Mikä on hiili?

Kuvaus

Kivihiili on palava, sedimenttikivi, jossa on ruskeanmusta tai jopa täysin musta väri. Hiili koostuu pääasiassa hiilestä, jossa on pienempiä, vaihtelevia määriä vetyä, typpeä, rikkiä ja happea. Se luokitellaan eri tyyppeihin sen koostumuksen ja muodostumisajan perusteella. Nimittäin tärkeimmät hiilen lajikkeet ovat turve, ruskohiili, bitumis-, bitumi- ja antrasiittihiili. Turvetta pidetään tosiasiassa pelkästään todellisen hiilen prekursorina, ja se on itse asiassa osittain hiilihapotettu kasvijätte, joka toimii suurena polttoaineena suuressa osassa maailmaa. Antrasiitti on vanhin muodostunut kivihiili, ja sillä on erittäin korkea hiilipitoisuus (noin 92%), joka on käytännöllisesti katsoen ilman kosteutta ja haihtuvia komponentteja. Geologisen aikakauden näkökulmasta ligniitti on viimeisin muodostunut kivihiili, ja se on suhteellisen korkeampi haihtuvassa aineessa ja pienempi kiinteässä hiilipitoisuudessa (60-70%). Bitumipitoisten ja bitumisten kivihiilen ominaisuudet ovat antrasiitin ja ruskohiilen ominaisuuksien välillä. Bitumipitoisen hiilen hiilipitoisuus on 77–87%, ja se on kaikkien muiden hiilen lajikkeiden runsain luokitus. Bituminen kivihiili on lähes 50% Yhdysvalloissa tuotetusta hiilestä.

Sijainti

Hiilivarannot löytyvät useista maista, jotka kattavat kaikki muut maanosat kuin Etelämantereen. Suurimmat todistetut ja hyödynnettävissä olevat hiilivarannot löytyvät Yhdysvalloista, Venäjän federaatiosta ja Kiinasta. Intia, Australia ja Etelä-Afrikka seuraavat tiiviisti. Yhdysvalloissa on kolme suurta aluetta, joilla on laajamittainen kivihiilikaivostoiminta eli Länsi-hiili-alue, Appalakkien hiili-alue ja Sisä-hiili-alue. Kukin näistä alueista on erikoistunut tuottamaan tämän tärkeän energialähteen eri laatuja ja variitteja.

Muodostus

Geologisen historian eri aikoina luonnolliset prosessit kuten tektoniset levynliikkeet ja tulvat ovat haudanneet matalat kosteikkot ja maailman metsäalueet paksujen maaperäkerrosten alla. Ajan mittaan maaperän kerros paineistetun kasvillisuuden yläpuolella kasvoi ja painoi edelleen alla olevaa kasviainetta. Koska tämä kasvillisuus siirtyi suurempaan syvyyteen maanpinnan alapuolella, luonnolliset biohajoamisprosessit pysäytettiin. Sen sijaan samanaikaisesti korkeiden lämpötilojen ja pinnan alla olevien korkeiden paineiden olosuhteet johtivat kasviaineksen asteittaiseen muuttumiseen hiileksi. Tätä prosessia kutsutaan "hiilihappoamiseksi". Muodostuneen hiilen laatu määräytyy useista tekijöistä, kuten sen kasvillisuuden luonteesta, josta se on syntynyt, syvyydestä, johon hiilihapotusprosessi alkoi, lämpötilan ja paineen olosuhteet prosessin aikana sekä otettu aika. karbonointimenetelmälle saadun hiilen muodostamiseksi.

käyttötarkoitukset

Kivihiili on siunaus ihmiskunnalle, ja se on välittömästi sovellettavissa moniin toimialoihin maailmanlaajuisesti. Niissä käytetään erilaisia ​​hiilen luokkia eri tarkoituksiin. Höyryhiiltä käytetään pääasiassa sähköntuotantoon, kun taas "koksia" tai metallurgista hiiltä käytetään terästehtaissa terästuotantoon. Tällä hetkellä hiilivoimalaitokset täyttävät 40 prosenttia maailmanlaajuisista sähkön tarpeista, ja 70 prosenttia maailmanlaajuisesta terästuotannosta on riippuvainen koksin hiilestä. Kivihiilijohdannaisia ​​käytetään myös laajalti useissa muissa teollisuudenaloissa, kuten lääketeollisuuden, paperiteollisuuden ja alumiinien jalostamoissa. Useita tärkeitä teollisuuskemikaaleja valmistetaan hiilen polttamisen sivutuotteista. Esimerkiksi bentseeni, naftaleeni ja fenoli valmistetaan kukin kivihiilitervasta. Ammoniakkipohjaiset lannoitteet ja suolat tuotetaan myös hiilen poltosta peräisin olevan ammoniakin avulla. Vesi- ja ilmanpuhdistuslaitteet käyttävät "aktiivihiilisuodattimia" niiden käytön helpottamiseksi. Useat suuret ympäristö- ja terveysjärjestöt kuitenkin vastustavat voimakkaasti kivihiilen käyttöä fossiilisina polttoaineina, koska hiilen palamisen ja sen myrkyllisten sivutuotteiden haitalliset vaikutukset ihmisten, eläinten ja kasvien terveyteen ovat haitallisia. Itse asiassa pitkäaikainen ja laaja polttaminen kivihiilisolujen joukossa tärkeimpien kasvihuonekaasujen lähteinä maan ilmakehässä, kun taas sen pakokaasulla on välittömiä vaikutuksia ihmisen hengityselinten terveyteen, elinympäristöjen, erityisesti kosteikkojen, hajoamiseen ja ” hajua ja happamoituneita saostumia.

tuotanto

Kivihiiltä voidaan poistaa maasta joko kaivostoiminnalla tai maanalaisella kaivoksella, riippuen sen syvyydestä maanpinnan alapuolella. Jos kerrostumia esiintyy alle 200 jalkaa maanpinnan alapuolella, pinnan louhinta voidaan toteuttaa kivihiilen saamiseksi. Tämä menetelmä on sekä aika- että työvoiman säästö, ja se on puolestaan ​​taloudellisesti tehokas. Se vaatii vain "ylikuormituksen" tai kasvillisuuden ylimmän kerroksen, maaperän ja pääsypisteitä peittävien kivien poistamisen välittömästi niiden alapuolella oleviin kivihiilitalletuksiin. Tämä menetelmä on kuitenkin erittäin vaarallinen ekosysteemille, joka usein purkaa sen kokonaan ja johtaa myrkyllisten kemikaalien vuotamiseen pintaan ja ympäröivään veteen. Maanalainen kivihiilikaivostoiminta on tärkeämpää, erityisesti kun otetaan huomioon, että suurin osa nykyisistä suurimmista hiilivarannoista sijaitsee maapallon alapuolella olevissa talletuksissa. Täällä kaivokset kaivetaan maahan, ja hissijärjestelmiä käytetään kaivostyöläisten siirtämiseen maanalaisiin talletuspaikkoihin kivihiilen hakemiseksi. Tämä on vähemmän haitallista ympäristölle kuin pintakaivostoiminta, mutta kaivostyöläisillä on huomattavia vaaroja maanalaisissa hiilikaivoksissa.

Suositeltava

Missä on Korean niemimaa?
2019
Mitä ja missä ovat polaariset aavikot?
2019
Gondar, Etiopia - ainutlaatuiset paikat ympäri maailmaa
2019