Batubara: komposisi, aplikasi, metode ekstraksi

2024 Pengarang: Howard Calhoun | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-17 10:31

Batu yang terbentuk di lapisan kerak bumi ini sangat beragam. Sampai saat ini, varietasnya dibedakan, seperti, misalnya, batubara coklat, antrasit, batubara. Komposisi batubara adalah kelembaban dan pengotor mineral. Namun, terkait dengan kelembapan, hal ini secara signifikan mengurangi panas pembakaran.

Komposisi ras. Bahan kimia

Selain fakta bahwa batubara mengandung uap air, juga mengandung zat seperti belerang. Pengotor ini juga dianggap berbahaya, dan tidak terkandung dalam bentuknya yang murni, tetapi dalam komposisi pengotor seperti pirit, kalsium, besi sulfat. Ketika batu bara digunakan, atau lebih tepatnya, ketika dibakar dengan pengotor dalam komposisi, penguapan berbahaya akan terbentuk - belerang dioksida, atau belerang dioksida. Ini memiliki efek yang agak negatif pada kesehatan manusia jika dihirup. Ia mampu menyebabkan korosi cepat pada logam, serta meracuni atmosfer dengan asapnya. Perlu dicatat bahwa kandungan belerang dalam komposisi batubara yang ditambang di Cekungan Donets cukup rendah. Indikator zat ini hanya 1-2%. Jika dibandingkan dengan cekungan wilayah tengah dan utara, maka kandungan pengotor berbahaya di dalamnya hanya mulai dari 3,5%. Penuhkomposisi kimia bahan baku adalah sebagai berikut:

• persentase karbon tertinggi - dari 50 hingga 96%;
• setelah karbon datang oksigen, yang kandungannya antara 25 hingga 37%;
• yang ketiga dalam daftar ini adalah hidrogen, persentasenya adalah dari 3 hingga 6%;
• Bahan kimia terakhir adalah nitrogen, kandungannya bisa dari 0 hingga 2,7%.

gambut

Hari ini juga menggunakan gambut, yang merupakan sisa-sisa batuan. Ini digunakan cukup luas, meskipun dianggap, pada kenyataannya, pemborosan. Perlu dicatat di sini bahwa komposisi jenis batubara ini berbeda karena kandungan kuantitatif dari semua pengotor berbahaya, termasuk belerang, jauh lebih sedikit. Persentase unsur kimia karbon juga turun menjadi 50-60%.

batubara coklat

Dengan sendirinya, batubara coklat adalah massa tanah dengan kepadatan yang cukup tinggi, yang terbentuk dari gambut, tetapi pada saat yang sama mempertahankan struktur kayunya dengan sempurna. Penggunaan batu bara jenis ini jauh lebih jarang daripada batu, misalnya. Ini disebabkan oleh fakta bahwa ketika dibakar, ia menciptakan nyala api yang berasap, yang juga menimbulkan bau yang agak tidak enak. Ini paling sering digunakan dalam distilasi kering. Dengan bantuannya, dimungkinkan untuk memperoleh zat seperti, misalnya, amonia dengan asam asetat. Trah ini dianggap yang termuda dari semua varietas lainnya. Komposisi jenis batubara ini adalah sebagai berikut:

• seperti dalamtipe sebelumnya, karbon berlaku di sini - 50-77%;
• kandungan oksigen hampir sama - 26-37%;
• persentase hidrogen adalah 3-5, dan nitrogen adalah 0-2.

Perlu ditambahkan bahwa perkembangan teknologi yang kuat telah menyebabkan fakta bahwa para teknolog telah mempelajari cara memperoleh gas sintetis dari bahan baku ini, yang dapat digunakan sebagai alternatif bahan bakar minyak.

