إذا سألت نفسك ما الذي يتم الحصول عليه من الفحم والنفط ، فيمكنك أن تصل إلى استنتاج مفاده أن الكثير. تعمل هاتان الحفريتان كمصادر رئيسية للهيدروكربونات. يجب النظر في كل شيء بالترتيب.
زيت
إذا واصلنا فهم ما يتم الحصول عليه من الفحم والنفط ، فمن الجدير بالذكر جزء الديزل لتكرير النفط ، والذي يعمل عادةً كوقود لمحركات الديزل. يحتوي زيت الوقود على هيدروكربونات عالية الغليان. عن طريق التقطير بالضغط المنخفض ، عادة ما يتم الحصول على زيوت التشحيم المختلفة من زيت الوقود. البقايا الموجودة بعد معالجة زيت الوقود تسمى عادة القطران. منه يتم الحصول على مادة مثل البيتومين. هذه المنتجات مخصصة للاستخدام في بناء الطرق. غالبًا ما يستخدم المازوت كوقود مرجل.
طرق إعادة التدوير الأخرى
لفهم سبب كون النفط أفضل من الفحم ، تحتاج إلى معرفة العلاجات الأخرى التي يتعرضون لها. تتم معالجة الزيت من خلال التكسير ، أي التحويل الحراري لأجزائه. يمكن أن يكون التكسير أحد الأنواع التالية:
- حراري. في هذه الحالة ، يتم تقسيم الهيدروكربونات تحت تأثير درجات الحرارة المرتفعة.
- المحفز. يتم تنفيذه في ظل ظروف درجة حرارة عاليةومع ذلك ، يتم أيضًا إضافة محفز ، والذي بفضله يمكن التحكم في العملية ، وكذلك قيادتها في اتجاه معين.
إذا تحدثنا عن كيف أن النفط أفضل من الفحم ، فيجب أن يقال أنه في عملية التكسير ، يتم تشكيل الأكثر استخدامًا في التوليف الصناعي. المواد العضوية.
فحم
تتم معالجة هذا النوع من المواد الخام في ثلاثة اتجاهات: الهدرجة ، وفحم الكوك ، والاحتراق غير الكامل. يتضمن كل نوع من هذه الأنواع استخدام عملية تكنولوجية خاصة.
ينطوي التكويك على وجود مواد خام عند درجة حرارة 1000-1200 درجة مئوية ، حيث لا يوجد وصول للأكسجين. تسمح هذه العملية بإجراء التحولات الكيميائية الأكثر تعقيدًا ، والتي ستكون نتيجتها تكوين فحم الكوك والمنتجات المتطايرة. يتم إرسال الأول في حالة التبريد إلى شركات التعدين. يتم تبريد المنتجات المتطايرة ، وبعد ذلك يتم الحصول على قطران الفحم. لا يزال هناك العديد من المواد غير المكثفة المتبقية. إذا تحدثنا عن سبب كون النفط أفضل من الفحم ، فيجب ملاحظة أنه يتم الحصول على المزيد من المنتجات النهائية من النوع الأول من المواد الخام. يتم إرسال كل مادة إلى إنتاج معين.
على هذه اللحظةحتى يتم إنتاج النفط من الفحم ، مما يجعل من الممكن الحصول على وقود أكثر قيمة.
الفحم مهم ل اقتصاد وطني
الفحم هو أحد المعادن الأولى التي بدأ الإنسان في استخدامها كوقود. فقط في نهاية القرن التاسع عشر ، بدأت أنواع أخرى من الوقود تحل محله تدريجياً: أولاً النفط ، ثم المنتجات منه ، ثم الغاز (الطبيعي والمستخرج من الفحم والمواد الأخرى). يستخدم الفحم على نطاق واسع في الاقتصاد الوطني. بادئ ذي بدء ، كوقود ومواد خام كيميائية. على سبيل المثال ، لا يمكن للصناعة المعدنية في صهر الحديد الخام الاستغناء عن فحم الكوك. يتم إنتاجه في مصانع فحم الكوك من الفحم الصلب.
