زغال سنگ چیست؟ ( انواع، کاربرد و مراحل تشکیل زغال سنگ)

در پاسخ به این سوال که زغال سنگ چیست؟ باید بگوییم منظور از زغال سنگ، همان سنگ رسوبی است که در طی سالیان طولانی از تجمع بقایای گیاهان طی فشار و درجه حرارت بالا به وجود می‌آید. این نوع سنگ که قابل احتراق بوده، دارای مقادیر بالایی از هیدروکربن و کربن است که جزو سوخت‌های تجدیدناپذیر محسوب می‌شود. از زغال سنگ به عنوان یک سوخت فسیلی و در کنار دیگر منابع انرژی همچون نفت و گاز، به عنوان ماده تامین کننده انرژی استفاده می‌شود. در ادامه قصد داریم اطلاعاتی در خصوص نحوه تشکیل زغال سنگ، روش‌های استخراج، کاربردها و انواع آن‌ ارائه دهیم،  پس با ما همراه باشید.

نحوه شکل‌گیری زغال سنگ به چه صورت است؟

شکل‌گیری و تشکیل زغال سنگ طی سالیان طولانی و به تدریج انجام می‌شود که می‌توان به طور کلی مراحل تشکیل زغال سنگ را در سه مرحله به شرح زیر خلاصه کرد.

تجمع مواد آلی

اولین مرحله برای تشکیل زغال سنگ، تجمع مواد آلی گیاهی همچون برگ‌ها، ساقه‌ها و چوب‌ها در مناطق آبی است که این مواد در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و باتلاق‌ها جمع می‌شوند.

فسیل‌سازی

بقایایی که در بسترهای آبی جمع شده‌اند، در این مرحله طی فشار و حرارت قرار می‌گیرند. زمانی این اتفاق رخ می‌دهد که لایه‌های رسوبی بالایی، سطح این مواد تجمع یافته را می‌پوشانند و به دلیل وزن بالایی که دارند، به مواد لایه زیرین فشار می‌آورند و در طولانی مدت و در اثر حرارت، زغال سنگ تشکیل می‌شود.

شکل‌گیری زغال سنگ

مرحله پایانی شکل‌گیری زغال سنگ بوده که درصد اکسیژن و هیدروژن در مواد آلی کاهش پیدا می‌کند و انواع مختلفی از کربن تشکیل می‌شود.

در ادامه به بررسی انواع کربن‌ها از نظر درجه و میزان کربن می‌پردازیم:

معرفی انواع زغال سنگ

طبقه‌بندی و تقسیم زغال سنگ‌ها بر اساس میزان کربن، نوع کربن و مقدار انرژی حرارتی که می‌توانند تولید کنند، انجام می‌شود. به طور کلی انواع ذغال سنگ به دسته‌های زیر تقسیم می‌شوند:

لیگنیت

این محصول، به دلیل مقادیر پایین کربن (بین ۲۵_۳۵ درصد) دارای انرژی حرارتی کمی‌ هستند و می‌توان گفت، نوعی زغال سنگ کم سن و سال بوده که میزان فشار و حرارت وارده به آن زیاد نیست؛ بنابراین رطوبت بیشتری دارد و سریع‌تر خرد می‌شود‌. این نوع زغال سنگ، به دلیل میزان کم کربن و همچنین خردشدگی بالا، دارای ارزش حرارتی بالایی نیست و حجم کمی از ذخایر Coal، مربوط به این نوع زغال است.

بیتومینوس

بیش از ۵۳ درصد از حجم ذخایر ذغال سنگ‌ها، مربوط به این نوع است که در ساختار آن، بین ۴۵_۸۶ درصد کربن وجود دارد. این نوع زغال سنگ‌ها، دارای قدمت‌ طولانی ۱۰۰_۳۰۰ ساله هستند که به دلیل ماهیت و نوع ساختاری که دارند، در نیروگاه‌های برق و صنایع تولید فولاد و دیگر فلزات، به عنوان ماده اولیه استفاده می‌شوند.

آنتراسیت

می‌توان گفت سخت‌ترین نوع زغال سنگ، این نوع است که میزان تولید آلاینده‌های آن بسیار کم بوده و دارای محتوای سوختی بالایی است. همچنین این نوع ذغال سنگ، بسیار سخت بوده و به رنگ سیاه با سطح درخشان دیده می‌شود که بیشترین میزان کربن را در بین انواع زغال دارد. کربن موجود در آنتراسیت، بین ۸۶_۹۷ درصد است؛ از این رو، این سنگ، بالاترین ارزش حرارتی را دارد. معمولا از این نوع ذغال سنگ، در صنایع فولاد سازی و ذوب کردن فولاد استفاده می‌شود. همچنین از آنتراسیت به عنوان یک مکمل در ساخت فیلترهای تصفیه آب استفاده می‌شود.

●        گرافیت

گرافیت یا همان مغز مداد سیاه، نوعی زغال سنگ است که به دلیل سختی بالایی که در اشتعال دارد، به عنوان سوخت کاربرد ندارد. معمولا از گرافیت پودری برای روانکاری دستگاه‌های مکانیکی استفاده می‌شود.

