الفحم: البني، الصلب، الفحم النباتي وأنواعه واستخداماته. رسالة عن الفحم

بحاجة ل عدد كبير منحان الوقت ليتحول الخث إلى فحم. يتراكم الخث تدريجياً في المستنقع. ويمتلئ المستنقع بدوره بطبقات أكبر من النباتات. في العمق، يتغير الخث طوال الوقت. معقد مركبات كيميائيةالتي توجد في النباتات، تنقسم إلى أنواع أبسط. تذوب جزئيًا ويتم حملها بالماء وتتحول جزئيًا إلى الحالة الغازية: ثاني أكسيد الكربون والميثان. تلعب البكتيريا وجميع أنواع الفطريات التي تعيش في كل شيء دورًا مهمًا في تكوين الفحم. أنها تعزز تحلل الأنسجة النباتية. في عملية مثل هذه التغييرات في الخث، تبدأ المادة الأكثر ثباتا، الكربون، في التراكم مع مرور الوقت. بمرور الوقت، يصبح الكربون الموجود في الخث أكثر فأكثر.

يحدث تراكم الكربون في الخث دون الوصول إلى الأكسجين، وإلا فإن الكربون، الذي يتحد مع الأكسجين، سيتحول بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربونواختفى. يتم أولاً عزل طبقات الخث المتكونة عن أكسجين الهواء بواسطة الماء الذي يغطيها، ثم بواسطة طبقات الخث الناشئة حديثًا.

هذه هي الطريقة التي تتم بها عملية تحويل الخث إلى خث تدريجيًا. هناك عدة أنواع رئيسية من الفحم الأحفوري: الفحم الحجري، الفحم البني، الفحم الصلب، الفحم الحجري، الفحم الحجري، إلخ.

الأكثر مماثلة للجفت الليجنيت- الفحم السائب اللون البني، وليس من أصل قديم جدا. تظهر بوضوح بقايا النباتات، وخاصة الخشب (ومن هنا جاء اسم "الليجنيت" الذي يعني "خشبي"). الليجنيت هو الخث الخشبي. في مستنقعات الخث المعتدلة الحديثة، يتكون الخث بشكل رئيسي من الطحالب، البردي، والقصب، ولكن في المنطقة شبه الاستوائية الكرة الأرضيةعلى سبيل المثال، في مستنقعات فلوريدا بالولايات المتحدة الأمريكية، يتم تشكيل الخث الخشبي أيضًا، وهو مشابه جدًا للفحم الحجري الأحفوري.

مع التحلل القوي والتغير في بقايا النباتات، فإنه يخلق الفحم البني. لونه بني غامق أو أسود؛ وهو أقوى من الفحم الحجري، وبقايا الخشب فيه أقل شيوعًا ويصعب تمييزها. عند حرقه، ينتج الفحم البني حرارة أكثر من الفحم الحجري لأنه غني بالكربون. لا يتحول الفحم البني دائمًا إلى فحم صلب بمرور الوقت. من المعروف أن الفحم البني من حوض موسكو له نفس عمر الفحم الصلب الموجود على المنحدر الغربي لجبال الأورال (حوض كيزيلوفسكي). تحدث عملية تحويل الفحم البني إلى فحم صلب فقط عندما تغوص طبقات الفحم البني إلى آفاق أعمق من القشرة الأرضية أو تحدث عمليات بناء الجبال. لتحويل الفحم البني إلى فحم صلب أو أنثراسايت، تحتاج إلى الكثير حرارةوالضغط الكبير في أحشاء الأرض. في فحمبقايا النباتات مرئية فقط تحت المجهر. فهي ثقيلة ولامعة وقوية جدًا في كثير من الأحيان. يتم فحم الكوك بعض أنواع الفحم نفسها أو مع أنواع أخرى، أي أنها تتحول إلى فحم الكوك.

يحتوي الفحم الأسود اللامع على أكبر كمية من الكربون - أنثراسايت. لا يمكنك العثور على بقايا النباتات فيه إلا تحت المجهر. عند حرقه، ينتج الأنثراسايت حرارة أكثر من جميع أنواع الفحم الأخرى.

بوغهيد- فحم أسود كثيف ذو سطح كسر محاري؛ عند التقطير الجاف، فإنه ينتج كمية كبيرة من قطران الفحم - وهو مادة خام قيمة للصناعة الكيميائية. يتكون Boghead من الطحالب والسابروبيل.

