Uhlie: uplatnenie a rozmanitosť

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 10:39

Je ťažké si predstaviť niečo nepostrádateľnejšie pre ľudstvo ako uhlie. Jeho aplikácia je tak multifunkčná, že sa niekedy len čudujete. V takých chvíľach sa mimovoľne vkráda pochybnosť a v hlave mi znie úplne logická otázka: „Čo? Je to všetko uhlie?!“Každý je zvyknutý považovať uhlie len za horľavý materiál, ale v skutočnosti je jeho rozsah použitia taký široký, že sa to zdá jednoducho neuveriteľné.

Vznik a pôvod uhoľných slojov

Výskyt uhlia na Zemi sa datuje do dôb ďalekého paleozoika, keď bola planéta stále vo fáze vývoja a mala pre nás úplne cudzí vzhľad. Tvorba uhoľných slojov začala asi pred 360 000 000 rokmi. Stalo sa tak najmä v spodných sedimentoch prehistorických nádrží, kde sa organické materiály hromadili milióny rokov.

Inými slovami,uhlie sú pozostatky tiel obrovských zvierat, kmeňov stromov a iných živých organizmov, ktoré klesli na dno, rozpadli sa a tlačili pod vodný stĺpec. Proces tvorby ložísk je pomerne dlhý a vytvorenie uhoľného sloja trvá najmenej 40 000 000 rokov.

Ťažba uhlia

Ľudia už dávno pochopili, aké dôležité a nenahraditeľné je uhlie, jeho vlastnosti a využitie ho v takom veľkom meradle dokázali zhodnotiť a prispôsobiť pomerne nedávno. Veľký rozvoj uhoľných ložísk sa začal až v XVI-XVII storočí. v Anglicku a vyťažený materiál sa používal najmä na tavenie surového železa, potrebného na výrobu kanónov. Ale jeho výroba bola podľa dnešných štandardov taká zanedbateľná, že sa nedala nazvať priemyselnou.

Rozsiahla ťažba sa začala až v polovici 19. storočia, keď sa rozvíjajúca industrializácia stala pre čierne uhlie nevyhnutnou. Jeho využitie sa však v tom čase obmedzovalo výlučne na spaľovanie. Po celom svete sú teraz v prevádzke státisíce baní, ktoré denne produkujú viac ako za pár rokov v 19. storočí.

Odrody čierneho uhlia

Ložiská uhoľných slojov môžu dosahovať hĺbku niekoľkých kilometrov, siahajú až do hrúbky zeme, ale nie vždy a nie všade, pretože sú heterogénne tak obsahom, ako aj vzhľadom.

Existujú 3 hlavné typy tejto fosílie: antracit, hnedé uhlie a rašelina, ktorá veľmi vzdialene pripomína uhlie.

1. Antracit je najstarší útvar na planéte svojho druhurodu je priemerný vek tohto druhu 280 000 000 rokov. Je veľmi tvrdý, má vysokú hustotu a má obsah uhlíka 96-98 %.

2. Tvrdosť a hustota hnedého uhlia je relatívne nízka, rovnako ako jeho obsah uhlíka. Má nestabilnú, sypkú štruktúru a je tiež presýtený vodou, ktorej obsah môže dosahovať až 20 %.
3. Rašelina je tiež klasifikovaná ako druh uhlia, ale ešte nie je vytvorená, takže nemá nič spoločné s uhlím.

Vlastnosti uhlia

Teraz je ťažké predstaviť si iný užitočnejší a praktickejší materiál ako uhlie, ktorého hlavné vlastnosti a použitie si zaslúžia tú najvyššiu chválu. Vďaka látkam a zlúčeninám, ktoré obsahuje, sa stal jednoducho nenahraditeľným vo všetkých oblastiach moderného života.

Zložka čierneho uhlia vyzerá takto:

• priemerné prchavé látky dosahujú 35 – 40 %;
• priemerný obsah popola nepresahuje 15-18%;
• priemerný obsah vlhkosti kolíše medzi 12-15%;
• priemerný obsah kalórií je 5500 – 7000 kcal/kg.

Všetky tieto komponenty tvoria uhlie, ktorého aplikácia a využitie sú také multifunkčné. Prchavé látky obsiahnuté v uhlí zabezpečujú rýchle vznietenie s následným dosiahnutím vysokých teplôt. Obsah vlhkosti zjednodušuje spracovanieuhlie, kalorický obsah robí jeho použitie nevyhnutným vo farmácii a kozmeteológii, popol sám o sebe je cenným minerálnym materiálom.

Využitie uhlia v modernom svete

Využitie minerálov je iné. Uhlie bolo pôvodne len zdrojom tepla, potom energie (premenilo vodu na paru), no teraz sú možnosti uhlia v tomto smere jednoducho neobmedzené.

Tepelná energia zo spaľovania uhlia sa premieňa na elektrickú energiu, vyrábajú sa z nej koksochemické produkty a získava sa tekuté palivo. Čierne uhlie je jedinou horninou, ktorá obsahuje také vzácne kovy ako germánium a gálium ako nečistoty. Extrahuje sa z nej koksárenský plyn, ktorý sa následne spracováva na benzén, z ktorého sa izoluje kumarónová živica, z ktorej sa vyrábajú všetky druhy farieb, lakov, linolea a gumy. Z uhlia sa získavajú aromatické uhľovodíky, fenoly a pyridínové zásady. Pri spracovaní sa uhlie používa na výrobu vanádu, grafitu, síry, molybdénu, zinku, olova a mnohých ďalších cenných a dnes už nenahraditeľných produktov.