في أي مكان آخر يستخدم الفحم؟
تعمل محطات الطاقة الحرارية القوية في روسيا وأوكرانيا (وليس فقط) على نفايات مناجم الفحم (حمأة الأنثراسيت). تم الحصول على المعدن لأول مرة باستخدام فحم الكوك من خام الحديد في القرن الثامن عشر في إنجلترا. كان هذا في علم المعادن بداية استخدام الفحم ، وبصورة أدق ، فحم الكوك - نتاج معالجته. قبل ذلك ، تم الحصول على الحديد باستخدام فحملذلك ، في إنجلترا في القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، تم قطع الغابة بأكملها تقريبًا. تستخدم صناعة فحم الكوك الفحم ، ومعالجته إلى فحم الكوك وغاز أفران فحم الكوك ، ويتم إنتاج عشرات الأنواع من المنتجات الكيميائية (الإيثيلين ، والتولوين ، والزيلين ، والبنزين ، وبنزين الكوك ، والراتنجات ، والزيوت ، وأكثر من ذلك بكثير). بناءً على هذه المنتجات الكيميائية ، هناك مجموعة واسعة من الأسمدة البلاستيكية والنيتروجين والأمونيا والفوسفور ، محاليل مائيةالأمونيا (الأسمدة) والمواد الكيميائية لحماية المحاصيل. كما أنها تنتج المنظفات ومساحيق الغسيل ، والأدوية للناس والحيوانات ، والمذيبات (المذيبات) ، وحمض الكبريت أو الكبريتيك ، وراتنجات الكومارون (للدهانات ، والورنيش ، ومشمع ومنتجات المطاط) ، إلخ. القائمة الكاملةتحتل منتجات المعالجة الكيميائية للفحم الكوك للفحم عدة صفحات.
كيف هي تكلفة الفحم؟
فحم جوز الهند - ما هو؟
نوع واحد من الفحم هو فحم جوز الهند ، وهو مصنوع من قشور المكسرات. يمكن استخدامه في حفلات الشواء ، والشوايات ، وحفلات الشواء. يحترق لفترة أطول بكثير من أنواع الفحم الأخرى ، ولا رائحة له ولا كبريت ولا يشتعل من شحوم متقطرة. يمكن استخدام فحم جوز الهند المنقى للشيشة ، لأنه عند استخدامه لا رائحة ولا طعم. بعد المعالجة الخاصة (التنشيط) ، يزداد سطح العمل لكل قطعة من الفحم عدة مرات (ويصبح مادة ماصة ممتازة). استخدام فحم جوز الهند في فلاتر تنقية المياه يعطي نتائج ممتازة.
استخدام الفحم متنوع. يتم استخدامه كوقود محلي للطاقة ، كمادة خام للصناعات المعدنية والكيميائية ، وكذلك لاستخراج العناصر النادرة والنادرة منه. تقوم صناعة الفحم وفحم الكوك والصناعات الكيماوية وفروع الصناعات الثقيلة بمعالجة الفحم بواسطة فحم الكوك. التكويك هو طريقة صناعية لمعالجة الفحم عن طريق تسخين حتى 950-1050 درجة مئوية دون دخول الهواء. المنتجات الكيميائية - فحم الكوك الرئيسية هي: غاز أفران الكوك ، والبنزين الخام ، وقطران الفحم ، والأمونيا.
يتم استرداد الهيدروكربونات من غاز أفران الكوك عن طريق الغسل في أجهزة غسل بزيوت امتصاص سائلة. بعد التقطير من الزيت ، والتقطير من جزء ، والتنقية وإعادة التصحيح ، يتم الحصول على منتجات تجارية نقية ، مثل: البنزين ، والتولوين ، والزيلين ، إلخ. من المركبات غير المشبعة الموجودة في البنزين الخام ، يتم الحصول على راتنجات الكومارون ، والتي تستخدم في صناعة الورنيش والدهانات والمشمع وصناعة المطاط. ومن المواد الخام الواعدة أيضًا البنتادين الحلقي ، والذي يتم الحصول عليه أيضًا من الفحم. الفحم الصلب هو مادة خام لإنتاج النفثالين والهيدروكربونات العطرية الفردية الأخرى. أهم منتجات المعالجة هي قواعد البيريدين والفينولات.