كلما طال أمد بقاء الفحم في طبقات الأرض أو كلما تعرض للضغط والحرارة العميقة، زاد احتواؤه على الكربون. يحتوي الأنثراسايت على حوالي 95% من الكربون، ويحتوي الفحم البني على حوالي 70%، ويحتوي الخث على من 50 إلى 65%. في المستنقع، حيث يتراكم الخث في البداية، عادة ما يسقط الطين والرمل والمواد الذائبة المختلفة مع الماء. أنها تشكل شوائب معدنية في الخث، والتي تبقى بعد ذلك في الفحم. غالبًا ما تشكل هذه الشوائب طبقات بينية تقسم طبقة الفحم إلى عدة طبقات. تلوث الشوائب الفحم وتجعل من الصعب استخراجه.

عند حرق الفحم، تبقى جميع الشوائب المعدنية على شكل رماد. كيف الفحم أفضلكلما قل الرماد الذي يجب أن يحتوي عليه. في أصناف جيدةلا يوجد سوى نسبة قليلة من الفحم، ولكن في بعض الأحيان تصل كمية الرماد إلى 30-40٪. إذا كان محتوى الرماد أكثر من 60٪، فإن الفحم لا يحترق على الإطلاق وغير مناسب للوقود.

طبقات الفحم مختلفة ليس فقط في تكوينها، ولكن أيضا في الهيكل. في بعض الأحيان يتكون سمك التماس بالكامل من الفحم النقي. وهذا يعني أنها تشكلت في مستنقع الخث، حيث لا تدخل أي مياه ملوثة بالطين والرمل. يمكن حرق هذا الفحم على الفور. في كثير من الأحيان، تتناوب طبقات الفحم مع طبقات الطين أو الرملية. تسمى طبقات الفحم هذه معقدة. على سبيل المثال، تحتوي الطبقة التي يبلغ سمكها 1 متر على 10-15 طبقة من الطين، يبلغ سمك كل منها عدة سنتيمترات، في حين أن الفحم النقي يمثل 60-70 سم فقط؛ ومع ذلك، يمكن أن يكون الفحم للغاية جودة جيدة. للحصول على الوقود من الفحم الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الشوائب الأجنبية، يتم إثراء الفحم. يتم إرسال الصخور من المنجم على الفور إلى مصنع المعالجة. وهناك يتم سحق الصخور المستخرجة من المنجم إلى قطع صغيرة في آلات خاصة، ومن ثم يتم فصل كافة كتل الطين عن الفحم. الطين دائما أثقل من الفحم، لذلك يتم غسل خليط الفحم والطين بتيار من الماء. يتم اختيار قوة النفث بحيث تحمل الفحم بعيدًا، بينما يبقى الطين الأثقل في الأسفل. ثم يتم تمرير الماء والفحم من خلال شبكة ناعمة. يتم تصريف المياه، ويتجمع الفحم، النظيف بالفعل والخالي من جزيئات الطين، على سطح الشبكة. ويسمى هذا النوع من الفحم بالفحم المخصب. سيكون هناك القليل جدًا من الرماد المتبقي فيه. يحدث أن الرماد الموجود في الفحم ليس شوائبًا ضارة، ولكنه معدن. على سبيل المثال، غالبًا ما يشكل الطين الطيني الناعم الذي يحمله الجداول والأنهار إلى المستنقع طبقات من الطين الثمين المقاوم للحريق. تم تطويره خصيصًا أو جمع الرماد المتبقي بعد احتراق الفحم، ثم استخدامه في صناعة أدوات المائدة الخزفية وغيرها من المنتجات. في بعض الأحيان يتم العثور على الفحم في الرماد

/ الفحم الصخري

الفحم هو صخرة رسوبية تتشكل في طبقات الأرض. يعد هذا أحد أقدم أنواع الوقود الذي استخدمه الناس منذ عشرات الآلاف من السنين.