Batubara

Bahan fosil ini merupakan bahan peralihan dari lignit ke antrasit. Ini berbeda karena itu adalah bahan bakar yang sangat baik, tidak seperti materi coklat. Trah inilah yang paling banyak ditambang di zaman kita. Ini paling banyak digunakan sebagai bahan bakar untuk pembangkit listrik termal, misalnya. Ini sangat baik untuk memanaskan rumah pribadi, untuk pengoperasian pabrik, dll. Nilai kalor yang dimiliki jenis bahan baku ini jauh lebih tinggi daripada cokelat. Sebagai pengotor berbahaya, batubara jenis ini mengandung kadar air dalam jumlah 3 sampai 12%. Selain itu, juga mengandung 32% zat pembakaran yang mudah menguap.

Komposisi kimianya berbeda dari spesies sebelumnya. Jumlah karbon jauh lebih tinggi - dari 75 hingga 93%. Kandungan oksigen menurun secara signifikan - 3-19%, kandungan hidrogen tetap kira-kira pada tingkat yang sama - 4-6%. Indikator nitrogen masih rendah - hingga 2,7%.

Jika Anda bertanya, batu bara mana yang lebih baik, kemungkinan besar jawabannya adalah sebagai berikut: antrasit. Ini berbeda karena strukturnya sepadat mungkin, permukaannya sedikit mengkilat, dan nilai kalornya memiliki indikator terbaik. Satu-satunya kelemahan adalah bahwa itu menyala cukup buruk. Paling sering digunakan untuk membuat hal-hal seperti elektroda karbon, pasta elektroda. Penggunaannya sebagai bahan baku bahan bakar dalam industri metalurgi sangat umum. Kedalaman kemunculan batu ini cukup besar - 6 km. Dari bahan kimia, mengandung karbon dalam jumlah 95-97%, serta hidrogen - dari 1 hingga 3%.

Metode penambangan

Perlu dicatat bahwa metode ekstraksi sangat bergantung pada lokasi deposit batubara, atau lebih tepatnya, pada kedalaman kemunculannya. Tergantung pada faktor ini, metode terbuka (penambangan) dan tambang, metode tertutup dibedakan. Setiap metode dibedakan berdasarkan teknologinya, serta kelebihan dan kekurangannya.

Penambangan Terbuka

Keuntungan utama penambangan batubara open pit adalah relatif aman. Masalahnya hanya digunakan jika kedalaman batu tidak lebih dari 100 meter. Dengan kata lain, tidak ada poros yang dibuat yang dapat runtuh saat terjadi kecelakaan. Proses penambangan sendiri dilakukan sesuai dengan prosedur berikut.

Pertama, Anda perlu menghilangkan lapisan atas tanah yang menutupi batu. Lapisan ini disebut overburden, dan metode pemindahannya adalah overburden. Prosedur ini, tergantung pada jenis tanahnya, dilakukan dengan bantuan buldoser, dragline, ekskavator roda ember, atau pencakar. Setelah lapisan tanah dihilangkan, Anda dapat melanjutkan untuk menghancurkan batu itu sendiri. Untukpenghancur, senjata air, buldoser dan peralatan lainnya digunakan untuk ini. Jika batuan dalam deposit batubara terlalu padat, maka dalam kasus yang jarang terjadi, pengeboran dan peledakan batubara digunakan. Metode penambangan ini biasanya mencakup area yang cukup luas.

Adapun kekurangan dari metode tersebut adalah sebagai berikut:

• Pertama, menyebabkan kerusakan lingkungan yang signifikan di lokasi penambangan.
• Kedua, semua batu yang ditambang dengan cara ini mengandung sejumlah besar pengotor berbahaya dalam komposisinya.

Kelebihan utama penambangan batubara open-pit selain dari segi keamanan, kecepatan tinggi, juga ekonomis.

Metode kedua

Tutup, atau metode tambang, seperti yang Anda duga, digunakan jika batu berada cukup dalam di bawah tanah. Di medan datar, saluran vertikal atau horizontal dibentuk hingga lapisan paling atas dengan batu bara, setelah itu tambang dibuat. Jika lapisan batubara terletak di daerah pegunungan, maka adit adalah tempat yang membuka kerja.

