Информация о горючих полезных ископаемых

Становление человеческой жизни на Земле прошло долгий путь. Люди приобрели многие знания и навыки. Теперь они привыкли жить хорошо и ни в чем не нуждаться. Чтобы улучшить свою жизнь, людям необходимо привлекать затраты и разнообразные ресурсы. Основная масса таких ресурсов добывается из недр планеты. Все добытые полезные ископаемые можно классифицировать и, конечно же, различать. Все ископаемые проходят классификацию по востребованности, ценности и способу залегания в недрах Земли.

Все полезные ископаемые – это либо минералы, либо разнообразные горные породы, которые применяются человеком в народном хозяйстве. Их так же различают по типу. Ископаемые могут быть твердыми, жидкими и даже газообразными. Отличаются они и по своему происхождению. Различают метаморфические, магматические и осадочные полезные ископаемые. Чтобы упростить их способы отличия, люди решили различать их на те, из которых получаются металлы, каменные руды и те, из которых получается топливо.

Такие ископаемые, как газ, нефть и уголь, человек использует как топливо. Именно эти ресурсы упрощают жизнь человека на Земле, и самое главное обеспечивают энергией всю нашу планету. Люди научились добывать уголь из шахт. Его достают кусками, а потом уже перевозят и используют. С помощью насосов из земли добывают газ и нефть. Это очень трудоемкий процесс. Для такой добычи необходимы не только наносы, но еще и специальные трубопроводы и станции. Так же шахтовым способом добывают и железные руды. Их добыча наносит огромный ущерб нашей природе. Огромного значения имеет добыча каменных руд. Ведь они очень ценятся и широко используются. Их добывают с помощью взрыва. В этом случае, в местах скопления руд закладывается взрывчатка. С помощью взрыва добывается огромное количество нужного материала, но большая его часть крошиться в процессе такой работы.

Из многих добытых богатств земли люди научились делать красивые вещи. К примеру, из гранита делается много всего, начиная плиткой, заканчивая красивой статуэткой. Из золота и алмазов делаются украшения и другие красивые ювелирные изделия. Слюда используется как хороший материал изоляции. Мрамор применяют в строительстве и ландшафтном дизайне. И это лишь небольшой список того, что люди научились правильно использовать.

Сегодняшний мой доклад касается полезным ископаемым, но прежде чем я начну читать его, хотелось бы в двух словах объяснить, что же такое полезное ископаемое.

Полезное ископаемое — это богатство природы, которое находится в недрах земли. Это минеральное и органическое соединение, которое встречается в земной коре. Полезные ископаемые — исчерпаемые и невозобновимые ресурсы Земли, т.е они когда-нибудь закончатся и их невозможно возобновить.

Полезные ископаемые делятся на несколько категорий: горючие, руды, строительные материалы и драгоценные камни и другие. Рассмотрим каждый пункт.

1.Горючие полезные ископаемые — это те минералы, которые в основном используются как топливо. Например: нефть, газ, уголь. Горючими полезными ископаемыми очень богата наша страна, Россия!

Нефть — природная горючая жидкость, состоящая из смеси углеводородов. Нефть в переводе с греческого означает «каменное масло». Впервые нефть начали добывать еще в Древнем Мире, а именно у берегов реки Ефрат. По прогнозам учёных нефть еще хватит на 50 лет, а потом закончится. Именно поэтому уже строят машины, которые будут ориентированы на электричество. На сегодняшний день лидер по добычу нефти является Саудовская Аравия. Вслед за Саудовской Аравии идет Российская Федерация, а потом и Соединённые Штаты Америки. Здесь надо и отметить стран Персидского залива: Иран, Объединённые Арабские Эмираты, Катар, Кувейт. По запасам нефти первое место занимает Венесуэла. Потом идут Саудовская Аравия, Канада, Иран, Ирак и Россия.

Природный газ — еще одно горючее ископаемое, это смесь различных газов. По запасам природного газа лидирует наша родина-Россия, Иран, большинство стран персидского залива, Канада, США, Норвегия. Из бывших стран советского союза можно отметить Туркменистан, Азербайджан и Узбекистан. Природный газ по прогнозам хватит нам еще на 100 лет.

Уголь — горючее топливо, которое было образовано из частей древних растений. Уголь подразделяется на: каменный и бурый уголь. По мировым запасам угля лидирует Россия, США и Китай. По прогнозам уголь хватит человечеству дольше нефти и газа, целых 150 лет.

Торф, как и уголь, образован из частей древних растений. Более 50% содержания в составе угля — это углерод. Торф — рыхлая горная порода, так же является газоносным материалом.

2. Руды — это природные минералы, которые содержат металлы и их соединения. С течением времени круг используемых руд все расширяется и расширяется. Бывают различные виды руд: руды черных металлов и цветных.

В основном, руды используются в промышленности и металлургии. По запасам черных металлов лидирует Россия, Бразилия и Китай, а по запасам цветных металлов — США, Россия, Канада.

3. Строительные материалы — это материалы, нужные для постройки чего-либо. Например: кирпич, глина, песок, различные камни и т.п. Строительные материалы также делятся на два вида: естественные, т.е без изменения состава и внутреннего строения, т.е в естественном виде; и искусственные.

4. Драгоценные камни — это минералы, которые внешне очень красивы, их встретишь редко и, именно поэтому, так дороги. Эти самые драгоценные камни используют в ювелирном деле, коллекционеры и используются как банковские активы. Драгоценные камни: алмаз, изумруд, рубин и т.п.

Ну и в конце хочу рассказать о странах, которые богаты природными ресурсами.

Самой богатой страной по запасам природных ресурсов является Россия. Наша Родина лидирует по мировым запасам природного газа и древесины, вторая в мире по запасам угля и третья по величине месторождений золота. Общая стоимость всех ресурсов составляет 76 триллионов долларов.

На втором месте находятся Соединенные Штаты Америки. США богаты по запасам угля, золота, меди и природного газа. Общая стоимость составляет 45 триллионов долларов.