كيف يتم تشكيلها

يتشكل الفحم في الأماكن التي تتجمع فيها الأشجار والنباتات الأخرى في مكان واحد، وبعد ذلك لا يتوفر لهذه الكتلة النباتية الكبيرة الوقت للتحلل بشكل كامل. المكان المثالي لذلك هو منطقة المستنقعات التي تعاني من نقص الأكسجين. تم تشكيل الجزء الأكبر من الاحتياطيات الحديثة من هذا المعدن منذ حوالي ثلاثمائة مليون سنة خلال عصر الباليوزويك.

أنواع الفحم وتكوينه

يعتمد تكوين هذه الحفرية ومظهرها على عمر وعمق حدوثها. الى غاية سلالة قديمةويشمل ذلك الجمرة الخبيثة التي توجد رواسبها على عمق يصل إلى 5 كم. أنه يحتوي على الكثير من الكربون، والحد الأدنى من الرطوبة وأعلى قيمة من السعرات الحرارية (تصل إلى 7400 كيلو كالوري / كجم).

فحميقع في منتصف التصنيف. تم العثور على رواسبها على أعماق تصل إلى 3 كم. يحتوي على حوالي 12% ماء، 32% المواد المتطايرةومن 75 إلى 95% كربونات. سهل الاشتعال ويحترق بشكل جيد وبسبب ذلك الحد الأدنى للكميةيعطي الرطوبة كمية كافيةحرارة.

الفحم البنيينتمي إلى أصغر الأنواع من هذا الصنف. يمكن العثور على رواسبها على أعماق تصل إلى 1000 متر. يحتوي على أكثر من 40% من الماء والكثير من المواد المتطايرة. إنه يشتعل جيدًا ويحترق جيدًا ولكنه ينتج القليل من الحرارة.

رواسب الفحم

يوجد اليوم حوالي 3700 حوض للفحم في جميع أنحاء العالم، تغطي حوالي 15 بالمائة من مساحة اليابسة على الأرض. ويوجد ما يقرب من ربع الودائع العالمية من هذا المورد الطبيعي في الولايات المتحدة، وتحتل روسيا المركز الثاني، وتشغل ودائعها 13% من الودائع العالمية. وتأتي الصين في المركز الثالث بنسبة 11 بالمئة. وأكبر حوض روسي هو حوض كوزنتسك الواقع في منطقة كيميروفو، وتبلغ احتياطياته نحو 640 مليار طن.

كيف يتم استخراجها؟

تعتمد طريقة التعدين على عمق الفحم. يمكن أن يكون مفتوحًا، عندما تنفجر الطبقة الصلبة من الصخور فوق الفحم، أو مغلقًا.

أين يتم استخدامه؟

الفحم هو نوع من المعادن المستخدمة على نطاق واسع ويوجد في أعماق الأرض. تم تشكيل الفحم منذ عدة ملايين من السنين بسبب التصلب التدريجي لبقايا الحيوانات والنباتات في ظروف ذات الحد الأدنى من الأكسجين (تحت الأرض). يتم استخراجه يدويًا وشبه ميكانيكيًا في مناجم الفحم العميقة تحت الأرض.

بالإضافة إلى استخدام الفحم كوقود، فإنه يستخدم في الاقتصاد الوطني والحياة اليومية:

• لإنتاج الكبريت والجرافيت والفاناديوم والنفثالين والرصاص والزنك؛
• في علم المعادن في إنتاج الحديد والصلب والحديد الزهر.
• وبعد التسييل لإنتاج الوقود السائل أو الرماد؛
• بعد معالجة خاصة للحصول على البنزين والزيلين، اللذين يستخدمان بعد ذلك في صناعة الدهانات والمذيبات والمشمع.

في المجموع، يتم الحصول على أكثر من أربعمائة منتج صناعي من خلال المعالجة الكيميائية للفحم.

ما هي المعايير المستخدمة لتحديد نوعية الفحم؟

يتم تحديد جودة الفحم من خلال نسبة الشوائب الأجنبية التي يحتوي عليها. كيف المزيد من الكميةالشوائب الأجنبية، أسوأ نوعية الفحم. الشوائب الأجنبية هي مواد غير قابلة للاحتراق تبقى على شكل خبث بعد احتراق الفحم. اعتمادًا على المنطقة التي توجد بها رواسب الفحم، تختلف نسبة المحتوى المعدني فيها بشكل كبير. يتم تحديد نوعية الفحم من خلال نسبة محتوى الرطوبة فيه، المعادنومركبات الرماد والكبريت.