به طور کلی، انواع ذغال سنگ‌ها، دارای سختی‌های متعددی هستند که هر چقدر میزان فشار و درجه حرارتی که روی بقایای گیاهان اعمال شده بیشتر باشد، سختی آن‌ها بیشتر می‌شود. در ادامه به بررسی روش‌های استخراج این سنگ با ارزش می‌پردازیم.

روش‌های استخراج زغال سنگ

انتخاب روش استخراج ذغال سنگ، به نوع زمین شناسی منطقه مورد نظر بستگی دارد. حدود ۶۰٪ از حجم تولیدی این ماده، توسط معادن زیرزمینی تامین می‌شود. استخراج زغال سنگ به دو صورت سطحی و زیرسطحی انجام می‌شود که شامل موارد زیر می‌شود.

●        استخراج زیرسطحی

استخراج زیر سطحی به دو صورت اتاق ستون و روش جبهه کار انجام می‌شود. در روش اول، با ایجاد شکاف معدن و درست کردن اتاق‌هایی به صورت شبکه‌ای، به استخراج زغال می‌پردازند. در روش جبهه کار طولانی، از شکاف معدن برای استخراج استفاده می‌کنند که باید این کار با برآورد هزینه‌های مصرفی و همچنین برنامه ریزی‌های دقیق انجام شود.

●        استخراج سطحی

این نوع استخراج هنگامی انجام می‌شود که شکاف معدن در نزدیکی سطح زمین باشد؛ چرا که تنها در این صورت است که صرفه اقتصادی دارد. برای استخراج سطحی زغال سنگ، به تجهیزات پیشرفته‌ای مانند بیل‌های مکانیکی بسیار بزرگ، کامیون‌ها و دیگر تجهیزات نیاز است که بیش از ۹۰ درصد از Coal در این روش استخراج می‌شود. نکته دیگر در این روش استخراج، حجم مساحت بسیار زیاد برای انجام این کار است که باید این فضا در اختیار باشد. معمولا از هر دو روش به صورت ترکیبی برای استخراج زغال سنگ در معادن استفاده می‌کنند.

کاربردهای زغال سنگ چیست؟

زغال سنگ یکی از ماده‌هایی است که به دلیل نوع ساختاری که دارد، کاربردهای فراوانی دارد. از جمله مهم‌ترین کاربردهای زغال سنگ می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

تولید برق

یکی از اصلی‌ترین کاربردهای زغال سنگ، تولید برق است که از زغال سنگ به عنوان سوخت استفاده می‌شود. توربین‌هایی که برق را تولید می‌کنند، برای حرکت و تولید برق به بخار آب نیاز دارند که از زغال سنگ برای تبدیل آب به بخار آب استفاده می‌شود. طبق بررسی آمارها، چیزی حدود ۳۸ درصد از انرژی برق کل دنیا را زغال سنگ‌ها تامین می‌کنند.

تولید فولاد

کاربرد دیگر زغال سنگ، مربوط به تولید فولاد و محصولات فولادی است که از زغال سنگ متالوژی یا همان کک، برای ساخت این فلزات استفاده می‌شود. همچنین از زغال سنگ برای ساخت فلزات دیگری همچون مس و آلومینیوم نیز استفاده می‌شود.

کشاورزی

در صنعت کشاورزی، برای تولید اسید نیتریک و کودهای مورد نیاز زمین‌ها، از گاز آمونیاک تولید شده در کوره‌های کک سازی زغال سنگ استفاده می‌شود. این مواد، باعث افزایش تولید محصولات و رشد سریع‌تر گیاهان می‌شود.

 علاوه بر موارد ذکر شده، می‌توان به دیگر کاربردهای زغال سنگ در صنایع مختلف دیگری، همچون صنایع کاغذسازی، تولید سیمان، محصولات آرایشی و بهداشتی، لوازم گرمایشی و روشنایی در منازل، نساجی، تولید شیشه و دیگر موارد نیز اشاره کرد که از انواع زغال سنگ‌ها برای تولید محصولات مورد نیاز، استفاده می‌شود.

سخن پایانی

به طور کلی تشکیل زغال سنگ که نوعی سنگ رسوبی است، طی سالیان طولانی و به تدریج انجام می‌شود. زغال سنگ انواع مختلفی دارد که هر چقدر سختی و میزان کربن بیشتری داشته باشند، انرژی حرارتی بیشتری را تولید می‌کنند. از زغال سنگ‌هایی که کربن بالایی دارند، در صنایعی که به تولید انرژی بالا نیاز دارند، استفاده می‌شود. ذغال سنگ ها با استفاده از تجهیزات پیشرفته و روش‌های استخراج سطحی و زیر سطحی بدست می‌آیند که برای انواع مصارف صنعتی مورد استفاده قرار می‌گیرند. چنانچه شما صنعتگران قصد خرید انواع زغال سنگ با بالاترین سطح کیفیت را دارید، می‌توانید به وبسایت رسمی تجارت گرام مراجعه کنید. در این مجموعه، امکان ثبت سفارشات کلی و جزئی انواع سنگ‌های معدنی از جمله زغال سنگ وجود دارد. با استفاده از راه‌های ارتباطی که در ادامه برای شما قرار داده‌ایم، می‌توانید با این وبسایت در تماس باشید.