На третьем месте идет Саудовская Аравия. И все это благодаря нефти. Ожидается, что эта арабская страна скоро потеряет свою высшую позицию. А общая стоимость всех ресурсов составляет 35 триллионов долларов

Для 3, 4, 5, 7, 8, 9 класс, окружающий мир

Золотое кольцо России – российский туристический проект, объединивший древнерусские города в Союз Золотого Кольца. Название этому «семейству» дал искусствовед Юрий Бычков 50 лет назад. Различают города малого кольца – основной список городов,

Петр 1 — довольно особенная личность. Его неоценимый вклад в развитие осударства принес России новые возможности. Петр 1 появился на свет 30 мая 1672 г. в семье царя Алексея Михайловича из рода Романовых и царицы Натальи Нарышкиной.

С начала времён человека окутывали тайны. Непостижимые и необъяснимые явления, не имеющие разгадок. С течением времени, с ходом прогресса и развитием науки многие тайны приобрели иной смысл.

источник

Полезные ископаемые – это образования земной коры, состоящие из минералов, химические и физические свойства которых позволяют применять их в производственно-бытовой сфере. Без многообразия веществ, которыми богата Земля, наш мир бы не был таким разнообразным и развитым. Технический прогресс был бы недостижим и непомерно сложен. Рассмотрим понятие, виды полезных ископаемых и их характеристику.

Прежде чем разбирать виды полезных ископаемых, необходимо знать специфические определения, касающиеся этой темы. Так будет легче и проще со всем разобраться. Итак, полезные ископаемые – это минеральное сырье или образования земной коры, которые могут иметь органическое или неорганическое происхождение и применяться в производстве материально-вещественных предметов.

Месторождением полезных ископаемых называют скопление некоторого количества минерального вещества на поверхности или в недрах Земли, которые разделяют на категории в зависимости от области применения в промышленности.

Рудой называют минеральное образование, возникшее в природных условиях и состоящее из таких компонентов и в таком соотношении, что ее использование возможно и целесообразно для промышленно-технической сферы.

Доподлинно неизвестно, когда именно произошла первая добыча ископаемых. По данным историков, открыли завесу древние египтяне. Экспедиция была отправлена на Синайский полуостров в 2600 году до нашей эры. Предполагалось, что они добудут слюду. Однако произошел прорыв в знаниях древних жителей о сырье и материалах: была найдена медь. О добыче и обработке серебра известно из истории Греции. Римляне узнали о такие металлах, как цинк, железо, олово и свинец. Основав шахты от Африки до Британии, Римская империя осуществляла их добычу, а затем использовала для изготовления орудий.

В XVIII веке после промышленной революции полезные ископаемые стали остро необходимы. В связи с чем их добыча развивалась быстрыми темпами. Современные технологии основываются на открытиях именно того периода. В XIX веке произошла знаменитая «золотая лихорадка», в ходе которой было добыто огромное количество драгоценного металла – золота. В тех же местах (Южной Африке) открыли несколько месторождений алмазов.

Из уроков физики известно, что вещества способны находиться в одном из четырех агрегатных состояний: жидком, твердом, газообразном и плазматическом. В обычной жизни каждый без труда может пронаблюдать первые три. Полезные ископаемые, как и любые другие химические соединения, могут быть обнаружены на поверхности Земли или в ее недрах в одном из трех состояний. Таким образом, виды полезных ископаемых в первую очередь делятся на:

• жидкие (минеральные воды, нефть);
• твердые (металлы, угли, руды);
• газообразные (природный газ, инертный газ).

Каждая из групп – важная и неотъемлемая часть промышленной жизни. Многообразие ресурсов позволяет странам развиваться в технической и экономической сфере. Количество залежей полезных ископаемых – показатель богатства и благополучия страны.

После обнаружения первых минеральных пород, человек серьезно задумался о том, какую пользу они могут принести в его жизнь. С зарождением и развитием промышленности была сформирована классификация месторождений полезных ископаемых на основе их использования в технической сфере. Рассмотрим эти виды полезных ископаемых. Таблица содержит полную информацию об их характеристике:

Рассмотренные виды полезных ископаемых вместе с запасами пресной воды являются главной характеристикой богатств земли или отдельной страны. Это типовая градация минерально-сырьевых ресурсов, при помощи которой все природные вещества, используемые в промышленно-бытовой сфере, сгруппированы в зависимости от физических и химических свойств. Познакомимся с каждой категорией отдельно.

К какому виду полезных ископаемых относится нефть? А газ? Полезное ископаемое чаще представляется твердым металлом, нежели непонятной жидкостью или газом. С металлом знакомы с раннего детства, тогда как понимание, что такое нефть или даже бытовой газ, приходит немного позже. Итак, к какому виду, согласно уже изученных классификаций, стоит отнести нефть и газ? Нефть – к группе жидких веществ, газ – к газообразным. Исходя из их применения, однозначно, к горючим или, по-другому, топливным полезным ископаемым. Ведь нефть и газ используются в первую очередь в виде источника энергии и тепла: на них работают двигатели машин, ими отапливаются жилые помещения, с их помощью готовят еду. Сама энергия высвобождается за счет горения топлива. А если посмотреть еще глубже, то этому способствует углерод, который входит во все горючие ископаемые. К какому виду полезных ископаемых относится нефть, разобрались.

Какие еще вещества сюда относятся? Это твердые топливные соединения, образующиеся в природе: каменный и бурый уголь, торф, антрацит, горючий сланец. Рассмотрим краткую их характеристику. Виды полезных ископаемых (горючие):

• уголь – первое горючее, которое начал использовать человек. Основной источник энергии, используемый в масштабных размерах на производстве, именно благодаря этому ископаемому произошла промышленная революция. Образуется он за счет остатков растений без доступа воздуха. В зависимости от удельной массы углерода в угле различают его разновидности: антрациты, бурый и каменный уголь, графиты;
• горючий сланец был образован на дне морском около 450 млн лет назад из остатков растительности и животных. Состоит из минеральной и органической части. При сухой перегонке образует смолу, которая близка к нефти;
• торф – скопление не полностью разложившихся остатков растений в условиях болот, более половины его состава – углерод. Используется в качестве горючего, удобрения, теплоизоляции.

Горючие природные вещества являются важнейшими видами полезных ископаемых. Благодаря им человечество научилось вырабатывать и использовать энергию, а также создало множество отраслей промышленности. В настоящее время потребность в топливных ископаемых стоит очень остро для большинства государств. Это крупный сегмент мировой экономики, от которого зависит благополучие стран всего мира.