يعد الكبريت أحد أكثر الملوثات الأجنبية غير المواتية. عند حرق الفحم الذي يحتوي على نسبة عالية من مركبات الكبريت، يتم إطلاق كميات كبيرة من أحماض الكبريتيك في الغلاف الجوي. ويؤدي هذا في النهاية إلى هطول الأمطار الحمضية التي تدمر النباتات. الفحم الذي يحتوي على نسبة كبريت تزيد عن 4-8% غير مناسب للاستخدام في قطاع الحرارة والطاقة.

الإبلاغ عن خطأ في الوصف

خصائص الصخور

كتالوج المعادن

مقالات حول هذا الموضوع

• 
  

  وتتكون هذه المادة من تحلل بقايا النباتات، ويبلغ عمر احتياطي الفحم الذي يتم استخراجه اليوم حوالي 350 مليون سنة، وقد تكونت خلال العصر الحجري القديم.

• 
  

  إن تنوع الأساليب والوسائل المستخدمة والمعروفة لتدمير الفحم يرجع، كما يتبين من تاريخ تطورها، إلى تنوع خصائص الفحم والظروف الطبيعية لحدوثه، فضلاً عن الظروف تحت الأرض التي يتم فيها يحدث التعدين

منذ العصور القديمة، كان الفحم مصدرا للطاقة للبشرية، وليس الوحيد، ولكن يستخدم على نطاق واسع. في بعض الأحيان يتم مقارنتها بالطاقة الشمسية المحفوظة في الحجر. ويتم حرقه للحصول على الحرارة اللازمة للتدفئة، وتسخين المياه، وتحويله إلى كهرباء في المحطات الحرارية، واستخدامه في صهر المعادن.

ومع تطور التكنولوجيات الجديدة، تعلمنا استخدام الفحم ليس فقط لإنتاج الطاقة عن طريق الحرق. لقد نجحت الصناعة الكيميائية في إتقان تقنيات إنتاج المعادن النادرة - الغاليوم والجرمانيوم. مواد مركبة من الجرافيت الكربوني محتوى عاليكربون، الوقود الغازيمحتوى عالي من السعرات الحرارية، وتم تطوير تقنيات إنتاج البلاستيك. تتم معالجة الفحم ذي الدرجة الأدنى، وأجزاءه الدقيقة جدًا وغبار الفحم، وهو ممتاز للتسخين مباني الإنتاجوالمنازل الخاصة. في المجموع، يتم إنتاج أكثر من 400 نوع من المنتجات باستخدام المعالجة الكيميائية للفحم، والتي يمكن أن تكلف عشرات المرات أكثر من المنتج الأصلي.

لقد استخدم الناس الفحم بنشاط كوقود لتوليد وتحويل الطاقة لعدة قرون، ومع تطور الصناعة الكيميائية والحاجة إلى مواد نادرة وقيمة في الصناعات الأخرى، تتزايد الحاجة إلى الفحم. لذلك، يتم استكشاف الرواسب الجديدة بشكل مكثف، ويتم بناء المحاجر والمناجم وشركات معالجة المواد الخام.

باختصار عن أصل الفحم

على كوكبنا، منذ ملايين السنين، تطورت النباتات بسرعة في مناخ رطب. 210...280 مليون سنة مرت منذ ذلك الحين. منذ آلاف السنين، ملايين السنين، ماتت مليارات الأطنان من النباتات، وتراكمت في قاع المستنقعات، وأصبحت مغطاة بطبقات من الرواسب. أدى التحلل البطيء في جو خالٍ من الأكسجين تحت ضغط قوي من الماء والرمل والصخور الأخرى، وأحيانًا عند درجات حرارة عالية بسبب قرب الصهارة، إلى تحجر طبقات هذه النباتات، مع التحلل التدريجي إلى الفحم درجات متفاوتهالكربنة.