كان الفحم هو أول مادة أحفورية استخدمها الناس كوقود. سمح استخدام الفحم للحصول على الطاقة بالتقدم السريع للصناعة ، وفي وقت من الأوقات كان الفحم يمثل نصف إنتاج الطاقة في العالم. الفحم هو صخرة رسوبية تشكلت نتيجة التحلل الطبيعي للنباتات القديمة. في الرواسب ، يوجد الفحم في شكل طبقات. يتضمن تكوين الفحم الصلب كمية كبيرة من الكربون والمواد المتطايرة مع نسبة صغيرة من الشوائب المعدنية.
من خلال معالجة ما مجموعه أكثر من 400 منتجات مختلفة، تزداد تكلفتها ، مقارنةً بتكلفة الفحم نفسه ، بنسبة 20-25 مرة ، وتتجاوز المنتجات الثانوية التي يتم الحصول عليها في مصانع فحم الكوك تكلفة فحم الكوك نفسه.
واعد جدا هو احتراق (هدرجة) الفحم مع تكوين وقود سائل. لإنتاج 1 طن من النفط ، يتم استهلاك 2-3 طن من الفحم. يتم الحصول على الجرافيت الاصطناعي من الفحم. يتم استخدامها كمواد خام غير عضوية. عند معالجة الفحم ، يتم استخراج الفاناديوم والجرمانيوم والكبريت والغاليوم والموليبدينوم والزنك والرصاص منه على نطاق صناعي. يستخدم الرماد الناتج عن احتراق الفحم ، ونفايات التعدين والمعالجة في إنتاج مواد البناء ، والسيراميك ، والمواد الخام المقاومة للصهر ، والألومينا ، والمواد الكاشطة. لغرض الاستخدام الأمثل للفحم ، يتم إثرائه (إزالة الشوائب المعدنية).
يحتوي الفحم على ما يصل إلى 97٪ من الكربون ؛ ويمكن القول أنه يشكل أساس جميع الهيدروكربونات ، أي أنها تستند إلى ذرات الكربون. غالبًا ما يواجه المرء كربونًا غير متبلور في شكل فحم. حسب الهيكل ، فإن الكربون غير المتبلور هو نفس الجرافيت ، ولكن في حالة من أفضل طحن. الاستخدام العمليتتنوع أشكال الكربون غير المتبلورة. فحم الكوك والفحم كعامل اختزال في علم المعادن أثناء صهر الحديد.
الفحم جزء لا يتجزأ من حياتنا. يفترض التطبيق الأكثر تنوعًا للفحم في جميع قطاعات الاقتصاد الوطني تقريبًا مزيدًا من الاستخراج والمعالجة.
الفحم له قيمة عالية من السعرات الحرارية ، حيث يحتوي على ما يصل إلى 32٪ من المواد المتطايرة ، لذا فهي تشتعل جيدًا.
في إنجلترا في القرن السابع عشر ، تم استخدام الفحم كفحم الكوك في صهر الحديد. في وقت لاحق من القرن التاسع عشر ، تم استخدام الفحم للنقل. حاليًا ، يتم استخدام الفحم في إنتاج الكهرباء وفحم الكوك المعدني وتصنيع المنتجات المختلفة.
أكبر أحواض الفحم في روسيا من حيث تعدين الفحم هي أحواض Tunguska و Kuznetsk و Pechora. في كازاخستان - كاراغاندا. في الولايات المتحدة - حوضي أبالاتشي وبنسلفانيا. في ألمانيا ، منطقة الرور والعديد من الدول الأخرى ، تمتلك العديد من الدول مخزونًا كبيرًا من الفحم.
وهكذا ، نرى أن الفحم جزء لا يتجزأ من حياتنا. يفترض استخدام الفحم الصلب عمليًا في جميع فروع الاقتصاد الوطني مزيدًا من الاستخراج والمعالجة ، مما يخفي بلا شك الآفاق التي لا تزال مخفية عنا.
تعد صناعة الفحم حلقة وصل مهمة في مجمع الوقود والطاقة (FEC). وفق المدير التنفيذي JSC "Rosugol" Y. Malyshev ، الذي قدم تقريرًا عن الوضع الاجتماعي والاقتصادي لصناعة الفحم ، تبلغ حصة روسيا في احتياطيات الفحم المؤكدة في العالم 12٪ ، وتقدر الاحتياطيات المتوقعة بـ 30٪. يمثل 14 ٪ من إنتاج الفحم العالمي.
