یکی از مرغوب‌ترین انواع زغال سنگ، با درصد خلوص کربن حدود 80 تا 90 درصد، زغال سنگ آنتراسیت است. این زغال سنگ تیره و براق برای مصارف زیادی قابل استفاده بوده که یکی از مهم‌ترین آنها استفاده برای تصفیه آب به‌شمار می‌رود که باعث شده از آنتراسیت به عنوان زغال سنگ تصفیه آب یاد شود.
علاوه بر آن در صنایع فولادی هم کاربرد بالایی دارد و حتی هنوز هم در سوخت برخی از قطارها از این زغال سنگ استفاده می‌شود. در ادامه برای آشنایی بیشتر با آنتراسیت به معرفی مکان‌های تشکیل آن، چرخه تشکیل و دیگر نکات مهمی که بهتر است درباره آنتراسیت بدانید پرداخته‌ایم.
معرفی زغال سنگ آنتراسیت
آنتراسیت سیاه رنگ و براق است، اما هنگامی که به آن دست می‌زنید، دستتان را سیاه نمی‌کند. عمده ماده تشکیل‌دهنده این زغال سنگ (حدود 90 درصد) از کربن بوده و بخش حاوی خاکستر، مواد فرار و یا رطوبت تنها 10 درصد آن را تشکیل می‌دهد.
این ماده انرژی بالایی تولید می‌کند که بین 3278 تا 3782 کیلوکالری انرژی است. فرآیند سوختن آنتراسیت به دلیل بخش کوچک مواد فرار در آن بسیار آهسته بوده و این نوع زغال سنگ‌ها غالبا دارای مقدار کمی رطوبت هستند.
آتش حاصل از مشتعل شدن زغال سنگ آنتراسیت که بسیار هم سخت مشتعل خواهد شد، آبی رنگ است و دود بسیار کمی هم تولید می‌کند که باعث ایجاد آلودگی بسیار پایین آن خواهد شد. به طور کلی آنتراسیت نسبت به دیگر انواع زغال سنگ‌ها بسیار پاک‌تر می‌سوزد.
چرخه تشکیل آنتراسیت از چپ به راست
چرخه تشکیل آنتراسیت به عنوان مرغوب‌ترین زغال سنگ
برای تشکیل زغال سنگ به طور کلی مواد پسماند و گیاهی قدیمی روی هم انباشته می‌شوند و تحت عوامل بیولوژیکی و همچنین ژئومکانیکی قرار می‌گیرند و درنهایت تورب تشکیل می‌شود. گذشت سال‌ها تحمل فشار لایه‌های زمین و گرما باعث کاهش مواد فرار و رطوبت در آن می‌شود.
طی این چرخه مواد انباشت‌شده تشکیل زغال سنگ ناقص به نام لیگنیت می‌دهند، پس از آن مراحل تشکیل زغال سنگ بیتومینه و سپس ساب بیتومینه طی می‌شود. درنهایت هم آنتراسیت به عنوان مرغوب‌ترین و خالص‌ترین زغال سنگ تشکیل خواهد شد.
طی این چرخه با تبدیل لینگیت به آنتراسیت، درصد کربن ثابت افزایش پیدا می‌کند. سختی و درخشندگی زغال سنگ هم بیشتر می‌شود که برای تشخیص آنتراسیت این نکات به همراه رنگ مشکی و درخشان آن به شما کمک می‌کند.
آنتراسیت با کیفیت عالی
3 دسته کلی در درجه‌بندی کیفیت آنتراسیت
زغال سنگ آنتراسیت به 3 دسته از نظر کیفیت تقسیم می‌شود:
- استاندارد
- عالی
- ممتاز
این درجه‌بندی بر کاربرد آنتراسیت هم تاثیرگذار است. به عنوان مثال آنتراسیت در درجه ممتاز و عالی به دلیل درصد خلوص بالاتر در زمینه‌های متالورژیکی کاربرد دارد. یک نمونه از این کاربردها استفاده از آنتراسیت با درجه ممتاز به‌جای کک متالورژی است. همچنین در کشورهای مختلف از آنتراسیت با درجه استاندارد هم در تولید و تامین انرژی استفاده می‌کنند.
محل تشکیل زغال سنگ آنتراسیت
تشکیل زغال سنگ دگردیس آنتراسیت نیازمند قسمتی از زمین است که تحرک و تکان‌های زیادی داشته باشد و در مدت طولانی فشار زیادی هم به آن وارد شود. این قسمت‌ها شامل رگه‌های کوه‌ها و مناطق آتشفشانی هستند که زمین‌لرزه‌های بزرگ و متعددی در این مکان‌ها رخ دهد. در ایران استخراج زغال سنگ از معادن در اطراف کوه‌های شمالی و مرکزی انجام می‌شود.
کاربردهای مهم زغال سنگ دگردیس آنتراسیت
آنتراسیت به عنوان زغال سنگ تصفیه آب هم شناخته می‌شود، کاربرد مهم این زغال سنگ در تصفیه آب و فاضلاب است. روش عملکرد این زغال سنگ به عنوان یک کانی طبیعی برداشته شده از زمین و معادن، حذف مواد زائد آب و یا کاهش آنها است.