Нам известны виды полезных ископаемых: топливные, рудные, нерудные. Первая группа успешно изучена. Продвигаемся дальше – рудные, или металлические, ископаемые – то, ради чего вообще зарождалась и развивалась промышленность. Еще с древних времен человек понял, что металл дает в повседневной жизни гораздо больше возможностей, чем его отсутствие. В современном мире уже невозможно представить жизнь без какого-либо металла. В бытовой технике и электронике, в домах, в ванной комнате, даже в маленькой лампочке – он повсюду.

Как добывают? Лишь благородные металлы, которые из-за своих химических свойств не вступают в реакцию с другими простыми и сложными веществами, можно найти в чистом виде. Остальные же активно взаимодействуют друг с другом, превращаясь в руду. Смесь металлов при необходимости разделяют или оставляют без изменений. Сплавы, образованные природой, «прижились» благодаря смешанным свойствам. Железо, например, можно сделать более твердым, если добавить к металлу углерод, получится сталь – прочное соединение, выдерживающее большие нагрузки.

В зависимости от индивидуальных характеристик, а также области применения рудные полезные ископаемые делятся на группы: черные, цветные, благородные, редкие и радиоактивные металлы.

Черные металлы — это железо и его разнообразные сплавы: сталь, чугун и другие ферросплавы. Применяется в производстве самого различного направления: военном, судостроении, авиастроении, машиностроении.

Многие изделия из железа используются в повседневной жизни: из стали изготавливают кухонную утварь, ею покрывают многие элементы сантехники.

В группу цветных металлов входит большое количество полезных ископаемых. Название группы произошло от того, что многие металлы имеют специфический цвет. Например, медь — красная, алюминий — серебристый. Оставшиеся 3 вида полезных ископаемых (благородные, редкие, радиоактивные), по сути, являются подвидом цветных металлов. Многие из них смешивают в сплавы, т. к. в таком виде они обладают лучшими свойствами.

Цветные металлы классифицируют на:

• тяжелые – высокотоксичные с большим атомным весом: свинец, олово, медь, цинк;
• легкие, обладающие малой плотностью и весом: магний, титан, алюминий, кальций, литий, натрий, рубидий, стронций, цезий, бериллий, барий, калий;
• благородные в связи с высокой стойкостью практически не вступают в химические реакции, красивы на вид: платина, серебро, золото, родий, палладий, рутений, осмий;
• малые (редкие) – сурьма, ртуть, кобальт, кадмий, мышьяк, висмут;
• тугоплавкие обладают высокой температурой плавления и стойкостью к износу: молибден, тантал, ванадий, вольфрам, марганец, хром, цирконий, ниобий;
• редкоземельные – группу составляют 17 элементов: самарий, неодим, лантан, церий, европий, тербий, гадолиний, диспрозий, эрбий, гольмий, иттербий, лютеций, скандий, иттрий, тулий, прометий, тербий;
• рассеянные встречаются в природе только в виде примесей: теллур, таллий, индий, германий, ренний, гафний, селен;
• радиоактивные самостоятельно излучают поток радиоактивных частиц: радий, плутоний, уран, протактиний, калифорний, фермий, америций и другие.

Особое значение для человечества представляют алюминий, никель и медь. Развитые страны стремятся к увеличению их производства, т. к. количество этих цветных металлов напрямую влияет на технический прогресс в авиастроении, космонавтике, атомных и микроскопических приборов, электротехнике.

Подведем небольшой итог. Основные категории из таблицы «Виды полезных ископаемых» (топливные, рудные, нерудные) изучены. Какие же элементы относят к нерудным, т. е. неметаллическим? Это группа твердых или мягких полезных ископаемых, встречающихся в виде отдельных минералов или горных пород. Современной науке известно более сотни таких химических соединений, являющихся ничем иным, как продуктом природных процессов.

По масштабам их добычи и использования нерудные ископаемые опережают только топливные виды полезных ископаемых. Таблица ниже содержит основные породы и минералы, составляющие неметаллическую группу природных недр, и их краткую характеристику.

Нерудные виды полезных ископаемых очень важны для разных отраслей производства, строительства, а также необходимы в повседневной жизни.

Помимо градации полезных ископаемых по их физическому состоянию и характеристикам, рассматривают показатели их исчерпаемости и возобновляемости. Основные виды полезных ископаемых подразделяют на:

• исчерпаемые, которые в определенный момент могут закончиться и будут недоступны к добыче;
• неисчерпаемые – относительно неиссякаемые источники природных ресурсов, например, солнечная и ветровая энергия, океаны, моря;
• возобновимые – ископаемые, которые на определенном уровне исчерпаемости могут быть частично или полностью восстановлены, например, леса, почва, вода;
• невозобновимые – если ресурсы были полностью исчерпаны, возобновить их, как правило, не удается;
• заменимые – ископаемые, которые можно при необходимости заменить, например, топливные виды.
• незаменимые – те, без которых жизнь будет невозможной (воздух).

Природные ресурсы требуют бережного отношения и рационального использования, так как большинство из них имеют исчерпываемый предел, а если и будут возобновимы, то очень нескоро.

Полезные ископаемые играют важную роль в жизни человека. Без них не было бы технических и научных открытий, да и привычной жизни в целом. Результаты их добычи и переработки окружают нас повсюду: здания, транспорт, коммунально-бытовые блага, медикаменты.

источник

Так не похожие друг на друга железная руда и нефть, мрамор и природный газ на самом деле объединены общим названием «полезные ископаемые». Ископаемые — потому что извлекаются из недр Земли, а полезные — так как служат человеку, то есть по его воле превращаются в разнообразные необходимые предметы, которые создают уют, обеспечивают безопасность, обогревают, кормят. Все они необходимы для обеспечения комфортной жизни людей.

Недра нашей планеты таят огромные запасы полезных ископаемых. Часть из них залегает около поверхности Земли, другие же — на большой глубине, под толщей «пустой» породы.

По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на:

• твердые — различные руды, уголь, каменная соль и др.;
• жидкие — нефть, минеральные воды;
• газообразные — горючий газ.