الاتجاهات الرئيسية للاستخدام الصناعي للفحم: إنتاج الكهرباء ، وفحم الكوك المعدني ، والاحتراق لأغراض الطاقة ، والحصول على منتجات مختلفة (حتى 300 عنصر) أثناء المعالجة الكيميائية. يتزايد استهلاك الفحم لإنتاج الجرافيت عالي الكربون مواد بناء، شمع جبلي ، بلاستيك ، سائل صناعي ووقود غازي عالي الطاقة ، منتجات عطرية ، عالية أحماض النيتروزللأسمدة. هناك حاجة لفحم الكوك الذي يتم الحصول عليه من الفحم بكميات كبيرة في صناعة المعادن. أثناء معالجة الفحم ، يتم استخراج الفاناديوم والجرمانيوم والكبريت والغاليوم والموليبدينوم والزنك والرصاص منه على نطاق صناعي. يستخدم الرماد الناتج عن احتراق الفحم ، ونفايات التعدين والمعالجة في إنتاج مواد البناء ، والسيراميك ، والمواد الخام المقاومة للصهر ، والألومينا ، والمواد الكاشطة. لغرض الاستخدام الأمثل للفحم ، يتم إثرائه (إزالة الشوائب المعدنية).
الحصول على فحم الكوك أجريت في مصانع فحم الكوك. يخضع الفحم للتقطير الجاف (التكويك) عن طريق التسخين في أفران فحم الكوك خاصة دون وصول الهواء إلى درجة حرارة 1000 درجة مئوية. ينتج هذا الكوك - مادة صلبة مسامية. بالإضافة إلى فحم الكوك ، أثناء التقطير الجاف للفحم ، تتشكل المنتجات المتطايرة أيضًا ، عندما يتم تبريدها إلى 25-75 درجة مئوية ، يتم تكوين قطران الفحم وماء الأمونيا والمنتجات الغازية. يخضع قطران الفحم للتقطير التجزيئي ، مما ينتج عنه عدة كسور:
زيت خفيف (نقطة الغليان تصل إلى 170 درجة مئوية) ؛ يحتوي على هيدروكربونات عطرية (بنزين ، تولوين ، أحماض) ومواد أخرى ؛
زيت متوسط (درجة الغليان 170-230 درجة مئوية). هذه هي الفينولات والنفتالين.
زيت أنثراسين - أنثراسين ، فيناثرين ؛
الزيت الثقيل (درجة الغليان 230-270 درجة مئوية). هذه هي النفثالين ومثيلاتها ، إلخ.
يشمل تكوين المنتجات الغازية (غاز فرن الكوك) البنزين والتولوين والزيلين والفينول والأمونيا ومواد أخرى. يستخرج البنزين الخام من غاز أفران الكوك بعد تنقيته من الأمونيا وكبريتيد الهيدروجين ومركبات السيانيد ، والتي يتم منها عزل الهيدروكربونات الفردية وعدد من المواد القيمة الأخرى.
يتم استرداد الهيدروكربونات من غاز أفران الكوك عن طريق الغسل في أجهزة غسل بزيوت امتصاص سائلة. بعد التقطير من الزيت ، والتقطير من جزء ، والتنقية وإعادة التصحيح ، يتم الحصول على منتجات تجارية نقية: البنزين ، والتولوين ، والزيلين ، إلخ. من المركبات غير المشبعة الموجودة في البنزين الخام ، يتم الحصول على راتنجات الكومارون ، والتي تستخدم لإنتاج الورنيش والدهانات والمشمع وصناعة المطاط.
السمة المميزة للانبعاثات من إنتاج فحم الكوك هي مجموعة متنوعة من المواد الضارة الموجودة فيها (الغبار ، وثاني أكسيد الكبريت ، وأول أكسيد الكربون (II) ، وكبريتيد الهيدروجين ، والأمونيا ، والفينولات ، وهيدروكربونات البنزين ، وما إلى ذلك). على الرغم من أن عدد المكونات الفردية صغير ، إلا أن لها سمية كبيرة.
