Главная    Почта    Новости    Каталог    Одноклассники    Погода    Работа    Игры     Рефераты     Карты
  
по Казнету new!
по каталогу
в рефератах

Происхождение ископаемых углей

слительно-восстановительный   потенциал.    Жизнедеятельность    бактерий
зависит  от   потенциала.   Процессы   превращения   остатков   органических
соединений  при  свободном  доступе  кислорода  (аэробные  условия)  и  воды
аналогичны   медленному   горению   и   называются   тлением.    Гумификация
(перегнивание) характеризуется недостаточным  доступом  воздуха  (анаэробные
условия)  и  влаги.  Этот  процесс  приводит  к  накоплению  зауглероженного
остатка (гумуса), часть которого  может  растворяться  в  воде.  Превращение
органических веществ в условиях избытка влаги и отсутствия кислорода  широко
распространено в природе и называется оторфением; оно приводит  к  появлению
твёрдых  гумусовых  продуктов.  Образование  сапропелей  из   водорослей   и
планктона   протекает   в    отсутствие    кислорода    под    слоем    воды
(восстановительные  реакции)  и   известно   как   процессы   гниения,   или
гнилостного брожения.
    Превращение  органических  веществ  в  торф  происходит  в   результате
протекающих химических реакций и деятельности бактерий,  поэтому  называется
биохимической углефикацией. Превращение торфа через  стадию  бурых  углей  в
антрациты  называется  углефикацией.  Степень  углефикации   характеризуется
уплотнением (повышением плотности), изменением содержания С, О, Н  и  выхода
летучих. Процесс углефикации ускоряется с ростом температуры и  глубина  его
зависит от времени; давление замедляет химические реакции,  протекающие  при
этом.



                  4. Петрографическая характеристика углей

    результаты петрографического исследования углей (от греческого petros –
камень, grapho – пишу) позволяют установить  природу  исходных  органических
материалов,  их   генезис,   классификацию   ТГИ   и   выбор   рационального
использования в  народном  хозяйстве.  В  настоящее  время  петрографические
исследования углей широко применяются при разведочных и  поисковых  работах,
а петрографические характеристики  являются  обязательными  при  утверждении
запасов. Так, в  результате  исследования  углей  установлено,  что  они  не
являются гомогенным веществом. Мецералы (macerare – размягчать) не  обладают
кристаллическим строением, различаются по химическому составу  и  физическим
свойствам.  В  углях  обнаружены  превращённые   частицы   растительного   и
животного  происхождения  (например,  водоросли,  пыльца,  споры,  кутикулы,
смоленые тельца), которые  получили  название  форменных  элементов.  Другие
вещества,  которые  претерпели  более  глубокие  изменения  не  могут   быть
отнесены к каким-либо определённым  исходным  веществам,  называют  основной
массой, которая в тонких шлифах разделяется  на  прозрачную  и  непрозрачную
(опакмассу).
    Все мацералы делятся на три группы –  витринит,  экзинит  (липтинит)  и
инертинит,  причём  в  основе  объединения  оп  группам  лежит  присущий  им
химический состав, происхождение и свойства.
    Чаще всего встречаются ассоциации  мацералов,  причём  такие  сочетания
называются  микролитотипами.  Последние  подразделяются  на  моно-,  би-   и
тримацеральные; при их отнесении к той или иной  группе  действует  «правило
5%»: примесь нетипичных мацералов не должна превышать 5  %  на  полированной
поверхности  50Ч50  мкм.  Разновидности  литотипов  углей  можно   различить
невооруженным глазом. Витрен – блестящий, кларен –  полублестящий,  дюрен  –
матовый и  фюзен  –  волокнистый  уголь.  Сапропелевые  угли  в  отличии  от
гумусовых не содержат слоистостей, однородные по составу  и  более  прочные.
Они делятся на кеннельские угли и богхеды.
    Витриниты являются основным компонентом типичных блестящих  углей;  они
образуются из лиственных и древесных тканей в основном за  счёт  углефикации
лигнина и целлюлозы. Широкое распространение  витринита  в  твёрдых  горючих
ископаемых, однородность его состава, физических и химических  характеристик
обусловили  широкое  применение  его  для  определения  степени  и  возраста
углефикации при сопоставлении различных отложений. По  сравнению  с  группой
экзинита витринит  содержит  меньше  водорода  и  больше  кислорода,  в  его
структуру  входят  алифатические  и  ароматические   фрагменты.   Содержание
ароматических структур с возрастом органической массы угля увеличивается  от
25 до 65 %, доля летучих достигает 35 – 40 %, а смол полукоксования –  12  –
14 %.
    Экзинитная группа содержит остатки  сине-зелёных  водорослей  (алгинт),
спор и пыльцы (споринит), полимеризованные  смолы  или  углеводороды,  жиры,
кутикулы   листвы   и   растений   (кутинит),    воскообразный    эпидермис.
Полимеризованные продукты пропитывают древесные ткани или минералы,  образуя
резенит  или  диффузный  полимеризованный  битум.  При  разложении  экзинита
выделяется 60 – 90 % летучих веществ, 40 –  50  %  смол  полукоксования;  он
практически не растворим, молекулярная масса ? 3000, в  основе  структуры  –
ассоциированные нафтеновые и ароматические гетероциклические системы.
    Группа инертита включает фюзенит (древесный  уголь  после  пожаров  или
обугливания),  окисленные  остатки,  грибки,  полимеризованные   смолы   или
углеводороды. Элементный  состав  фюзенита  разнороден;  он  содержит  много
гидроксильных групп и ароматических ядер, выделяет 8 – 20 % летучих, до 4  %
смолы полукоксования.
    Витринит при 380 – 450 0С «плавится» и затем образует вспученный  кокс.
Экзинит также обладает некоторыми коксующимися свойствами.  Мацералы  группы
инертита  обладают  низкой  химической  активностью,  которая  незначительно
меняется при  метаморфизме.  Отличаясь  высоким  выходом  летучих,  витринит
определяет коксуемость углей, а экзенит характеризует пластические  свойства
углей.  Подбирая  состав  шихт  из  отдельных   мацералов   в   определённом
соотношении, можно значительно  расширить  сырьевую  базу  для  производства
кокса.
    Для  изучения  физических   и   химических   свойств   петрографических
ингредиентов их необходимо выделить из угольной массы. Витрен, фюзен,  дбрен
и кларен можно  разделить  вручную,  особенно  в  молодых  углях;  в  зрелых
каменных углях трудно отделить кларен от дюрена. Другой метод заключается  в
растирании угольного вещества. При этом наименее твёрдый дюрен  переходит  в
мелкие классы. Концентраты ингредиентов  можно  получить  разделением  их  в
жидкостях с различной плотностью.