По особенностям использования различают три группы:

• горючие — уголь, торф, горючие сланцы, нефть, природный газ;
• металлические — руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов;
• неметаллические полезные ископаемые — различные соли, известняк, глина, песок, камни и т. д.

Металлические полезные ископаемые служат для извлечения из них металлов. К неметаллическим полезным ископаемым относятся строительные материалы, рудоминеральное неметаллическое сырье — слюды, графит, алмазы и химическое минеральное сырье — калийные соли, фосфаты, сера.

Месторождение — это скопление полезных ископаемых. Группы близко расположенных месторождений одного и того же полезного ископаемого называют «бассейна».

Особую группу полезных ископаемых образуют различные виды топлива. Это торф, уголь, горючие сланцы, нефть и горючие газы. Они содержат углерод и, соединяясь с кислородом при горении, выделяют тепло.

Горючие ископаемые используются не только как топливо. Они служат незаменимым сырьем для производства различных изделий. Угли, горючие сланцы, нефть и газ используют при выпуске пластмасс, синтетических тканей, взрывчатых веществ, лекарств, красок, технических масел, мыла и другой продукции.

Нефть — горючая маслянистая жидкость темного цвета. Ее добывают в основном с помощью бурения скважин на суше, а также на дне морей и океанов. Нефть — это «сгусток энергии». Используя всего лишь 1 мл этого вещества, можно нагреть на 1 °С целое ведро воды.

Природный газ, так же как нефть и уголь, образовался в земных недрах из органических веществ растительного и животного происхождения под действием высоких давлений и температур.

Природный газ является отличным топливом и обладает многими положительными свойствами — высокой теплотворной способностью, хорошей транспортабельностью, большей по сравнению с нефтью и углем экологичностью. Природный газ — самое чистое органическое топливо. При сгорании он образует намного меньше вредных веществ, чем уголь и нефть, поэтому и используется очень широко. По газопроводам топливо перекачивают на многие тысячи километров. Более того, разведанные запасы газа больше, чем разведанные запасы нефти.

Уголь является одним из наиболее важных полезных ископаемых. Он используется в качестве твердого топлива, выделяя при горении много тепла. Кроме того, из него получают краски, пластмассы и другие ценные материалы.

Уголь образовался из погибших растений. Прожив свой век, деревья и другие растения отмирали, падали, заносились илом и песком, спрессовывались, а затем происходило их обугливание. Начинался этот процесс в присутствии кислорода, а продолжался в бескислородной среде. При этом остатки растений теряли кислород, водород, азот, а углерод сохранялся. Так образовались торф и уголь.

Уголь состоит из углерода, водорода, кислорода, азота и других второстепенных компонентов. По содержанию углеводорода угли подразделяются на бурые (65—70 % углерода), каменные (порядка 80 % углерода), антрациты (до 96 % углерода).

Каменный уголь залегает в земле пластами толщиной до 100 м. Его добычу ведут открытым или закрытым способами. Открытый способ добычи применяют на тех месторождениях угля, где он залегает близко к поверхности земли. Угольные пласты взрывают, а затем куски угля экскаваторами грузят в огромные грузовики или железнодорожные вагоны. При закрытом способе строят шахты, представляющие собой глубокие вертикальные колодцы с горизонтальными туннелями. В них трудятся шахтеры, которые с помощью мощных специальных комбайнов дробят большие пласты каменного угля и подают его наверх.

источник

Без горючих полезных ископаемых — нефти, природного газа, угля, торфа — нет энергетики. Для любой страны они являются стратегическим сырьём. Их добыча ведётся с незапамятных времён.

Ископаемый уголь. Каменный уголь — ровесник древних геологических эпох Земли. Один из периодов геохронологической шкалы в его честь назван каменноугольным, или карбоном. Именно тогда, около 354—286 млн лет назад, поверхность суши покрывали густые тропические леса, состоящие из гигантских древовидных папоротников и хвощей.

Климат той эпохи был тёплым и влажным. Старые падающие деревья уступали место новым. Громадные слои из отживших деревьев накапливались в мелководных водоёмах, превращаясь в мощные пласты каменного угля — прим. от geoglobus.ru. Таким путём образовалось более 30% всех мировых запасов угля.

На нашей планете месторождения ископаемого угля — не редкость, они находятся на каждом континенте и многих островах. Не исключение и Антарктида: предполагают, что под огромными толщами покровных ледников залегают такие же месторождения, как и в Европе.

Горючие свойства угля были известны ещё нашим далёким предкам. «Горючие камни» медленно раскалялись в огне, но зато затем очень долго отдавали тепло. В зависимости от условий образования ископаемый уголь различен. Самый высококачественный и плотный уголь — антрацит, менее плотный — бурый уголь, а совсем «рыхлый» и лёгкий — торф. Последние менее ценны в энергетическом плане, но быстрее воспламеняются — прим. от geoglobus.ru. Ископаемый уголь используют как топливо для доменных печей при производстве чугуна и стали.

Нефть и газ. Скопление нефти и газа возникают благодаря наличию природных «ловушек» в недрах Земли — слоев проницаемых осадочных пород между слоями непроницаемых. В них накапливается маслянистая горючая жидкость, которая поднимается из глубин по трещинам. Горючие свойства нефти связаны с её составом — это смесь углеводородов, серы, кислородных и азотистых соединений. Нефть сопровождают природные газы, которые, как более легкие, залегают над нефтяной линзой.

Богатейшие страны мира обладают самыми значительными запасами нефти — прим. от geoglobus.ru. Некоторые страны, например США, имеют огромные разведанные запасы нефти, но не используют их в полном объёме, предпочитая сберечь «чёрное золото» законсервированным для будущего.

Самые богатые месторождения находятся в Кувейте, Саудовской Аравии, России, Азербайджане, Канаде, США, Мексике, Индонезии. В России одним из самых богатых месторождений нефти является Самотлорское в Западной Сибири, там же расположены крупнейшие газовые месторождения, среди которых Бованенковское, Уренгойское и Ямбургское в Тюменской области.

Добыча нефти ведется не только на суше, но и на шельфе многих морей с помощью буровых установок на плавучих платформах. Большое количество нефти добывается на шельфах Северного моря и в Мексиканском заливе.