تشمل المصادر الرئيسية لتلوث الهواء بالغبار: ورشة تحضير الفحم ، قسم فرز فحم الكوك ، أفران فحم الكوك أثناء تحميل الشحنة وإصدار فحم الكوك. تلوث الغلاف الجوي من قبل الأخير هو دوري وقصير الأجل (ثلاث عمليات لإصدار فحم الكوك تستغرق 2-3 دقائق في 1 ساعة). عند إطفاء فحم الكوك في الأبراج ، يدخل الغلاف الجوي مع بخار الماء والأمونيا وكبريتيد الهيدروجين وأكسيد الكبريت والفينولات والمواد الراتنجية. لمنع دخول هذه المواد إلى الغلاف الجوي ، يتم تركيب وحدات التبريد الجاف على بطاريات أفران الكوك الجديدة. بالإضافة إلى ذلك ، في ورش تحضير الفحم وأقسام فرز فحم الكوك ، فإن المعدات مجهزة بأنظمة شفط. من جميع أنظمة الشفط بالمصنع ، يبلغ انبعاث الغبار حوالي 0.9 كجم لكل طن من فحم الكوك. يتم إطلاق حوالي 0.4 كجم من الغبار لكل طن من فحم الكوك عند إعادة تحميل الفحم وتحميله في الأفران.
من بين الملوثات بيئةقد تكون المواد المتكونة في إنتاج فحم الكوك عبارة عن هيدروكربونات متعددة الحلقات (بما في ذلك البنزو- (أ) -بيرين) ، وهي مواد مسرطنة. يمكنهم تلويث الهواء والماء والتربة.
في نفس الوقت ، يتم توليد كميات كبيرة من مياه الصرف في مصانع فحم الكوك. تحتوي على نفايات إنتاج وتشكل حوالي 38٪ من كتلة الشحنة المُكوكة. حوالي 30 ٪ منها عبارة عن مياه فوق القطران تحتوي على ما يصل إلى 3 جم / لتر من الفينولات المتطايرة وغير المتطايرة ، والتي تتجاوز بشكل كبير الحد الأقصى المسموح به لتركيزات الفينولات في المياه التي يتم إرسالها للمعالجة الكيميائية الحيوية. لذلك ، يتم التخلص من هذه المياه العادمة في مرشحات كوارتز ، وبعد ذلك يتم تغذيتها في عمود أمونيا لإزالة الأمونيا ، ثم إلى جهاز تنقية لإزالة الفينولات. فقط بعد ذلك يتم تبريدها وخلطها في موازن مع المياه الأخرى. يتم تحقيق استخلاص أكثر كفاءة للفينولات نتيجة لاستخدام طرق تداول البخار واستخراج السوائل ، والتي تقلل تركيز الفينولات في مياه الصرف الصحي إلى 10-4٪. هذا يزيل سمية مياه الصرف الصحي ، بسبب وجود الفينولات فيها.
يتم إنتاج كميات كبيرة من النفايات في مصانع فحم الكوك (القطران الحمضي ، والصمامات ، ونفايات التعويم ، والأحماض المعالجة ، وما إلى ذلك). لم يتم التخلص من نصفهم تقريبًا ، ولكن يتم نقلهم إلى مكبات النفايات الصناعية. تحتوي النفايات الصناعية لمصانع فحم الكوك على كمية كبيرة من الفينولات (تصل إلى 880 مجم / كجم) ، والسيانيدات (أكثر من 120 مجم / كجم) ، والثيوسيانات (أكثر من 10 مجم / كجم) ، إلخ. لمنع التلوث البيئي والحفاظ على الصحة العامة ، من الضروري إنشاء محاسبة دقيقة للنفايات ، وضمان الاستفادة القصوى منها. بالنسبة للنفايات غير القابلة لإعادة التدوير ، من الضروري أيضًا التأكد من تجميع القار والخبث في حاويات معدنية ذات أغطية محكمة الغلق وتخزينها في مدافن قمامة خاصة مع العزل المائي. يجب أن تتم إزالة النفايات من أراضي المؤسسة عن طريق النقل الخاص وفقًا للجدول الزمني.