درحقیقت آنتراسیت حد میانی بین سیلیس و کربن اکتیو یا همان زغال فعال بوده و پس از برداشت، خردایش و شسته شدن، بسته‌بندی و مصرف خواهد شد. آنتراسیت باعث حذف آهن، کلر آزاد، کروم، منگنز، فلزات سنگین، چربی، روغن و مواد آلی مثل فنل و… از آب می‌شود.
دیگر کاربرد مهم آنتراسیت استفاده از این زغال سنگ به عنوان سوخت در صنایع فولادسازی، نیروگاه‌ها، صنایعی پتروشیمی، پالایشگاه‌های نفتی و حتی سوخت خانه‌های روستایی برای ایجاد گرمایش است.
استفاده از آنتراسیت برای سوخت قطار
استفاده از زغال سنگ آنتراسیت به عنوان سوخت
آنتراسیت به عنوان زغال سنگ سخت هم شناخته می‌شود که به دلیل ماهیت سخت آن است و برای استفاده به عنوان سوخت قطارها توسط مهندسین لوکوموتیو پیشنهاد می‌شود. امروزه خیلی از قطارها استفاده از زغال سنگ را کنار گذاشته‌اند. اما برخی از آنها هنوز هم سوخت خود را از طریق زغال سنگ‌هایی مانند آنتراسیت تامین می‌کنند.
آنتراسیت بیشترین میزان کربن را در میان دیگر انواع زغال سنگ‌ها دارد و درنهایت با سوزاندن آن بیشترین گرما هم تولید می‌شود. آنتراسیت کم‌ترین ناخالصی را دارد، اما باز هم برای مصارفی مثل صنعت متالورژی یا تولید انرژی از انواعی در درجه HG و UHG که بیشترین میزان گرافیت و خلوص کربن را دارد استفاده می‌شود.
آنتراسیت در سیستم‌های گرمایشی
دلیل استفاده از آنتراسیت به عنوان منبع ایجاد گرما ماندگاری طولانی مدت، گرمای تولیدی بسیار زیاد و آلودگی کمتر است. استفاده از مقدار کمی از آنتراسیت باعث ایجاد گرمایی به‌اندازه گرم کردن کل ساختمان، ادارات و خانه‌ها می‌شود که دوام بیشتری از چوب دارد و آن را بسیار مقرون‌به‌صرفه و کارآمد کرده است.
زغال سنگ آنتراسیت و صنایع فولادی
انواع زغال سنگ‌ها برای استفاده در فرآیند کک‌سازی نیاز به پیش فرآوری دارند، اما زغال سنگ دگردیس آنتراسیت به صورت آماده و به شکل طبیعی قابل استفاده است. به همین علت در صنایع فولادسازی و بخش‌های مرتبط با آن بسیار کاربردی است.
آنتراسیت به دلیل ماندگاری بالایی که دارد در ذوب کردن، شرکت‌های تولیدی انواع کوره، تولید گندله‌های سنگ‌های آهنی و موارد مشابه در صنایع فولادی بسیار کاربردی و پرمصرف است.
مهم‌ترین تفاوت میان کربن فعال و آنتراسیت
در تصفیه آب از آنتراسیت برای پیش تصفیه آب و فاضلاب استفاده می‌شود؛ زیرا آنتراسیت برای جداسازی مواد معلق کاربردی است. در مراحل تصفیه شیمیایی، مواد معلق در آب افزایش اندازه خواهند داشت و به همین علت توسط زغال سنگ آنتراسیت قابل جداسازی هستند.
جذب مولکولی آنتراسیت به دلیل منافذ بیرونی کوچک آن، ضعیف است و به همین دلیل توانایی حذف برخی از مولکول‌های مزاحم روغنی و فرار را ندارد. درنهایت می‌توان گفت آنتراسیت جذب سطحی داشته و برخلاف کربن فعال به راحتی در شستشوی معکوس پاکسازی می‌شود.
برعکس آنتراسیت زغال سنگ فعال یا همان کربن اکتیو به علت بافت فرآوری شده خود، بو، مواد روغنی و مواد آلی را به خوبی حذف کرده و توانایی جذب عمقی دارد. در شستشوی معکوس در فیلترهای تصفیه امکان پاکسازی آن به دلیل جذب عمقی که دارد امکان‌پذیر نیست.
در پایان
زغال سنگ تصفیه آب که برای پیش تصفیه مواد معلق در آب استفاده می‌شود با نام زغال سنگ آنتراسیت شناخته می‌شود. این زغال سنگ کاربردهای زیادی هم در زمینه صنایع فولادی و تولید انرژی داشته و در 3 نوع درجه‌بندی از نظر کیفیت تقسیم می‌شود.
آنتراسیت به صورت آماده و تنها طی مراحلی برای آسیاب کردن قابل استفاده است و نیاز به پیش فرآوری ندارد. همچنین رنگ مشکی و براق آن نشان‌دهنده مرغوبیت این زغال سنگ خواهد بود. در این مطلب به معرفی این زغال سنگ، موارد مصرف آن، مکان و چرخه تشکیل و حتی تفاوت آن با دیگر زغال سنگ‌ها پرداختیم.