الودائع الروسية الرئيسية وتعدين الفحم

يمتلك الكوكب احتياطيات من الفحم تزيد عن 15 تريليون طن. أكبر إنتاج للتعدين يأتي من الفحم، حوالي 0.7 طن للشخص الواحد، أي أكثر من 2.6 مليار طن سنويًا. في روسيا، يتوفر الفحم الصلب مناطق مختلفة. هو عنده خصائص مختلفةوالميزات والعمق. فيما يلي أكبر أحواض الفحم وأكثرها نجاحًا في التطوير:

الاستخدام النشط لرواسب سيبيريا والشرق الأقصى محدود ببعدها عن المناطق الصناعية في أوروبا. في الجزء الغربي من روسيا، يتم استخراج الفحم ذو الأداء الممتاز أيضًا: في أحواض الفحم بيشيرسك ودونيتسك. في منطقة روستوفيجري تطوير الودائع المحلية بنشاط، وأكثرها واعدة هي جوكوفسكي. معالجة الفحم الصلب من هذه الرواسب تنتج درجات من الفحم الصلب جودة عالية— الجمرة الخبيثة (AS وAO).

خصائص الجودة الرئيسية للفحم

تتطلب الصناعات المختلفة درجات مختلفة من الفحم. تختلف مؤشراتها النوعية بشكل كبير حتى بين تلك التي لها نفس العلامة وتعتمد إلى حد كبير على الودائع. لذلك، قبل شراء الفحم، تتعرف الشركات على الخصائص الفيزيائية التالية:

حسب درجة التخصيب ينقسم الفحم إلى:

• - المركزات (المحرقة للتدفئة فيها المراجل البخاريةوالحصول على الكهرباء)؛
• — المنتجات الصناعية المستخدمة في الصناعة المعدنية.
• — الحمأة هي في الواقع جزء صغير (يصل إلى 6 ملم) وغبار بعد سحق الصخور. يعد حرق هذا الوقود مشكلة، لذلك يتم تشكيل قوالب منه، والتي لها خصائص أداء جيدة وتستخدم في غلايات الوقود الصلب المنزلية.

حسب درجة الكربنة:

• - الفحم البني يتكون جزئيا من الفحم الصلب. له حرارة احتراق منخفضة، ويتفتت أثناء النقل والتخزين، وله ميل إلى الاحتراق التلقائي؛
• - فحم. لديها العديد من العلامات التجارية المختلفة (الدرجات) ذات الخصائص المختلفة. لديها مجموعة واسعة من الاستخدامات: المعادن، الطاقة، الإسكان والخدمات المجتمعية، الصناعة الكيميائية، إلخ.
• — الأنثراسيت هو أعلى أنواع الفحم جودة.

إذا قارنا الخث والفحم، فإن القيمة الحرارية للفحم أعلى. أكثر حرارة منخفضةاحتراق الفحم البني، وهو الأعلى بالنسبة لفحم الأنثراسايت. لكن على أساس الجدوى الاقتصادية. في حاجة عظمىيستخدم الفحم البسيط. لديها أفضل مزيج من السعر و حرارة نوعيةالإحتراق.

هناك الكثير من الخصائص المختلفة للفحم، ولكن قد لا تكون جميعها مهمة عند اختيار الفحم للتدفئة. في هذه الحالة، من المهم معرفة بعض المعلمات الأساسية فقط: محتوى الرماد والرطوبة و السعة الحرارية محددة. قد يكون محتوى الكبريت مهمًا. والباقي مطلوب عند اختيار المواد الخام للمعالجة. ما هو مهم أن تعرفه عند اختيار الفحم هو الحجم: كم قطع كبيرةيقدمون لك. يتم تشفير هذه البيانات في اسم العلامة التجارية.

تصنيف الحجم:

التصنيف حسب العلامات التجارية وخصائصها الموجزة:

يتم تخزينه اعتمادًا على خصائص الفحم وعلامته التجارية ونوعه وجزءه وقت مختلف. (يحتوي المقال على جدول يوضح العمر الافتراضي للفحم حسب الإيداع والعلامة التجارية).

وينبغي إيلاء اهتمام خاص لحماية الفحم أثناء التخزين طويل الأجل (أكثر من 6 أشهر). في هذه الحالة، مطلوب سقيفة فحم خاصة أو مخبأ، حيث سيتم حماية الوقود من هطول الأمطار وأشعة الشمس المباشرة.