Энергетика и химическое производство — далеко не полный список применения нефти.

Горючий сланец — полезное ископаемое из группы твёрдых каустобиолитов, дающее при сухой перегонке значительное количество смолы (близкой по составу к нефти). Сланцы в основном образовались 450 миллионов лет тому назад на дне моря из растительных и животных остатков. Горючий сланец состоит из преобладающих минеральных и органических частей (кероген), последняя составляет 10—30 % от массы породы и только в сланцах самого высокого качества достигает 50—70 %. Органическая часть является био и геохимически преобразованным веществом простейших водорослей, сохранившим клеточное строение (талломоальгинит) или потерявшим его; в виде примеси в органической части присутствуют измененные остатки высших растений. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 650 трлн т (26 трлн т сланцевой смолы). Основные ресурсы — около 430—450 трлн т (24-25 трлн т сланцевой смолы) сосредоточены в США (штаты Колорадо, Юта, Вайоминг) и связаны с формацией Грин-Ривер. Большие запасы горючих сланцев есть в Бразилии, КНР, меньшие — в Болгарии, Украине,Великобритании, России, ФРГ, Франции, Испании, Австрии, Канаде, Австралии, Италии, Швеции, на территории бывшей Югославии.

Торф (нем. Torf) — горючее полезное ископаемое; образовано скоплением остатков растений, подвергшихся неполному разложению в условиях болот. Содержит 50—60 % углерода. Теплота сгорания (максимальная) 24 МДж/кг. Используется комплексно как топливо, удобрение, теплоизоляционный материал и так далее. Для болота характерно отложение на поверхности почвы неполно разложившегося органического вещества, превращающегося в дальнейшем в торф. Слой торфа в болотах не менее 30 см, (если меньше, то это заболоченные земли). По разным оценкам в мире от 250 до 500 млрд т. торфа (в пересчете на 40 % влажность), он покрывает около 3 % площади суши. При этом в северном полушарии торфа больше чем в южном, заторфованность растёт при движении к северу и при этом возрастает доля верховых торфяников (см. раздел Классификация). Достаточные запасы торфа имеются на Украине (месторождение Морочно-1). Также большие запасы торфа имеются в Индонезии, Канаде, Белоруссии, Ирландии, Великобритании, ряде штатов США. На первом в мире месте по запасам торфа (170 млрд т) — Канада, на втором — Россия (150 млрд т).

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Только сон приблежает студента к концу лекции. А чужой храп его отдаляет. 8493 — | 7328 — или читать все.

источник

Нефть — жидкое горючее полезное ископаемое. По химическому составу это смесь различных углеводородов с примесями других органических веществ.

Нефть — невозобновляемое полезное ископаемое — по крайней мере в масштабах времени существования человека на Земле. Возобновляемыми в отдаленном будущем можно считатьгорючие ископаемые — нефть, уголь, торф, сланцы, а также некоторые природные соли. Но воссоздание месторождений — столь длительный процесс, что полезные ископаемые почти все можно считать срочным вкладом природы.

К категории практически невозобновляемых ресурсов относятся ископаемые магматического происхождения — рудные, из которых получают металлы, и некоторые нерудные (например, корунд, графит и т. д.).

Нефть, природный газ и их природные производные — горючие полезные ископаемые — природные образования, которые могут быть источником тепловой энергии., их называют также каустобиолитами. Помимо нефти и газа, к каустобиолитам относятся торф, различные виды углей, горючие углистые сланцы, а также битумы. К горючим ископаемым относят и группу липтобиолитов, представляющих собой янтарь и его производные (древние смолы, отложившиеся в морском иле). НЕФТЬ, жидкое горючее полезное ископаемое. Залегает обычно в пористых или трещиноватых горных породах (песках, песчаниках, известняках) на глуб. 1,2—2 км и более. Маслянистая жидк. от светло-коричневого до темнобурогоцв. со специфич. запахом плотн. 0,65—1,05 г/см (обычно 0,82—0,95) Н., плотн. к-рой ниже 0,83, наз. легкой, 0,831—0,860 — средней, выше 0,860 — тяжелой т-ра начала кипения>28°С, реже > 100 °С, от 26 до —60 °С (в нек-рых случаях 30—32 °С) вязкость колеблется в широких пределах (напр., при 50 °С — от 1,2 до 55 мм=/с), уд.теплоемкость 1,7—2,1 кДж/(кг-К), теплота сгорания.

Горючие полезные ископаемые служат ценнейшим топливом, а чтобы вещество являлось таковым, оно должно обладать достаточно высокой теплотой сгорания, быть распространенным, продукты его горения должны быть летучими, чтобы не затруднять процесс горения и не быть вредными и ядовитыми для людей. В зависимости от агрегатного состояния горючие ископаемые подразделяются на твердые, жидкие и газообразные. Агрегатное состояние определяет способы добычи и использования их в качестве источника энергии.

Классические работы Г. Потонье положили начало классификации горючих полезных ископаемых, для которых он ввел термин каустобиолиты (каустос — горючий, биос — жизнь, литое — камень), т.е. горючие камни биогенного генезиса. Для углей и горючих сланцев, а также твердых природных продуктов преобразования нефти (нафтидов) это и справедливо, но такое определение вряд ли соответствует основным горючим полезным ископаемым — нефти и горючему газу.

К середине XX в. было доказано единство всех горючих полезных ископаемых нефти, угля, газа, горючих сланцев установлена генетическая связь нефти с ископаемым органическим веществом осадочных пород разработаны критерии выделения нефтематеринских свит.

Другой генетической классификацией горючих полезных ископаемых, построенной также по их элементному составу, является схема А.Ф. Добрянского. Она представляет собой треугольную диаграмму, по сторонам треугольника отложено в процентах содержание углерода, водорода и суммы гетероэлементов (кислорода, азота и серы). Все точки, соответствующие элементным составам каустобиолитовразных классов, сгруппированы в две расходящиеся вверху вытянутые линии, отражающие две ветви преобразования единого исходного вещества. Схема превращения сапропелитов от керогенагорючих сланцев через оксиасфальты и мальты в нефти, предлагаемая А.Ф. Добрянским (правая ветвь диаграммы), не отвечает действительным соотношениям, существующим в природе. И.О. Брод обратил внимание на то, что генетическую классификациюкаустобиолитов вряд ли целесообразно строить на основе элементного анализа, поскольку количественное соотношение атомов углерода и водорода может быть сходное у веществ, имеющих совершенно различное строение и генезис. При этом он отмечает удачность генетической классификации В.А. Клубова, построенной также по элементному составу, но, прибегая к иной системе изображения элементного состава.