Penambangan batubara bawah tanah dapat dilakukan dengan menggunakan dinding panjang atau dengan metode ruangan dan pilar. Lava adalah wajah yang panjang. Mungkin ada satu atau lebih wajah seperti itu dalam satu tambang. Di permukaan seperti itu, batu bara dipotong-potong menggunakan kombinasi penambangan. Untuk mengirimkan bahan mentah ke permukaan, pemanen yang sama digunakan. Dia memuat batu itu ke konveyor. Jika Anda menggunakan cara ini, Anda bisa mendapatkan hampir semua batu bara yang terkandung di dalamnyapembentukan. Jika batubara tidak terlalu dalam, maka digunakan metode room-and-pillar. Dalam hal ini, tiang dan lorong horizontal digunakan, yang terbentuk di antara mereka.

Saat ini, perubahan sedang terjadi di industri batubara. Teknologi sistem produksi otomatis terintegrasi dengan penggunaan dukungan atap bertenaga sedang diperkenalkan. Sebuah metode sedang dikembangkan secara aktif yang akan memungkinkan kendali jarak jauh dari semua mekanisme penambangan.

Kelebihan metode ini antara lain sebagai berikut:

• batubara yang dihasilkan akan sangat berkualitas;
• penambangan jenis ini jauh lebih tidak berbahaya bagi lingkungan;

Di antara kekurangannya, perlu digarisbawahi bahwa metode ini adalah metode penambangan yang paling berbahaya, dan juga akan membutuhkan biaya keuangan yang signifikan untuk penerapannya.

Cekungan Batubara Donetsk

Cekungan ini terletak di wilayah wilayah seperti Donetsk, Luhansk, Dnepropetrovsk dari sisi Ukraina. Selain itu, itu juga terletak di wilayah wilayah Rostov Federasi Rusia. Luas total cekungan ini adalah sekitar 60 ribu km2, 50 ribu di antaranya terletak di wilayah Ukraina. Jika kita berbicara tentang panjangnya, maka sekitar 650 km ke arah sublatitudinal. Sementara lebar maksimalnya hanya mencapai 200 km. Adapun kualitas dan sifat batubara yang ditambang, sangat berbeda. Masalahnya adalah di cekungan batu bara Donetsk ada keseluruhanderet metamorf dari fosil ini. Dengan kata lain, semua batu bara dapat ditambang di sini - dari cokelat hingga antrasit.

Arang kayu bakar berkualitas

Cukup sering muncul pertanyaan tentang bagaimana menentukan kualitas batubara yang cocok untuk menyalakan boiler bahan bakar padat. Tidak perlu mengetahui semua propertinya. Perhatikan hal-hal berikut:

• Kandungan kalori, atau panas pembakaran. Karakteristik ini menggambarkan berapa banyak panas yang dapat dihasilkan bahan bakar padat saat dibakar.
• Kandungan abu merupakan ciri utama kualitas bahan baku. Semakin kecil indikator numerik dari karakteristik ini, semakin baik kualitas batubara, yang berarti akan memberikan lebih banyak panas selama pembakaran. Untuk breed berkualitas, tarifnya kurang dari 25%.
• Penting untuk memantau kelembapan. Itu bisa eksternal atau internal. Bagian luarnya bisa dihilangkan hanya dengan mengeringkan arang, tetapi bagian dalam hanya bisa dihilangkan dengan cara dibakar.

Karbon aktif

Struktur batubara ini berpori, dan diperoleh dari berbagai bahan lain yang mengandung karbon yang berasal dari organik. Karbon dalam bahan baku tersebut akan berkisar dari 87 hingga 97%; hidrogen, nitrogen, dan oksigen juga ada. Dari segi komposisi kimianya, jenis batubara ini lebih mirip dengan grafit. Selain itu, jenis bahan baku ini dapat dibagi menjadi beberapa kelas tergantung pada jenis bahan baku yang akan diperoleh, menurut metode aktivasi, metode aktivasi dan tujuan.