طرق الحصول على الوقود الاصطناعي من الفحم. الاتجاه الواعد جدًا لمعالجة الفحم هو إنتاج الوقود الاصطناعي منه. يمكن أن يكون الوقود الاصطناعي المشتق من الفحم صلبًا أو سائلًا أو غازيًا. يشمل الوقود الاصطناعي الصلب عددًا كبيرًا من الوقود المكرر أو المحسن مثل "الفحم النقي" ، قوالب الفحم ، شبه الكوك ، الفحم الحراري ، الفحم المعقم. يتم تمثيل الوقود السائل الصناعي بوقود الغلايات (بديل لزيت الوقود البترولي) ووقود المحركات والميثانول. الوقود الغازي المشتق من الفحم هو غاز الوقود و "بدائل الغاز الطبيعي" والغاز الاصطناعي.
يتم إنتاج الوقود الاصطناعي من الفحم بطرق مختلفة. يتم الحصول على الوقود الصلب مع زيادة نظافة البيئة عن طريق إزالة الشوائب الضارة من الفحم الأصلي ، مثل الكبريت والشوائب المعدنية.
تتمثل مزايا "الفحم النظيف" في تقليل غاز ثاني أكسيد الكبريت وانبعاثات الجسيمات أثناء الاحتراق ، فضلاً عن زيادة القيمة الحرارية مقارنة بالفحم الأصلي. عند استلام الوقود للأغراض المنزلية ، يتم استخدام فحم حجري لغرامات الفحم. نتيجة لذلك ، يتم تقليل انبعاثات الجسيمات من الاحتراق ويمكن زيادة القيمة الحرارية للوقود. في بعض الحالات ، يتم إدخال إضافات كيميائية خاصة في قوالب ، مما يقلل من محصول القطران والسخام والكبريت وغيرها. المنتجات الضارةعندما تحترق.
تحسين جودة الفحم البني ذي القيمة الحرارية المنخفضة بسبب عدد كبيرالرطوبة والأكسجين ، يتم تحقيقهما من خلال ترقيتهما أثناء الانحلال الحراري أو المعالجة بالبخار شديد السخونة.
يزيد التحديث الحراري للفحم البني من قيمته الحرارية ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت وأكسيد النيتروجين (لشبه الكوك والفحم الحراري) ، ويمكن تقليل انبعاثات الجسيمات عند حرق الفحم المقطوع المعقم.
عملية تغويز الفحم متعددة الأغراض فيما يتعلق بتكوين الغاز المنتج. عند الحصول على الوقود الغازي ، هناك ثلاثة مجالات رئيسية مرتبطة بإنتاج غاز الوقود ، وبديل الغاز الطبيعي ، والغاز الاصطناعي.
يسمح استخدام غاز الوقود بحل المشكلات البيئية والتكنولوجية في هندسة الطاقة والمعادن والصناعات الأخرى. سمة من سمات بديل الغاز الطبيعي الناتج صيانة منخفضةثاني أكسيد الكربون ، وبالتالي سمية منخفضة نسبيًا ، مما يسمح باستخدام هذا الغاز على نطاق واسع للأغراض المنزلية. يستخدم الغاز التخليقي للمعالجة الكيميائية إلى الميثانول أو وقود المحركات أو لإنتاج الهيدروجين. للحصول على الوقود السائل مباشرة من الفحم ، يتم استخدام عمليات الهدرجة ، والانحلال الحراري ، والتسييل بالمذيبات.
عند الحصول على وقود الغلايات (بديل لزيت الوقود البترولي) ووقود المحرك ، يلزم استخدام إضافي لعمليات المعالجة المائية لمنتجات الفحم السائل من أجل تقليل محتوى الكبريت والشوائب الأخرى غير المرغوب فيها. أسهل "زيت فحم" معالج ، يتم الحصول عليه في عملية الهدرجة التحفيزية للفحم.
يتمثل الاتجاه البديل لإنتاج الوقود السائل الاصطناعي في مزيج من العمليات للحصول على غاز تخليقي من الفحم ومعالجته الكيميائية.
