ถ่านหิน: การจำแนกประเภท, ชนิด, เกรด, ลักษณะเฉพาะ, ลักษณะการเผาไหม้, สถานที่สกัด, การใช้งานและความสำคัญต่อเศรษฐกิจ

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-17 19:10

ถ่านหินมีความหลากหลายและมีหลายแง่มุม เนื่องจากลักษณะเฉพาะของการก่อตัวในลำไส้ของโลกจึงมีลักษณะที่แตกต่างกันมาก ดังนั้นจึงเป็นเรื่องปกติที่จะจำแนกถ่านหิน สิ่งนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรมีอธิบายไว้ในบทความนี้

ฟอสซิลถ่านหินส่วนใหญ่ถูกขุดจากส่วนลึกของโลก แต่บางครั้ง รอยต่อของถ่านหินก็โผล่ขึ้นมาบนพื้นผิวซึ่งเป็นผลมาจากกิจกรรมแผ่นดินไหว ซึ่งอาจทำเหมืองได้ แต่ถ่านหินในเปลือกโลกมาจากไหน? การก่อตัวของถ่านหินเป็นกระบวนการที่ยาวนานและซับซ้อนซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากพืชธรรมดา เมื่อพืชตายโดยขาดออกซิเจนและความชื้นสูงจะเกิดพีทขึ้นมา เป็นเวลาหลายล้านปี พีทนี้ตกตะกอนในดิน ซึ่งเนื่องจากอุณหภูมิและความดันสูง มันจึงค่อยๆ กลายเป็นถ่านหิน กระบวนการนี้เรียกว่าการหลอมรวมกัน

มนุษย์สามารถค้นพบถ่านหินฟอสซิลได้ในขั้นตอนต่างๆ ของการรวมกลุ่ม ทรัพยากรนี้มีหลายประเภท การจำแนกประเภทถ่านหินทั้งหมดมีหลายประเภท: โดยองค์ประกอบ, โดยลักษณะของแหล่งกำเนิด ขนาด ความชื้น การมีอยู่ของสิ่งเจือปน ตลอดจนลักษณะอื่นๆ อีกมากมาย มาดูบางส่วนของพวกเขากันดีกว่า

การจำแนกถ่านหินตามขนาดชิ้น

การสกัดถ่านหินจากใต้ดินต้องบดแล้วส่งขึ้นผิวน้ำ ชิ้นงานที่ได้อาจมีขนาดแตกต่างกัน ซึ่งค่อนข้างสำคัญสำหรับการใช้งานต่อไป ด้วยเหตุนี้จึงมีมาตรฐานของรัฐ (GOST R 51586-2000) ซึ่งกำหนดประเภทของถ่านหินตามขนาดของชิ้น ขนาดเหล่านี้บางครั้งเรียกว่าเกรดถ่านหินเพื่อไม่ให้สับสนกับเกรดซึ่งจะกล่าวถึงในภายหลัง

ชื่อคลาส (ตัวย่อ)	ขนาดเป็นมม
แผ่น (P)	จาก 100
ใหญ่ (K)	50-100
อ่อนนุช (O)	25-50
เล็ก (M)	13-25
เมล็ด (C)	6-13
Shtyb (ช)	สูงสุด 6

หากถ่านหินยังไม่ได้คัดแยกและมีขนาดแตกต่างกันโดยสิ้นเชิงในองค์ประกอบ ถ่านหินดังกล่าวจะเรียกว่าถ่านหินธรรมดา (P)

นอกจากนี้ยังมีเกรดผสม กล่าวคือ ถ่านหินที่มีขนาดต่างกันภายในขอบเขตที่กำหนด แต่เปอร์เซ็นต์ของถ่านหินแต่ละชั้นในกรณีนี้ไม่ได้ถูกควบคุม ส่วนผสมอาจประกอบด้วย เช่น เมล็ด 95% และพันธุ์ 5% ซึ่งในกรณีนี้จะเรียกว่าพันธุ์เมล็ดมีก้อน

ชื่อคลาส (ตัวย่อ)	ขนาดเป็นมม
ขนาดใหญ่พร้อมแผ่น (PC)	จาก 50
วอลนัทขนาดใหญ่ (KO)	25-100
วอลนัทลูกเล็ก (OM)	13-50
เมล็ดเล็ก (MS)	6-25
เมล็ดพันธุ์หิน (SS)	จนถึง 13
เล็กมีเมล็ดและปลาเทราท์ (MSH)	สูงสุด 25
วอลนัทกับเมล็ดและมันฝรั่งแผ่นเล็กๆ (OMSSh)	สูงสุด 50

จำแนกถ่านหินตามเกรด

ตามที่กล่าวไปแล้ว ถ่านหินอาจมีองค์ประกอบต่างกัน การแยกสารประกอบเฉพาะในองค์ประกอบของถ่านหินเป็นเรื่องยากมาก ดังนั้น เพื่อกำหนดคุณลักษณะของถ่านหิน จึงใช้คุณลักษณะบางอย่างเท่านั้น: ความเข้มข้นของสารระเหย ความชื้น ปริมาณคาร์บอน ค่าความร้อน ฯลฯ