Теплота сгорания нефти выше, чем у твердых горючих полезных ископаемых (угля, сланца, торфа), и составляет около 42 МДж/кг. В отличие от твердых горючих ископаемыхнефть содержит мало золы.

Объективная оценкаразведанных запасов горючих полезных ископаемых планеты показывает, что основным топливом третьего тысячелетия будет каменный уголь. Газоносные угольные месторождения считаются нетрадиционными источниками углеводородных газов. Угольный метан в пересчете на условное топливо занимает в мире третье-четвертое место после угля, нефти и природного газа.

Нефтегазоносность Земли рассматривается как феноменальное следствие развития ее геосфер, а нефтегазообразование — частный случай дефлюидизации осадочных пород. Нефтеобразование представлено как фундаментальная проблема естествознания, тесно связанная с происхождением и эволюцией жизни на Земле и с развитием ее оболочек. Нефть рассматривается в разных аспектах 1) как горючее полезное ископаемое, 2) как природный углеводородный раствор — единственный неводный раствор на Земле, 3) как жидкий гидрофобный продукт фоссилизации органического вещества, несущий информацию о биосферах прошлых геологических эпох.

источник

КОКСУЮЩИЕСЯ УГЛИ — каменные уг­ли средний стадий углефикации, из которых в условиях промышленного коксования в сме­сях (шихтах) с другими углями или без смешивания получают кусковой КОКС определённой крупности и прочности. Коксующиеся угли, в отличие от других каменных углей, при нагревании без доступа воздуха переходят в пластическое состояние и спе­каются. Коксующиеся угли характеризуются в необо­гащённом виде или в концентратах зольностью менее 10% и низким со­держанием S (менее 3,5%), выход ле­тучих веществ (V а ) 15—37%. По спо­собности к коксообразованию коксующиеся угли подразделяются на 5 категорий — коксовые, жирные, отощёиные коксо­вые, газовые и слабоспекающиеся. В России отнесение углей к группе коксующихся углей прежде всего базируется на их при­годности для производства кондиционного доменного кокса. В действующих в России классификациях к коксующимся углям относят угли марок Г, ГЖ, Ж, КЖ, К, К₂, ОС и СС с подразделением на технологические группы по СПЕКАЕМОСТИ. Коксовые угли марок К (коксовые) и КЖ (коксово-жирные) дают кондиционный домен­ный кокс без смешивания с другими углями. Жирные угли марок Ж (жирные) и ГЖ (газово-жирные) без смешивания с другими дают хорошо сплавленный, но более мелко дробящийся кокс с физико-механическими характеристиками, ниже принятых для доменного кокса. Домен­ный кокс из жирных углей может быть легко получен в бинарных смесях с коксовыми или отощёнными коксовы­ми углями. Отощённые коксо­вые угли марок К₂ (коксовые вто­рые) и ОС (отощённо-спекающиеся) без смешивания с жирными дают кокс повышенной истираемости с физико-механиескими. характеристиками, не соот­ветствующими доменному коксу. Додленный кокс из отощённых коксовых углей получается в бинарных смесях с жирными. Газовые угли марки Г (газовые) без смешивания с другими дают кокс достаточно сплавленный, но легко разделяющийся на мелкие и хрупкие куски, характеризующиеся малой механической прочностью. Газовые угли для получения доменного кокса в современных коксовых печах при обычной технологии подготовки шихты могут применяться только в смесях с хорошо коксующимися углями. Слабоспе-кающиеся угли марки СС (слабо-спекающиеся) без смешивания с дру­гими не дают кускового кокса. Домен­ный кокс может быть получен из них только в смесях с жирными углями (не менее 70—85% жирных углей). дленный кокс из отощённых коксовых углей получается в бинарных смесях с жирными. Газовые угли марки Г (газовые) без смешивания с другими дают кокс достаточно сплавленный, но легко разделяющийся на мелкие и хрупкие куски, характеризующиеся малой механич. прочностью. Газовые угли для получения доменного кокса в совр. коксовых печах при обычной технологии подготовки шихты могут применяться только в смесях с хорошо коксующимися углями. Слабоспе-кающиеся угли марки СС (слабо-спекающиеся) без смешивания с дру­гими не дают кускового кокса. Домен­ный кокс может быть получен из них только в смесях с жирными углями (не менее 70—85% жирных углей). Коксующиеся угли известны в угленосных форма­циях от карбона до палеогена вклю­чительно, однако свыше 90% их запасов сконцентрировано в бассейнах и месторождениях карбона и перми. Значительными, запасами коксующегося угля располагают Россия (Донецкий, Печорский, Кизеловский, Кузнецкий, Карагандинский, Юж.-Якутский, Тун­гусский и др. басе), США (Аппалач-ский, Западный, Юинта, Грин-Ривер и др.), Великобритания (Нортамбер-лендский, Юж.-Уэльский, Ланкашир­ский и Йоркширский басе), ФРГ (Нижнерейнско-Вестфальский, или Рур­ский, Нижневестфальский), ПНР (Верх­не- и Нижнесилезский, Люблинский), Бельгия (Льежский), Индия (Бокаро, Ранигандж, Джхария), Канада (Аль­берта), Австралия (Боуэн, Новый Юж. Уэльс), КНР (Шаньси, Датун), МНР (Тавантолгой), ЧССР (Остравско-Кар-винский и Трутновский); ограниченные по запасам м-ния известны также во Франции (Саарско-Лотарингский, Нор и Па-де-Кале, Аквитанский басе), в Испании (Астурийский и Юж.-Кантаб-рийский басе), Венгрии, Румынии, Югославии, Турции, Японии, Иране, Афганистане, Мексике, Бразилии, Ар­гентине. Коксующиеся угли выявлены также в ЮАР (Витбанк), Зимбабве (Саби), Мозамби­ке. В перечисленных бассейнах К. у. составляют 10—65% общих запасов углей и разрабатываются наиболее интенсивно.

