مراحل تشکیل زغال سنگ در طی فرایند طولانی مدت اتفاق می افتد؛ بنابراین باید در شناخت این ماده معدنی گران بها دقت کنیم. این کانی سیاه رنگ بسیار کاربردی و پرانرژی است. از ذغال سنگ در صنایع گوناگونی مانند صنایع شیمیایی و برای سوخت مورد مصرف قرار می گیرند.
به طور کلی زغال سنگ را می توان یک سوخت فسیلی دانست. این انرژی دریافت شده از سوخت این کانی نتیجه انرژی جمع آوری شده در گیاهان در میلیون های سال پیش است. در ادامه این مقاله از مجموعه صنعتی آرا سنگ الوند شما را با نحوه تشکیل زغال سنگ چیست،ذغال سنگ چه نوع سنگی است و کاربرد آن اشنا می کنیم.
زغال سنگ چیست؟
زغال سنگ سنگی است که از تجزیه حیات گیاهی به وجود آمده است. این ماده عمدتاً از کربن و بسیاری از عناصر کمیاب دیگر تشکیل شده است. چگالی انرژی بالای زغال سنگ و ذخایر گسترده موجود در طبیعت، آن را به عنوان سوختی برای تولید برق در نیروگاه های ذغال سنگ و در برخی مکان ها برای گرمایش مفید می کند.
زغال سنگ به نقل از ویکی پدیا:
زغال‌سنگ نام کانی سیاه‌رنگی است که از پسماند مواد گیاهی دوران‌های قدیم زمین‌شناختی (میلیون‌ها سال پیش) تشکیل شده‌است و به‌عنوان سوخت و نیز مادهٔ اولیهٔ برخی صنایع شیمیایی برای تولید گاز، کُک، روغن، قطران و غیره استفاده میشود.
تاریخچه زغال سنگ چیست؟
زغال سنگ به عنوان یک منبع انرژی برای حدود 2000 سال استفاده شده است. به عنوان مثال، ذغال سنگ به طور گسترده ای برای گرم کردن خانه در اوایل قرن هفدهم انگلستان استفاده می شد. اما انقلاب صنعتی به طور چشمگیری تقاضا برای زغال سنگ را افزایش داد. به طور خاص، بهبودهای جیمز وات در موتور بخار، ذغال سنگ را برای انجام کار مفید ساخت.
در دهه 1830 استخراج زغال سنگ صنعتی پر رونق در شرق ایالات متحده بود که ذغال سنگ برای صنعت و لوکوموتیوهای بخار در جاده های راه آهن تازه توسعه یافته تامین می شد. در سال 2010 زغال سنگ 9.2 درصد از انرژی اولیه کانادا را تشکیل می داد. coal در دنیای مدرنT پرمصرف ترین و فراوان ترین سوخت فسیلی است. زغال سنگ دارای نسبت ذخیره به تولید 109 ساله است (از سال 2012). مقدار کل ذخایر ذغال سنگ تقریباً 1012 تن است، ایالات متحده بزرگترین ذخایر زغال سنگ را در خود جای داده است.
زغال سنگ چگونه تشکیل میشود؟
یکی از سوالات کاربران این است که زغال سنگ چگونه تشکیل میشود؟ در این مقاله به توضیح درباره مراحل تشکیل زغال سنگ خواهیم پرداخت. ذغال سنگ دارای ترکیباتی مانند گوگرد، اکسیژن، هیدروژن، کربن و … است. در حالت کلی این ماده طی مراحل طولانی مدت در دوران های متفاوت زمین شناسی به وجود آمده است. در ادامه این مقاله می خواهیم در مورد زغال سنگ چگونه تشکیل می شود، انواع زغال سنگ چیست و ذغال سنگ در چه آب و هوای تشکیل می شود؛ توضیح دهیم.
در حالت کلی این کانی پرانرژی در شرایط آب و هوای گوناگون و با توجه به گیاهان مقداری متفاوت است ولی درطی دو مرحله تصفیه و زهکشی به وجود می آید. این ماده از بقایای درختان، بوته ها و بقیه گیاهان زنده د میلیون های سال پیش به وجود می آید. رشد این نوع گیاهان در زمانی که آب و هوای زمین ملایم و مرطوب بوده است، اتفاق افتاد. بعد شرایط برای رشد سرخس های دانه دار گرمسیری و درختان بزرگ فراهم شد.