โดยปกติคุณลักษณะเหล่านี้จะเชื่อมโยงกัน ยิ่งถ่านหินมีปริมาณคาร์บอนสูงและมีสารระเหยต่ำ เชื้อเพลิงก็จะยิ่งให้ความร้อนมากขึ้นเท่านั้น ตามลักษณะเหล่านี้ ถ่านหินจะถูกแบ่งออกเป็นเกรด

ถ่านสีน้ำตาล (B)

นี่คือถ่านหินที่อายุน้อยที่สุดและเป็นเกรดที่มีประโยชน์น้อยที่สุด มีลักษณะเป็นก้อนหินสีน้ำตาล บางครั้งก็แสดงให้เห็นโครงสร้างไม้ ความร้อนออกเพียง 22 MJ/กก. เหตุผลนี้มันต่ำปริมาณคาร์บอน ความชื้นจำนวนมาก สารระเหย และแร่ธาตุเจือปน ทั้งหมดนี้ไม่ได้ให้การเผาไหม้ที่มีประสิทธิภาพ

ถ่านหินนี้เกิดขึ้นโดยตรงจากพีทและอยู่ที่ระดับความลึกตื้น (ตั้งแต่ 10 ถึง 200 เมตร) ในรัสเซีย มีการขุดที่แหล่ง Soltonskoye ในอ่างถ่านหิน Tunguska และ Kansk-Achinsk

ถ่านไฟยาว (L)

มักมีสีเทา-ดำ มันเผาไหม้ด้วยเปลวไฟที่มีควันยาวและมีควันซึ่งให้ชื่อแก่มัน ประกอบด้วยคาร์บอน 70-80% ซึ่งทำให้เป็นเชื้อเพลิงที่มีคุณภาพดีกว่าถ่านหินสีน้ำตาลเล็กน้อย นอกจากนี้ยังได้รับผลกระทบจากความชื้นและสิ่งสกปรกน้อยลง แต่นี่ไม่ใช่ข้อดีของถ่านไฟยาว เชื้อเพลิงนี้สามารถเผาไหม้ได้โดยไม่ต้องเป่า ซึ่งทำให้ง่ายต่อการใช้ในเตาเผาและหม้อไอน้ำ ถ่านหินประเภทนี้พบได้บ่อยมาก การสกัดจะดำเนินการใน Minusinsk, Kuznetsk, Donetsk และแอ่งอื่น ๆ อีกมากมาย

แก๊สถ่านหิน (G)

คล้ายกับยี่ห้อก่อนอย่างมาก แต่แตกต่างกันในด้านความชื้นต่ำและอัตราการเผาไหม้ที่สูง เพราะอย่างหลังจึงมักใช้ในบ้านหม้อไอน้ำเป็นเชื้อเพลิง ถ่านหินชนิดนี้พบได้ทั่วไปใน Donetsk, Kuznetsk, Kizelovsky และแอ่งถ่านหินอื่นๆ นอกจากนี้ยังพบในเงินฝากของเกาะซาคาลิน

ถ่านไขมัน (W)

นี่เป็นถ่านหินคุณภาพสูงอยู่แล้ว แม้จะสว่างกว่าสองยี่ห้อก่อน แต่ก็มีค่าความร้อนสูง (35 MJ / kg) ข้อเสียคือเนื้อหาระเหยสูงซึ่งทำให้ควบคุมกระบวนการเผาไหม้ได้ยาก ถ่านหินยี่ห้อนี้จึงไม่ค่อยได้ใช้เป็นเชื้อเพลิง การใช้งานหลัก ได้แก่ การผลิตวัสดุก่อสร้าง ถ่านกัมมันต์ และสารที่มีประโยชน์อื่นๆ รวมถึงในอุตสาหกรรมโค้ก ถ่านหินดังกล่าวมีการขุดในแหล่ง Osinovskoye, Baidaevskoye, Leninskoye และ Tom-Usinkskoye

ถ่านโค้ก (C)

ถ่านหินชนิดนี้มีค่ามากเนื่องจากมีความชุกต่ำ เกรดนี้ผลิตโค้กถ่านหินคุณภาพสูงมาก ตามชื่อที่แนะนำ ถ่านหินดังกล่าวก่อตัวขึ้นที่ระดับความลึกเพียงพอ (5500 ม.) ซึ่งมีความกดดันสูง สีของถ่านหินดังกล่าวเป็นสีเทาและมีประกายแวววาว มีโครงสร้างที่สม่ำเสมอและมีจำนวนรูพรุนน้อยที่สุด เนื้อหาของสารระเหยอยู่ในระดับปานกลาง (22-27%) และคาร์บอนอยู่แล้วถึง 88-90% ซึ่งมีผลดีต่อการถ่ายเทความร้อนแม้ว่าถ่านหินดังกล่าวจะไม่ค่อยได้ใช้เป็นเชื้อเพลิง ถ่านหินโค้กมีการขุดในอ่างถ่านหิน Kuznetsk ใน Anzhersky, Tom-Usinsky, Prokopyevsko-Kiselevskiy และภูมิภาคอื่น ๆ