                             Классификация углей

    Рациональное  использование  твёрдых  горючих  ископаемых  в   народном
хозяйстве возможно при  наличии  классификации,  учитывающей  весь  комплекс
физических,  химических  и  технологических  свойств.  Однако,  несмотря  на
многолетние  работы  в  этой  области,  до  сих  пор  не  существует  единой
промышленно-генетической классификации.
    В  соответствии  с  американской  классификацией  угли   разделяют   на
несколько  классов,  отличающихся  содержанием  влаги  и  летучих,  а  также
теплотой сгорания. В основе классификации Грюнера лежит  элементный  состав,
отношение О/Н, плотность, выход и  состав  кокса.  Близкой  к  ней  является
классификация Брокмана, основанная на сопоставлении  данных  о  естественной
влажности,  элементном  составе,  плотности,  выходе  и   свойствах   кокса.
Немецкий  палеоботаник  Потонье  создал  первую  генетическую  классификацию
твёрдых горючих ископаемых всех видов. В основе её было  деление  минералов,
образованных  из  живых  организмов.  Минералы,  названные   биолитами,   он
разделил  на  негорючие  –  акаустобиолиты  и   горючие   –   каустобиолиты.
Каустобиолиты были разделены на три подгруппы:  гуммиты  (из  многоклеточных
растений), сапропилиты  (из  водорослей  и  планктона)  и  липтобиолиты  (из
устойчивых частей растений). К сожалению,  современные  методы  исследования
твёрдых горючих ископаемых не позволяют чётко установить  взаимосвязь  между
их  происхождением,  свойствами  и  направлением  использования  в  народном
хозяйстве. Это  объясняется  тем,  что  из  одного  исходного  органического
материала  в  зависимости   от   глубины   и   условий   превращения   могут
образовываться  топлива  различных  видов.  Г.   Л.   Стадников   в   основу
разработанной  им  естественной  классификации  положил  взаимосвязь   между
происхождением,  физико-химическими   свойствами   исходного   материала   и
стадиями их превращения. Он пришёл к выводу,  что  помимо  сапропилитовых  и
гумусовых углей существуют угли смешенных классов – гумусо-сапропилитовые  и
сапропилито-гумусовые,  а  исходная  органическая  масса  претерпевает   три
стадии физико-химических превращений: торф, бурый и каменные  угли.  Следует
отметить, что  классификация  Г.  Л.  Стадникова  не  включает  все  твердые
горючие ископаемые (например, липтобиолиты) и  не  может  быть  использована
для их промышленной оценки.
    По генетической классификации Ю. А. Жемчужникова угли подразделяются на
две группы, каждая из которых состоит из двух классов:
                                                                   Таблица 2
       Генетическая классификация твёрдых горючих ископаемых по Ю. А.
                                Жемчужникову
|Первая группа. Гумолиты – высшие     |Вторая группа. Сапропелиты – низшие  |
|растения                             |растения и животный планктон         |
|I класс – гумиты                     |III класс – сапропилиты (сохранены   |
|(лигнино-целлюллозные, смолы,        |водоросли и планктонные остатки)     |
|кутиковые элементы)                  |                                     |
|II класс – липтобиолитовые (смолы,   |IV класс – сапроколлиты (водоросли   |
|кутиковые элементы)                  |превратились в бесструктурную массу) |


    В классификации  Жемчужникова,  в  отличии  от  класс
123
скачать работу

Происхождение ископаемых углей

 

Отправка СМС бесплатно

На правах рекламы


ZERO.kz
 
Модератор сайта RESURS.KZ