این نوع گیاهان بعد از خشک شدن به داخل باتلاق می افتند و به دلیل خروج اکسیژن، فسادهای بی هوازی سرعت پیدا می کند و پیت به وجود می آید. Peat ها برخی قهوه ای و بعضی سیاه هستند که با پیشروی دریا روی آن ها با زغال سنگ لیگنت تبدیل می شود. در ادامه شما را با انواع این ماده با توجه به مراحل تشکیل ذغال سنگ بر حسب درجه خلوص و به ترتیب آشنا می کنیم.
- تورب یا پیست
- لیگنت
- زغال شبه
- زغال سنگ بیتومینه
- آنتراسیت
تورب یا پیت
این مرحله به عنوان اولین مرحله از دگرگونی بقایای گیاهان برای تبدیل شدن به زغال سنگ می باشد. این مرحله به توده ای متراکمی از گیاهان گفته می شود که به شکل ناقص تجزیه شده اند و در یان مرحله این توده ای گیاهی مرده را نمی توان زغال نامید. پوده را یم توان از پوده زارها جمع آوری کرد و به عنوان سوخت از آن استفاده کرد.
لیگنت
ذغال سنگ قهوه ای به عنوان پایین ترین زعال شناخته می شود و برای تولید انرژی برق از آن استفاده می کنند ولی بیشترین آسیب را به محیط زیست می زنند. نوع شبق یا شپک آن را برای سنگ های نیمه قیمتی استفاده می کنند.
زغال شبه-بیتومینه
میزان درجه زغال شدگی آن بین لیگنت و زغال بیتومینه است. از این نوع برای تولید انرژی الکتریسیته استفاده می کنند.
زغال سنگ بیتومینه
این نوع یک زغال سنگ چگال است که سیاه رنگ یا قهوه ای تیره با نوارهای روشن و کدر است. برای تولید برق از این نوع نیز استفاده می کنند. در ضمن از تقطیر آن کک که دارای کربن بالاست، به وجود می آید.
آنتراسیت
این نوع زغال سنگ سخت و سیاه در بین تمامی ذغال سنگ ها دارای بالاتین درجه است. آنتراسیت سیاه و براق است و دارای کمترین میزان آب و مواد فرار و بیشترین کربن است. برای آشنایی با این نوع و خرید آنتراسیت توانسته با کارشناسان سایت آرا سنگ الوند در ارتباط باشید. در ضمن به این نوع زغال سنگ حرارتی نیز می گویند و به این طریق است که مراحل تشکیل زغال سنگ رسیده به وجود می آید.
روش‌های استخراج ذغال سنگ
برگزیدن شیوه استخراج معدن زغال سنگ به زمین‌شناسی منطقه آن بستگی دارد. اما به طو رکلی دو روش استخراج زیر سطحی و سطحی از رایج‌ترین روش‌های آن است. در ادامه شما را این روش‌ها آشنا می‌کنیم.
استخراج زیر سطحی
این شیوه به دو نوع شیوه اتاق ستون و روش جبهه کار طولانی تقسیم می‌شوند. در روش اتاق ستون از طریق ایجاد شبکه‌ای از اتاق در شکاف معدن و ستون‌های از زغال سنگ با هدف جلوگیری از ریزش سقف در هر اتاق اقدام به استخراج می‌کنند. در روش جبهه کار طولانی با ایجاد برش مکانیکی اقدام به استخراج کامل از شکاف معدن می‌کنند. قبل از استخراج از طریق زمین‌شناسی اقدام به برنامه ریزی دقیق برای استخراج مطلوب می‌کنند.
استخراج سطحی
در صورتی که شکاف معدن در نزدیک سطح زمین باشد، استخراج سطحی مقرون به صرفه بوده و بازیابی آن نسبت به روش زیرسطحی بالاتر است. برای استخراج آن از بیل مکانیکی و کامیون بزرگ استفاده کرده و با توجه به این معدن زغال سنگ سطحی مساحت زیادی را اشغال می‌کند، توانسته 90 درصد آن به راحتی استخراج کرد.