الوقود السائل من الغاز التخليقي أكثر صداقة للبيئة من الوقود الذي يتم الحصول عليه عن طريق التسييل المباشر للفحم. يحتوي الأخير على كمية عالية من المركبات متعددة الحلقات المسببة للسرطان.
معالجة نفايات الفحم . تحليل التركيب الكيميائيأظهرت المخلفات التكنولوجية لـ 80 مصنعًا لتحضير الفحم في أحواض الفحم الرئيسية لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية محتوى ثابتًا إلى حد ما من Al 2 O 3 و SiO 2 فيها ، مما يسمح باستخدامها كمواد خام لإنتاج منتجات السيراميك. في الحالة الأولية ، لا تنقع هذه النفايات في الماء ، ولكن بعد التكسير والطحن ، يتم إطلاق مكون الطين الخاص بها وتكتسب النفايات القدرة على تكوين كتلة بلاستيكية بالماء ، والتي يمكن من خلالها تشكيل الطوب الخام ، وهو أفضل في بعض الخصائص إلى مماثلة من الطين العادي. يتكون إنتاج الطوب الطيني (الأحمر) من إطلاق كتلة طينية مصبوبة ، تضاف إليها نشارة الخشب وبعض النفايات العضوية والفحم المنخل كمكون وقود (قابل للاحتراق). لتقليل الانكماش أثناء التجفيف والحرق ، وكذلك لمنع تشوه وتكسير منتجات السيراميك المصنعة ، يتم إدخال مواد طبيعية (رمل الكوارتز) أو اصطناعية (الطين المجفف ، طين النار) في الطين البلاستيكي الدهني. عادة ما يتم إطلاق المنتجات من هذه النفايات في ظل ظروف تضمن اكتمال عملية حرق الكربون بحلول الوقت الذي يبدأ فيه التلبيد المكثف للفخار.
يمكن استخدام الفحم الموجود في نفايات تحضير الفحم كوقود أثناء المعالجة الحرارية (مختلطة مع الصخور الطينية) في الطوب والسيراميك ومواد البناء الأخرى. بهذه الطريقة ، على سبيل المثال ، أغلوبوريت- ركام مسامي صناعي خفيف الوزن للخرسانة ، تم إنتاجه في عدد من البلدان الأجنبية ويتم تطويره في روسيا.
يمكن أن تكون تكنولوجيا إنتاج agloporite مختلفة. في عدد من المصانع يتكون منها المعالجة الحراريةعن طريق طريقة تكتل الشحنة الحبيبية من الصخور الطينية أو نفايات التعدين ، وإثراء الفحم واحتراقه ، ثم تكسير "العجينة" الناتجة عن التلبيد وفصل الكسور الكلية المطلوبة أثناء الغربلة. وبالمثل ، يمكن معالجة نفايات تخصيب الصخر الزيتي.
إنتاج ثاني أكسيد الكبريت. التخصيب الذي يتم إجراؤه من أجل تقليل محتوى الكبريت في الفحم مصحوب بتكوين بيريتات كربونية تحتوي على 42-46٪ كبريت و 5-8٪ كربون.
البيريت مادة خام محتملة لإنتاج حامض الكبريتيك ، ومع ذلك ، فإن معالجته المباشرة إلى SO 2 عن طريق التحميص تؤدي إلى إنتاج غازات منخفضة التركيز (نتيجة تخفيفها مع ثاني أكسيد الكربون الناتج) وترتبط بالتقنية صعوبات بسبب الحاجة إلى إزالة الحرارة الزائدة من التفاعلات الطاردة للحرارة. لا تؤدي المعالجة عالية الحرارة للبيريت الكربوني مع الجبس (40-45٪) في الأفران الميكانيكية إلى تحلل الأخير بأكثر من 20٪ ، ويؤدي إلى تكوين رماد عالي الكبريت (10-15٪).