أكوام كبيرة من الفحم تخزين طويل المدىتتطلب التحكم في درجة الحرارة، لأنه في وجود أجزاء صغيرة مع الرطوبة ودرجة الحرارة المرتفعة، فإنها تميل إلى الاحتراق التلقائي. ينصح بالشراء مقياس حرارة رقمىومزدوجة حرارية بسلك طويل يجب دفنها في وسط كومة الفحم. من الضروري التحقق من درجة الحرارة مرة أو مرتين في الأسبوع، لأن بعض ماركات الفحم تشتعل تلقائيًا عند درجات حرارة منخفضة جدًا: بني - عند 40-60 درجة مئوية، والبعض الآخر - 60-70 درجة مئوية. حالات الاحتراق التلقائي للأنثراسايت وشبه- نادرا ما تحدث الجمرة الخبيثة (في روسيا لم يتم تسجيل مثل هذه الحالات).

"كيف تم تشكيل الفحم" رسالة قصيرةستساعدك المعلومات الواردة في هذه المقالة على الاستعداد للدرس وتوسيع معرفتك بهذا الموضوع.

الرسالة "كيف تم تشكيل الفحم"

الفحم هو معدن صلب لا يمكن تعويضه وقابل للنفاد ويستخدمه الإنسان لتوليد الحرارة أثناء احتراقه. وهو ينتمي إلى الصخور الرسوبية.

ما هو المطلوب لتشكيل الفحم؟

أولا، الكثير من الوقت. عندما يتكون الخث من النباتات الموجودة في قاع المستنقعات، تنشأ مركبات كيميائية: تتفكك النباتات أو تذوب جزئيًا أو تتحول إلى غاز الميثان وثاني أكسيد الكربون.

ثانيا جميع أنواع الفطريات والبكتيريا. بفضلهم، تتحلل الأنسجة النباتية. يبدأ الخث في تراكم مادة ثابتة تسمى الكربون، والتي تتزايد بمرور الوقت.

ثالثا، نقص الأكسجين. إذا تراكمت في الخث، فلن يتمكن الفحم من التشكل وسوف يتبخر ببساطة.

كيف يتكون الفحم في الطبيعة؟

تشكلت رواسب الفحم من كمية كبيرة من المواد النباتية. الظروف المثالية هي عندما تتراكم كل هذه النباتات في مكان واحد ولم يكن لديها الوقت لتتحلل تمامًا. تعتبر المستنقعات مناسبة بشكل مثالي لهذه العملية: فالماء فقير بالأكسجين وبالتالي يتم تعليق النشاط الحيوي للبكتيريا.

بعد أن تتراكم كتلة النبات في المستنقعات، قبل أن يتاح لها الوقت لتتعفن تمامًا، يتم ضغطها بواسطة رواسب التربة. هذه هي الطريقة التي تتشكل بها المادة الأولية للفحم – الخث. طبقات من التربة تغلقها في الأرض دون الوصول إلى الأكسجين والماء. مع مرور الوقت، يتحول الخث إلى التماس من الفحم. هذه العمليةعلى المدى الطويل - تم تشكيل جزء كبير من احتياطيات الفحم منذ أكثر من 300 مليون سنة.

وكلما طال أمد بقاء الفحم في طبقات الأرض، كلما تعرضت الحفرية لتأثير وضغط الحرارة العميقة. في المستنقعات، حيث يتراكم الخث، يحمل الماء الرمل والطين والمواد المذابة التي تترسب في الفحم. تشكل هذه الشوائب طبقات في المعدن، وتقسمه إلى طبقات. عندما يتم تنظيف الفحم، كل ما يبقى هو الرماد.

هناك عدة أنواع من الفحم - الفحم الصلب، الفحم البني، الفحم الحجري، الفحم الحجري، الأنثراسايت. يوجد اليوم في العالم 3.6 ألف حوض للفحم، تشغل 15% من مساحة الأرض. تعود النسبة الأكبر من الاحتياطيات الأحفورية في العالم إلى الولايات المتحدة (23%)، تليها روسيا (13%)، والثالثة للصين (11%).

نأمل أن يكون تقرير "كيف تشكل الفحم" قد ساعدك في التحضير للدرس. يمكنكم الإضافة إلى الرسالة الخاصة بموضوع “كيف تم تشكيل الفحم” من خلال نموذج التعليق.