ТОРФ — горючее полезное ископаемое растительного происхождения, предшествен­ник генетического ряда углей. Образуется в результате естественного отмирания и непол­ного распада болотных растений под воздействием биохимических процессов в условиях повышенной влажности и не­достатка кислорода. Залегает на повер­хности Земли или на глубине первых десятков м под покровом минеральных отложений. От почвенных обра­зований торф отличается по содержанию в нём органических соединений (не менее 50% по отношению к абсолютно сухой массе), от БУРОГО УГЛЯ — повышен­ным содержанием влаги и форменных растительных остатков, а в химическом отношении — наличием сахаров, гемицеллюлоз и целлюлозы.

Состав и свойства торфов. Состоит из не полностью разложившихся остатков растений, продуктов их распада (гуму­са) и минеральных частиц; в естественном состоянии содержит 86—95% воды.

Растительные остатки и гумус содержат органическую и минеральную части, послед­няя определяет зольность торфов. Перегной (гумус) придаёт торфу тёмную окраску. Относительное содержание в торфе бесструктур­ной (аморфной) массы, включающей гуминовые вещества и мелкие раститительные ткани, утратившие клеточное строение, определяет степень разложения. Раз­личают торфы слаборазложившийся (до 20%), среднеразложившийся (20— 35%) и сильноразложившийся (св. 35%). В ботаническом составе торфов присутству­ют остатки древесины, коры и корней деревьев и кустарников, различные части травянистых растений, а также гипновых и сфагновых мхов. В зависимости от ботанического состава, условий образова­ния и свойств выделяют 3 типа торфов (ВЕРХОВОЙ ТОРФ, ПЕРЕХОДНЫЙ ТОРФ, НИЗИННЫЙ ТОРФ).

Химический состав и свойства торфов тесно связа­ны с его типом, ботаническим составом и степенью разложения. Элементный состав (% на органич. массу): С 48—65, О 25—45, Н 4,7—7, N 0,6— 3,8, S до 1,2, реже до 2,5. В ком­понентном составе органической массы содержание битумов (бензольных) 1,2—17 (максимум у верховых торфов высокой степени разложения), водо­растворимых и легкогидролизуемых веществ 10—60 (максимум у верхо­вых торфов моховой группы), целлюлозы 2—10, гуминовых кислот 10—50 (минимум у слаборазложившихся верховых и максимум у сильноразло-

жившихся Т. всех типов), лигнина (негидролизуемый остаток) 3—20. Содержание макро- и микроэлементов в Т. зависит от зольности и ботанического состава. Содержание в торфах оксидов до­стигает (ср. %): Si и Са— 5, AI и Fe 0,2—1,6, Mg 0,1—0,7, Р 0,05—0,14; микроэлементов (мг/кг): Zn до 250, Си 0,2—85, Со и Мо 0,1—10, Мп 2— 1000. Макс, содержание этих элемен­тов выявлено в Т. низинного типа. Со­держание общего азота в органической массе торфа варьирует от 0,6 до 2,5% (верховой тип) и от 1,3 до 3,8% (ни­зинный тип).

Торф — сложная полидисперсная много­компонентная система; его физические свой­ства зависят от состава твёрдой фазы, степени её разложения или дисперс­ности и степени увлажнённости. В зависимости от типа и степени разложения цвет торфы варьирует от светло-жёлтого до тёмно-коричневого (верховой) и от серо-ко­ричневого до землисто-чёрного (ни­зинный). Структура верховых торфов изме­няется от губчатой (моховой торф), губча-товолокнистой до пластично-вязкой (древесный торф), низинных — от войлоч­ной, ленточно-слоистой до зернисто-комковатой. Плотность торфов зависит от влажности, степени разложения, золь­ности, состава минеральной и орга­нической частей, в естественных условиях залежи достигает 800—1080 кг/м 3 ; плотность сухого вещества 1400—1700 кг/м 3 . Влагоёмкость торфов в зависимости от ботанического состава и степени разложе­ния колеблется от 6,4 до 30 кг/кг. максимально у верховых торфов моховой группы. Пористость достигает 96—97%, пре­дельное напряжение на сдвиг умень­шается с ростом влагосодержания и степени разложения торфов от 3 до 35 кПа, при пенетрации (зондировании) до 400 кПа. Средняя теплота сгорания Т. 21— 25 МДж/кг, увеличивается с повы­шением степени разложения и содер­жания битумов. Торфы малой степени разложения имеет низкие значения коэффициента теплопроводности и удельной теплоты сгорания (10—12,5 МДж/кг), высокие значения газопоглотительной спо­собности. Коэффициент фильтрации торфов с не­нарушенной структурой изменяется от 0,1 • 10 -5 до 4,3 • 10 -5 м/с. Минимальное значения у торфов верхового типа высокой степени разложения, максимально — у торфов низинного типа. При осушении коэффициент фильтрации уменьшается в несколько раз.

УГЛИ ИСКОПАЕМЫЕ — твёрдые горючие горные по­роды, образовавшиеся из отмерших растений. Угли ископаемые залегают в виде пластов и прослоев или мощных (десятки, реже первые сотни м) пластообразных и линзовидных залежей в осадочных толщах, выделяемых как УГЛЕНОСНЫЕ ФОР­МАЦИИ. Имеют землистую, массив­ную, слоистую или зернистую тексту­ру, однородную или полосчатую струк­туру; цвет от коричневого до серо-чёр­ного, блеск от матового до металло­видного.

Общие сведения. Угли ископаемые — один из наиболее распространённых видов полезных ископаемых, они выявлены на всех континен­тах земного шара. Известно около 3000 угольных месторождений и бассейнов. Общие ресурсы углей ископаемых мира (1984) оценивают­ся в 14,8 трлн. т в натуральном выра­жении, или в 12 трлн. т условного топлива (тут); разведанные (соответ­ствующие категориям А, В, С) в 1,24 трлн. т (1,02 трлн. тут). Ресурсы углей ископаемых России оцениваются в 5,58 трлн. т., но из них 3,7 трлн. т заклю­чено в слабоизученных и трудных для освоения бассейнах-гигантах — Тунгус­ском, Ленском и Таймырском. Из за­рубежных стран наиболее крупные общие ресурсы углей ископаемых учтены (млрд. т): в США (3600), КНР (1465), Австралии . (783), Канаде (582), ФРГ (287), ЮАР (206), Великобритании (189), Польше (174), Индии (115).