کاربرد زغال سنگ چیست؟
بیشتر افراد از این ماده معدنی برای سوخت استفاده می کردند. انرژی به دست آمده از زغال سنگ می تواند آب را به بخار تبدیل کرده و با آن توربین ها را به حرکت در آورد و انرژی برق را تولیدکرد. در حال حاضر حدود 38 درصد انرژی برق جهان از این ذغال سنگ تامین می شود.
با توجه به این ماده نوعی سوخت فسیلی است و جز منابع تجدید ناپذیر است و همچنین استفاده طولانی مدت از آن موجب تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی را به دنبال دارد، از سال 2008 مصرف آن به طور چشمگیری کاهش یافت و به جای آن از سوخت های پاک استفاده کردند. استفاده آن در صنعت فولاد، فیلترهای خالص سازی هوا و آب، تولید فیبر کربن، سیلیکون و سیلان ها و … بسیار مشهود است.
ذغال سنگ چگونه به دست می آید؟
- از درزهای زیرزمینی که لایه های سنگ معدن هستند و به اندازه کافی ضخیم هستند که با نتایج سودآور استخراج می شوند، به دست می آید.
- استخراج معدن به دو صورت زیرزمینی و روباز وجود دارد. تعیین نوع استخراج بستگی به عمق کانسار دارد.
- شفت های عمودی برای دسترسی به ذخایر از طریق استخراج زیرزمینی حفر می شوند، در حالی که در معادن سطحی یا روباز، خاک و سنگ هایی که در بالای ذخایر معدنی قرار دارند حذف می شوند.
- هزینه استخراج از معادن سطحی کمتر از معادن زیرزمینی است. به همین دلیل است که استخراج سطحی غالب تر است.
میزان انرژی انواع زغال سنگ
منبع انرژی نهایی زغال سنگ خورشید است زیرا انرژی ذخیره شده در ماده مرده گیاهی همان چیزی است که زغال سنگ تولید می کند. ذغال سنگ در حضور اکسیژن اتمسفر سوزانده می شود. این افزایش دما اجازه می دهد تا یک واکنش شیمیایی بین سوخت (کربن در زغال سنگ) و اکسیژن موجود در جو رخ دهد که دی اکسید کربن (CO 2 ) را تشکیل می دهد. از آن جایی که ذغال سنگ نیز حاوی اتم های هیدروژن است، احتراق مقداری بخار آب را به عنوان محصول تشکیل می دهد.
CO 2 نشان دهنده پایین ترین حالت انرژی ممکن یک اتم کربن در اتمسفر حاوی اکسیژن زمین است، بنابراین انتقال از سوخت (کربن در ذغال سنگ) و اکسیژن اتمسفر به CO2 اجازه می دهد تا حداکثر مقدار انرژی از سوخت استخراج شود. محتوای انرژی زغال سنگ همراه با بلوغ آن متفاوت است. آنتراسیت دارای بالاترین محتوای انرژی در بین انواع زغال سنگ است.
شباهت مراحل تشکیل نفت و زغال سنگ
در میلیاردها سال پیش و با فرایندهای تبدیل انرژِی خورشید به آدرنوزین تری فسفات موجب تشکیل ماده های معدنی گران بهای شد. کلروفیل ها و بعضی از رنگدانه های گیاهان، انرژِی دریافتی از خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن، مواد معدنی و آب به اکسیژن و ترکیبات آلی انرژی دار به کار بردند. این کار موجب افزایش ذخایر معدنی آلی از جمله هیدروکربورهای ذغال سنگ، نفت و گاز شد. و از این طریق مراحل تشکیل زغال سنگ ونفت به وجود آمد.
کلام آخر
در مقاله ی زغال سنگ چگونه تشکیل میشود به معرفی این ماده، ذغال سنگ از چی درست میشود و کاربرد های آن پرداختیم. کاربرد زغال سنگ در صنعت بسیار بوده و جز یکی از مواد معدنی بسیار معروف بوده است. شما می توانید برای مطالعه ی بیشتر نحوه تشکیل و انواع زغال سنگ چیست؛ به وبسایت آراسنگ الوند مراجعه کنید.
منبع: byjus.com، energyeducation.ca، www.ga.gov.au
نظر خود را بنویسید