویل ذغال سنگ را حداقل در بخشی از مسیر از معادن به مصرف کنندگان حمل می‌کنند.
- بارج‌ها زغال سنگ را در رودخانه‌ها و دریاچه‌ها حمل می‌کنند.
- کشتی‌هاذغال سنگ را در دریاچه‌های بزرگ و اقیانوس‌ها حمل می‌کنند.
- خطوط لوله دوغاب مخلوطی، زغال سنگ خرد شده و آب را جابجا می‌کند.
زغال سنگ کجا پیدا میشود؟
ذغال سنگ فراوان است. بیش از 1.06 تریلیون تن ذخایر اثبات شده زغال سنگ در سراسر جهان وجود دارد. این بدان معناست که با نرخ فعلی تولید، زغال سنگ کافی برای عمر ما حدود 132 سال وجود دارد. بزرگترین ذخایر در ایالات متحده آمریکا، روسیه، چین، استرالیا و هند است.
پس از قرن‌ها اکتشاف، موقعیت، اندازه و ویژگی‌های منابع ذغال سنگ اکثر کشورها کاملاً شناخته شده است. چیزی که تمایل دارد بسیار بیشتر از سطح ارزیابی شده منبع – یعنی زغال سنگ در دسترس بالقوه در زمین – متفاوت باشد، سطح طبقه بندی شده به عنوان ذخایر قابل بازیافت اثبات شده است. ذخایر را می‌توان از طریق بهبود فعالیت‌های اکتشافی و پیشرفت در تکنیک‌های استخراج بیشتر گسترش داد که امکان دسترسی به ذخایر غیرقابل دسترس قبلی را فراهم می‌کند.
بزرگترین معدن زغال سنگ در جهان
بزرگترین معدن زغال سنگ در جهان معدن آنتلوپ روشل شمالی (North Antelope Rochelle) در وایومینگ، ایالات متحده آمریکا است. این معدن توسط شرکت Peabody Energy اداره میشود و در منطقه Powder River Basin قرار دارد. این معدن یکی از مولدترین معادن زغال سنگ در سطح جهان بوده است که عمدتاً بر استخراج و تولید زغال‌سنگ نوع ساب‌بیتومینوس متمرکز شده است.
این معدن از سال ۱۹۸۴ میلادی در حال فعالیت است و میزان تولید زغال سنگ این معدن در سال ۲۰۱۹ در حدود ۸۵.۳ میلیون تن بود.
زغال سنگ چگونه یافت میشود؟
در ادامه مطلب زغال سنگ چیست، توضیح می‌دهیم که ذخایر زغال سنگ از طریق فعالیت‌های اکتشافی کشف میشود. این فرآیند معمولاً شامل ایجاد نقشه زمین‌شناسی منطقه، سپس انجام بررسی‌های ژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی و به دنبال آن حفاری اکتشافی است. این اجازه می‌دهد تا یک تصویر دقیق از منطقه ایجاد شود. این منطقه تنها زمانی تبدیل به معدن میشود که به اندازه کافی بزرگ و با کیفیت باشد که بتوان ذغال سنگ را از نظر اقتصادی بازیابی کرد. پس از تایید این موضوع، عملیات استخراج آغاز میشود.
از آن جایی که ذخایر زغال سنگ در سراسر جهان یافت میشود، بزرگترین مناطق تولید ذغال سنگ به یک منطقه محدود نمی‌شوند – پنج تولید کننده ذغال سنگ سخت عبارتند از:
- چین
- هند
- ایالات متحده آمریکا
- اندونزی
- استرالیا
نتیجه گیری:
ما در این مطلب، شما را با مراحل تشکیل زغال سنگ آشنا کردیم و به سوال زغال سنگ چیست پاسخ دادیم. همچنین کاربرد و انواع زغال سنگ را معرفی کرده و به این نتیجه رسیدیم که آنتراسیت بهترین نوع آن است. شما برای خرید آنتراسیت آب می‌توانید از طریق وبسایت سایت همدان سیلیکا اقدام کنید. از شما متشکریم که تا پایان مقاله “زغال سنگ چیست”، ما را همراهی کردید.
سوالات متداول:
1) زغال سنگ کجا پیدا میشود؟
بزرگترین ذخایر در ایالات متحده آمریکا، روسیه، چین، استرالیا و هند است.
2) فواید زغال سنگ چیست؟
ترکیبات زغال سنگ، سوخت بسیار خوبی را برای صنایع تولیدی فراهم می‌کند؛ زیرا در صورت نیاز می‌توانند آن را بسوزانند و با آن برق تولید کنند.