منذ ما يقرب من 200 عام، شرح العالم الروسي اللامع إم في لومونوسوف بشكل صحيح تمامًا تكوين الفحم الأحفوري من بقايا النباتات، على غرار كيفية تكوين الخث الآن. وأشار لومونوسوف أيضًا إلى الشروط اللازمة لتحويل الخث إلى فحم: تحلل النباتات "بدون هواء حر"، وارتفاع درجة الحرارة داخل الأرض و"ثقل السقف"، أي ضغط الصخور.

يستغرق الخث وقتًا طويلاً ليتحول إلى فحم. يتراكم الخث في المستنقع، ومن فوق المستنقع مليء بطبقات جديدة من النباتات. في العمق، الخث يتغير باستمرار. يتم تقسيم المركبات الكيميائية المعقدة التي تشكل النباتات إلى مركبات أبسط. يذوب جزء واحد ويتم حمله بالماء، والآخر يذهب إلى الحالة الغازية: ثاني أكسيد الكربون والغاز المضيء - الميثان (نفس الغاز يحترق في مواقدنا). دور كبيرتلعب الفطريات والبكتيريا التي تعيش في جميع مستنقعات الخث دورًا في تكوين الفحم. أنها تساعد على تحطيم الأنسجة النباتية. خلال عملية هذه التغييرات في الخث، تتراكم فيه المادة الأكثر ثباتا - الكربون. مع تغير الخث، فإنه يصبح أكثر وأكثر غنية بالكربون.

يحدث تراكم الكربون في الخث دون الوصول إلى الأكسجين، وإلا فإن الكربون، الذي يتحد مع الأكسجين، سيتحول بالكامل إلى ثاني أكسيد الكربون ويتبخر. يتم أولاً عزل طبقات الخث الناتجة عن الأكسجين الموجود في الهواء بواسطة الماء الذي يغطيها، ثم بواسطة طبقات الخث الناشئة حديثًا.

هذه هي الطريقة التي تتم بها عملية تحويل الخث إلى الفحم الأحفوري. هناك عدة أنواع رئيسية من الفحم الأحفوري: الفحم الحجري، الفحم البني، الفحم الصلب، الفحم الحجري، الفحم الحجري، إلخ.

الأكثر تشابهًا مع الخث هو الليجنيت - الفحم البني السائب الذي ليس من أصل قديم جدًا. تظهر بوضوح بقايا النباتات، وخاصة الخشب (ومن هنا جاء اسم "الليجنيت" الذي يعني "خشبي"). الليجنيت هو الخث الخشبي. في مستنقعات الخث المعتدلة الحديثة، يتشكل الخث بشكل رئيسي من طحالب الخث والبردي والقصب، ولكن في المنطقة شبه الاستوائية من الكرة الأرضية، على سبيل المثال، في مستنقعات غابات فلوريدا في الولايات المتحدة الأمريكية، يتشكل أيضًا الخث الخشبي، الذي يشبه إلى حد كبير الليغنيت الأحفوري.

ومع زيادة تحلل وتغير بقايا النباتات، يتم إنشاء الفحم البني. لونه بني غامق أو أسود؛ وهو أقوى من الليغنيت، وبقايا الخشب فيه أقل شيوعًا ويصعب تمييزها. عند حرقه، ينتج الفحم البني حرارة أكثر من الفحم الحجري لأنه غني بالكربون. لا يتحول الفحم البني دائمًا إلى فحم صلب بمرور الوقت. من المعروف أن الفحم البني من حوض موسكو له نفس عمر الفحم الصلب الموجود على المنحدر الغربي لجبال الأورال (حوض كيزيلوفسكي). تحدث عملية تحويل الفحم البني إلى فحم صلب فقط عندما تغوص طبقات الفحم البني إلى آفاق أعمق من القشرة الأرضية أو تحدث عمليات بناء الجبال. لتحويل الفحم البني إلى فحم صلب أو أنثراسايت، هناك حاجة إلى درجة حرارة عالية جدًا وضغط مرتفع في أحشاء الأرض. في الفحم، لا يمكن رؤية بقايا النباتات إلا تحت المجهر؛ فهي ثقيلة ولامعة وقوية جدًا في كثير من الأحيان. يتم فحم الكوك بعض أنواع الفحم نفسها أو مع أنواع أخرى، أي أنها تتحول إلى فحم الكوك.

أكبر كمية من الكربون تحتوي على الفحم الأسود اللامع - أنثراسايت. لا يمكنك العثور على بقايا النباتات فيه إلا تحت المجهر. عند حرقه، ينتج الأنثراسايت حرارة أكثر من جميع أنواع الفحم الأخرى.