ถ่านอัดแท่ง (OS)

ถ่านหินยี่ห้อนี้ไม่แตกต่างจากถ่านโค้กมาก: เนื้อหาของคาร์บอนและสิ่งสกปรกอนินทรีย์อยู่ในระดับใกล้เคียงกัน ข้อได้เปรียบหลักคือค่าความร้อนสูง มันคือ 36 MJ / kg ดังนั้นบางครั้งก็ใช้เป็นเชื้อเพลิงในโรงไฟฟ้า แต่การใช้งานหลักคืออุตสาหกรรมโค้ก จริงอยู่ถ่านก้อนนี้แทบไม่ใช้ถ่าน เลยต้องใช้ผสมกับถ่านหินประเภทอื่น ส่วนผสมของหลายเกรดดังกล่าวเรียกว่าประจุถ่านหิน การสกัดถ่านหินแบบไม่ติดมันส่วนใหญ่ดำเนินการใน Kuzbass ในภูมิภาค Kemerovo และในอ่างถ่านหิน South Yakutsk

ถ่านหินไม่ติดมัน (T)

ถ่านหินยี่ห้อนี้ได้รับชื่อที่ตลกมากเพราะชั้นบางๆ ของมันวางอยู่ในหิน นี่เป็นเพราะความลึกอันยิ่งใหญ่ (6600 ม.) และแรงดันสูง ถ่านหินไร้มันไม่มีความสามารถในการเผา ต่างจากสองประเภทก่อนหน้านี้ และแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะผลิตโค้กจากถ่านหิน

แต่มีค่าความร้อนสูงมากถึง 40 MJ/กก. สิ่งนี้นำไปสู่การใช้เป็นเชื้อเพลิง เช่นเดียวกับในโลหะวิทยา ซึ่งต้องใช้อุณหภูมิที่สูงมากในเตาหลอมสำหรับการหลอมโลหะ พื้นที่หลักสำหรับการผลิตถ่านหินไร้น้ำมันคือภูมิภาค Aralichevsky, Baidayevsky และ Kemerovo

แอนทราไซต์ (A)

นี่คือถ่านหินคุณภาพสูงสุดในแง่ของค่าความร้อน ปริมาณคาร์บอนในนั้นสามารถเข้าถึง 98% กราไฟท์เท่านั้นที่มีมากกว่า และในลักษณะที่ปรากฏแอนทราไซต์แตกต่างจากยี่ห้ออื่นมาก มีสีดำเข้มและเงาโลหะที่เด่นชัด นอกจากนี้ยังมีความเสถียรทางความร้อนสูงและการนำไฟฟ้าอีกด้วย อุณหภูมิการเผาไหม้ของแอนทราไซต์ค่อนข้างสูง จึงไม่สามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงในเตาเผาทุกประเภทได้ นอกจากนี้ยังใช้ในโลหะวิทยาสำหรับการผลิตตัวกรอง, อิเล็กโทรด, แคลเซียมคาร์ไบด์, ผงไมโครโฟน ถ่านหินนี้ไม่เผา ดังนั้นจึงไม่พบการใช้ถ่านโค้ก แม้ว่าจะไม่มีกระบวนการนี้ก็ตาม ก็สามารถแทนที่โค้กในบางกระบวนการ

การจำแนกประเภทอื่นๆ

นอกจากเกรดที่แสดงข้างต้นแล้ว ยังมีเกรดกลางอีกมากมาย เช่น ไขมันโค้ก (KZh), การเผาผนึกด้วยแก๊ส (GS), แก๊สเปลวไฟ (DG)

ถ่านหินของแต่ละยี่ห้อสามารถมีได้หลายขนาด ในกรณีนี้ ตัวอักษรที่แสดงถึงความหลากหลายจะถูกวางไว้หลังตัวอักษรที่แสดงถึงแบรนด์ ตัวอย่างเช่น แอนทราไซต์-วอลนัท (AO), ตัวหนา-แผ่น (ZHP), เมล็ดโค้ก (KS).

นอกจากนี้ยังมีการจำแนกถ่านหินตามแหล่งกำเนิด ถ่านหินทั้งหมดดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นเกิดขึ้นจากพืชเป็นเวลาหลายล้านปี แต่พืชสามารถมีลักษณะที่แตกต่างกันได้ ดังนั้นถ่านหินจึงถูกแบ่งออกเป็นฮิวมิก (จากไม้ ใบไม้ ลำต้น) และซาโพรพีไลต์ (จากซากพืชท่อนล่าง เช่น สาหร่าย)