Than: ứng dụng và đa dạng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Thật khó để tưởng tượng thứ gì đó không thể thiếu đối với loài người hơn là than đá. Ứng dụng của nó rất đa chức năng mà đôi khi bạn chỉ tự hỏi. Vào những thời điểm như vậy, sự nghi ngờ vô tình len lỏi vào, và một câu hỏi hoàn toàn hợp lý vang lên trong đầu tôi: “Cái gì? Tất cả đều là than sao?!” Mọi người đều quen coi than chỉ là một vật liệu dễ cháy, nhưng trên thực tế, phạm vi ứng dụng của nó rất rộng rãi đến mức nó có vẻ đơn giản là không thể tin được.

Sự hình thành và nguồn gốc của vỉa than

Sự xuất hiện của than trên Trái đất bắt nguồn từ thời đại Cổ sinh xa xôi, khi hành tinh này vẫn đang trong giai đoạn phát triển và có vẻ ngoài hoàn toàn xa lạ với chúng ta. Sự hình thành các vỉa than bắt đầu cách đây khoảng 360.000.000 năm. Điều này xảy ra chủ yếu ở lớp trầm tích dưới đáy của các hồ chứa thời tiền sử, nơi các vật chất hữu cơ tích tụ hàng triệu năm.

Nói cách khác,than đá là xác của các loài động vật khổng lồ, các thân cây và các sinh vật sống khác chìm xuống đáy, mục nát và bị ép dưới cột nước. Quá trình hình thành trầm tích khá lâu và phải mất ít nhất 40.000.000 năm để hình thành vỉa than.

Khai thác than

Mọi người từ lâu đã hiểu được tầm quan trọng và không thể thay thế của than, các đặc tính và ứng dụng của nó gần đây đã có thể đánh giá và điều chỉnh nó trên quy mô lớn như vậy. Sự phát triển quy mô lớn của các mỏ than chỉ bắt đầu từ thế kỷ XVI-XVII. ở Anh, và nguyên liệu chiết xuất được sử dụng chủ yếu để nấu chảy gang, cần thiết cho việc sản xuất đại bác. Nhưng việc sản xuất nó theo tiêu chuẩn ngày nay không đáng kể đến mức nó không thể được gọi là công nghiệp.

Khai thác quy mô lớn chỉ bắt đầu vào giữa thế kỷ 19, khi nền công nghiệp hóa đang phát triển không thể thiếu than cứng. Tuy nhiên, việc sử dụng nó vào thời điểm đó chỉ giới hạn trong việc đốt rác. Hàng trăm nghìn mỏ hiện đang hoạt động trên khắp thế giới, sản xuất nhiều hơn mỗi ngày so với vài năm trong thế kỷ 19.

Các loại than cứng

Các vỉa than có thể đạt đến độ sâu vài km, kéo dài tới bề dày của trái đất, nhưng không phải lúc nào và không phải ở mọi nơi, vì nó không đồng nhất cả về nội dung và hình thức.

Có 3 loại hóa thạch chính: than antraxit, than nâu và than bùn, chúng rất gợi nhớ từ xa về than đá.

1. Anthracite là sự hình thành cổ xưa nhất trên hành tinh cùng loạichi, tuổi trung bình của loài này là 280.000.000 năm. Nó rất cứng, mật độ cao và có hàm lượng cacbon từ 96-98%.

2. Độ cứng và tỷ trọng của than nâu tương đối thấp, cũng như hàm lượng cacbon của nó. Nó có cấu trúc lỏng lẻo, không ổn định và cũng quá bão hòa với nước, hàm lượng có thể lên đến 20%.
3. Than bùn cũng được xếp vào loại than đá, nhưng chưa thành hình nên không liên quan gì đến than đá.

Tính chất than

Bây giờ thật khó để tưởng tượng một vật liệu khác hữu ích và thiết thực hơn than đá, những đặc tính chính và ứng dụng của nó xứng đáng được khen ngợi nhất. Nhờ các chất và hợp chất có trong nó, nó đã trở nên đơn giản không thể thiếu trong mọi lĩnh vực của cuộc sống hiện đại.

Thành phần của than cứng trông như thế này:

• chất bay hơi trung bình đạt 35-40%;
• hàm lượng tro trung bình không vượt quá 15-18%;
• độ ẩm trung bình dao động trong khoảng 12-15%;
• hàm lượng calo trung bình là 5500-7000 kcal / kg.

Tất cả những thành phần này là thành phần tạo nên than đá, ứng dụng và cách sử dụng của nó rất đa chức năng. Các chất dễ bay hơi chứa trong than tạo ra sự bắt lửa nhanh chóng với việc đạt được nhiệt độ cao sau đó. Độ ẩm giúp đơn giản hóa quá trình xử lýthan đá, hàm lượng calo làm cho việc sử dụng nó không thể thiếu trong dược phẩm và thẩm mỹ, bản thân tro là một nguyên liệu khoáng sản có giá trị.

Việc sử dụng than trong thế giới hiện đại

Việc sử dụng các khoáng chất là khác nhau. Than ban đầu chỉ là một nguồn nhiệt, sau đó là năng lượng (nó biến nước thành hơi nước), nhưng bây giờ khả năng của than về mặt này đơn giản là không giới hạn.

Năng lượng nhiệt từ quá trình đốt cháy than được chuyển thành năng lượng điện, các sản phẩm than cốc được tạo ra và nhiên liệu lỏng được chiết xuất. Than cứng là loại đá duy nhất có chứa các kim loại hiếm như gecmani và gali dưới dạng tạp chất. Khí lò cốc được chiết xuất từ nó, sau đó được chế biến thành benzen, từ đó nhựa coumarone được phân lập, được sử dụng để sản xuất các loại sơn, vecni, vải sơn và cao su. Từ than đá thu được các hiđrocacbon thơm, phenol và gốc pyridin. Trong quá trình chế biến, than được sử dụng để sản xuất vanadi, graphit, lưu huỳnh, molypden, kẽm, chì và nhiều sản phẩm có giá trị khác và hiện không thể thay thế.