Boghead عبارة عن فحم أسود كثيف ذو سطح كسر محاري. عند التقطير الجاف، فإنه ينتج كمية كبيرة من قطران الفحم - وهو مادة خام قيمة للصناعة الكيميائية. يتكون Boghead من الطحالب والسابروبيل.

كلما طال أمد بقاء الفحم في طبقات الأرض، وكلما تعرض للضغط والحرارة العميقة، زادت كمية الكربون التي يحتوي عليها. يحتوي الأنثراسايت على حوالي 95% من الكربون، ويحتوي الفحم البني على حوالي 70%، ويحتوي الخث على من 50 إلى 65%.

في المستنقع، حيث يتراكم الخث في البداية، عادة ما يسقط الطين والرمل والمواد الذائبة المختلفة مع الماء. أنها تشكل شوائب معدنية في الخث، والتي تبقى بعد ذلك في الفحم. غالبًا ما تشكل هذه الشوائب طبقات بينية تقسم طبقة الفحم إلى عدة طبقات. تلوث الشوائب الفحم وتجعل من الصعب استخراجه.

عند حرق الفحم، تبقى جميع الشوائب المعدنية على شكل رماد. كلما كان الفحم أفضل، يجب أن يحتوي على كمية أقل من الرماد. في الأنواع الجيدة من الفحم، لا تزيد نسبة الرماد عن نسبة قليلة، لكن في بعض الأحيان تصل كمية الرماد إلى 30-40%. إذا كان محتوى الرماد أكثر من 60٪، فإن الفحم لا يحترق على الإطلاق وغير مناسب للوقود.

طبقات الفحم مختلفة ليس فقط في تكوينها، ولكن أيضا في الهيكل. في بعض الأحيان يتكون سمك التماس بالكامل من الفحم النقي. وهذا يعني أنها تشكلت في مستنقع الخث، حيث لا تدخل أي مياه ملوثة بالطين والرمل. يمكن حرق هذا الفحم على الفور. في كثير من الأحيان، تتناوب طبقات الفحم مع طبقات الطين أو الرملية. تسمى طبقات الفحم هذه معقدة. على سبيل المثال، تحتوي الطبقة التي يبلغ سمكها 1 متر على 10-15 طبقة من الطين، يبلغ سمك كل منها عدة سنتيمترات، في حين أن الفحم النقي يمثل 60-70 سم فقط؛ علاوة على ذلك، يمكن أن يكون الفحم ذو نوعية جيدة جدًا.

للحصول على الوقود من الفحم الذي يحتوي على نسبة منخفضة من الشوائب الأجنبية، يتم إثراء الفحم. يتم إرسال الصخور من المنجم على الفور إلى مصنع المعالجة. وهناك يتم سحق الصخور المستخرجة من المنجم إلى قطع صغيرة في آلات خاصة، ومن ثم يتم فصل كافة كتل الطين عن الفحم. الطين دائما أثقل من الفحم، لذلك يتم غسل خليط الفحم والطين بتيار من الماء. يتم اختيار قوة النفث بحيث تحمل الفحم بعيدًا، بينما يبقى الطين الأثقل في الأسفل. ثم يتم تمرير الماء والفحم من خلال شبكة ناعمة. يتم تصريف المياه، ويتجمع الفحم، النظيف بالفعل والخالي من جزيئات الطين، على سطح الشبكة. ويسمى هذا النوع من الفحم بالفحم المخصب. سيكون هناك القليل جدًا من الرماد المتبقي فيه. يحدث أن الرماد الموجود في الفحم ليس شوائبًا ضارة، ولكنه معدن. على سبيل المثال، غالبًا ما يشكل الطين الطيني الناعم الذي يحمله الجداول والأنهار إلى المستنقع طبقات من الطين الثمين المقاوم للحريق. تم تطويره خصيصًا أو جمع الرماد المتبقي بعد احتراق الفحم، ثم استخدامه في صناعة أدوات المائدة الخزفية وغيرها من المنتجات. في بعض الأحيان يتم العثور على الفحم في الرماد.

إذا وجدت خطأ، يرجى تحديد جزء من النص والنقر عليه السيطرة + أدخل.