في الممارسة الصناعية ، تم استخدام طريقة لإنتاج ثاني أكسيد الكبريت ، من خلال المعالجة الحرارية للبيريت الكربوني مع كبريتات الحديد ، وهي نفايات من عمليات تخليل المعادن في صناعة المعادن والأدوات المعدنية ، للحصول على الصباغ TiO 2. يبلغ إنتاج كبريتات الحديد في هذه الصناعات ما يقرب من 500 ألف طن / سنة على شكل FeSO 4 ∙ 7H 2 O. يتم إرسال غازات التحميص ، وتركيز أكسيد الكبريت الأقصى 2 الذي لا يتجاوز 18.3٪ ، إلى قسم الغسيل إنتاج حامض الكبريتيك.
| سابق |
بالطبع ، أنت تعلم أن الفحم يستخدم كوقود ، سواء في الحياة اليومية أو في الصناعة. كان الفحم هو أول مادة أحفورية بدأ الناس في استخدامها كوقود. كان الفحم هو الذي أدى إلى الثورة الصناعية. في القرن التاسع عشر ، تم استخدام الكثير من الفحم للنقل. في عام 1960 ، قدم الفحم حوالي نصف إنتاج الطاقة في العالم. ومع ذلك ، بحلول عام 1970 ، انخفضت حصتها إلى الثلث: تم استبدال الفحم كوقود بمصادر طاقة أخرى ، لا سيما النفط والغاز.
ومع ذلك ، فإن استخدام الفحم لا يقتصر على هذا. الفحم مادة خام قيمة للصناعات الكيماوية والمعدنية.
تستخدم صناعة الفحم فحم الكوك. تستهلك مصانع الكوك حتى ربع إنتاج الفحم. التكويك هو عملية معالجة الفحم عن طريق تسخين حتى 950-1050 درجة مئوية دون وصول الأكسجين. أثناء تحلل الفحم ، يتم تكوين منتج صلب - فحم الكوك والمنتجات المتطايرة - غاز فرن الكوك.
يشكل فحم الكوك 75-78٪ من وزن الفحم. يتم استخدامه في صناعة المعادن لصهر الحديد وأيضًا كوقود.
يشكل غاز أفران الكوك 25٪ من كتلة الفحم المعالج. يتم تكثيف المنتجات المتطايرة التي تتشكل أثناء فحم الكوك بالفحم ببخار الماء ، ونتيجة لذلك يتم إطلاق قطران الفحم وماء القطران.
قطران الفحم هو 3-4٪ من وزن الفحم وهو خليط معقد من المواد العضوية. حاليًا ، حدد العلماء 60٪ فقط من مكونات الراتينج ، وهذا يمثل أكثر من 500 مادة! يتم الحصول على النفثالين والأنثراسين والفينانثرين والفينولات وزيوت الفحم من الراتنج.
من ماء القطران (9-12٪ من وزن الفحم) ، يتم عزل قواعد الأمونيا والفينولات والبيريدين عن طريق التقطير بالبخار. من المركبات غير المشبعة الموجودة في البنزين الخام ، يتم الحصول على راتنجات الكومارون ، والتي تستخدم في إنتاج الورنيش والدهانات والمشمع وفي صناعة المطاط.
يتم الحصول على الجرافيت الاصطناعي من الفحم.
يستخدم الفحم أيضًا كمواد خام غير عضوية. يتم استخراج المعادن النادرة مثل الفاناديوم والجرمانيوم والغاليوم والموليبدينوم والزنك والرصاص والكبريت من الفحم أثناء المعالجة على نطاق صناعي.
يستخدم الرماد الناتج عن احتراق الفحم ، ونفايات التعدين والمعالجة في إنتاج مواد البناء ، والسيراميك ، والمواد الخام المقاومة للصهر ، والألومينا ، والمواد الكاشطة.
بالإجمال ، يمكن الحصول على أكثر من 400 منتج مختلف من خلال معالجة الفحم الصلب ، وتكلفته أعلى بـ 20-25 مرة من تكلفة الفحم نفسه ، والمنتجات الثانوية التي يتم الحصول عليها في مصانع التكويك تتجاوز تكلفة فحم الكوك نفسه .
بالمناسبة...
الفحم بعيد عن أن يكون أفضل وقود. له عيب كبير: ينتج عن احتراقه الكثير من الانبعاثات ، الغازية والصلبة (الرماد) ، مما يلوث البيئة. معظم الدول المتقدمةهناك متطلبات صارمة لمستوى الانبعاثات المسموح بها عن طريق حرق الفحم. يتم تحقيق تخفيضات في الانبعاثات من خلال استخدام مرشحات مختلفة.