Доля углей ископаемых в мировом энергетическом ба­лансе мира в 1913 была 93%. В связи с более широким использованием в 20 в. других, более эффективных видов энергетических ресурсов (нефть, газ, энергия ГЭС, атомная энергия) она снизилась до 56% в 1950 и до 29% в 1985.

Основное направления современного использова­ния углей ископаемых: энергетическое — производство электроэнергии и тепла (около 73% углей ископаемых, добываемых в России) и технологиче­ское — получение металлургического кокса, химического сырья (более 300 наименований) и др.; в меньших масштабах осуществляются газификация и полукоксова­ние углей. Они используются также для получения карбидов кальция и крем­ния, термоантрацита, термографита, катодных блоков, электродов, углещелочных реагентов, гуминовых кислот и азотистых удобрений и как энерго-технологическое сырьё (для агломерации руд, в производстве строит, материалов и для др. целей). Перспективные направле­ния переработки углей ископаемых — гидрогени­зация и пиролиз угля с целью получе­ния жидкого и газообразного топлива, а также продуктов для органического синте­за, новых видов пластмасс, извлече­ния серы. Значит, масштабы добычи, а также совершенствование методов переработки углей ископаемых — основа комплекс­ного использования недр (в т. ч. сопут­ствующих полезных ископаемых, со­держащихся в отходах добычи и пере­работки и извлекаемых при осушении и дегазации горн, работ подземных вод и метана).

Природные типы, состав и свойства. Угли ископаемые по характеру исходного для УГЛЕ-ОБРАЗОВАНИЯ материала угли ископаемые под­разделяются на группы: ГУМОЛИТЫ (преобладающая часть), САПРОПЕЛИТЫ и САПРОГУМОЛИТЫ. По преобла­данию в органич. веществе тех или иных продуктов преобразования расте­ний выделяются подгруппы гумолитов: гумиты и ЛИПТОБИОЛИТЫ и классы сапропелитов и сапрогумолитов (напр., БОГХЕДЫ, КЕННЕЛИ), отличные по микрокомпонентному составу и свойст­вам. С учётом изменений химического состава, физических и технологических свойств углей ископаемых, обуслов­ленных их УГЛЕФИКАЦИЕЙ, выделяют­ся основные природные виды углей ископаемых: БУРЫЙ УГОЛЬ, КАМЕННЫЙ УГОЛЬ и АНТРА­ЦИТ, каждый из которых соответственно различиям в их вещественном составе и степени углефикации характеризует­ся широким диапазоном колебаний основных показателей качества и технологических свойств.

Основные компоненты углей ископаемых: органическое вещество, минеральные примеси и вла­га. Органическое вещество — носитель цен­ных свойств углей ископаемых — представлено различным сочетанием компонентов из полностью утратившего при торфо- и углеобразовании и углефикации или частично сох­ранившего первоначальную структуру раститительного материала. В химическом отношении органическое вещество сложено высоко молекулярными соединениями, структура которыхрых изучена недостаточно. В его элемент­ном составе преобладает углерод, подчинённое значение имеют кисло­род, водород и сера; в незначителных количествах присутствуют соли органических кислот и металлоорганические соединения. Масса органического вещества составляет 50—97% от общей массы сухого угля. Минеральные примеси рассеяны в ор­ганической массе или в угольных пластах в виде кристаллов, конкреций, тонких прослоев и линз. Наиболее распростра­нены глинистые минералы; содержа­ние их в среднем составляет 60—80% от общей массы неорганического материала. Подчинённое значение имеют карбона­ты, сульфиды железа и кварц. В нез­начительных количествах содержатся сульфиды цветных и редких металлов, фосфаты, сульфаты, соли щелочных металлов. Относительное содержание минеральных примесей в сухом веществе угля колеб­лется в широких пределах, с условным разграничением углей ископаемых и углистых пород по ЗОЛЬНОСТИ (А— 50—60%). Влага частично входит в состав органической мас­сы или содержится в кристаллизационных решётках некоторых минералов. Большая её часть удерживается сорбционными и капил­лярными силами в мелких порах и трещинах угля (связанная влага) или содержится в крупных трещинах и порах (свободная влага). Массовая доля суммарной свободной и связан­ной влаги ко­леблется от 60% в мягких рых­лых до 16% в плотных бурых углях, снижаясь до 6—10% в слабометаморфизованых камаменных углях и антрацитах. Минимальная влажность (до 4%) имеют среднеметаморфизованные каменные угли. Величина это­го показателя — один из основных парамет­ров классификации бурых углей. По­вышенные содержания минеральных примесей и влаги отрицательно ска­зываются на теплотехнические свойствах и технологических процессах переработки углей ископаемых, а также удорожают (как балласт) сто­имость их транспортировки. В России предельные их величины лимитируют­ся государственными стандартами для всех направле­ний хозяйства использования углей ископаемых. Боль­шая часть энергетических углей и всех углей ископаемых, направляемых для коксования, подвергается обогащению. Высшая теплота сгорания сухого беззольного угля (Q_s a колеблется в пределах (МДж/кг): для бурых 25,5—32,6, для каменных 30,5—36,2 и для антрацитов 35,6—33,9; низшая теплота сгорания в пересчёте на рабочее топливо (Q,) — показатель количества тепла, которое может быть реализовано в топ­ках (МДж/кг): 6,1—18,8 для бурых углей, 22,0—22,5 для каменных углей и 20—26 для антрацитов.

Использование углей ископаемых в коксохимическом производстве лимитируется их спекаемостью — способностью переходить при нагревании в пластичном состояние и об­разовывать при затвердевании пори­стый монолит. Этим свойством облада­ют только каменные угли средних (II—V) стадий метаморфизма определённого петрографического состава. Бурые угли и антрациты дают неспёкшийся порош­кообразный нелетучий остаток, слабо- и сильнометаморфизованные каменные угли — порошкообразный или слабоспекшийся. Основные носители спекаемости — ком­поненты ВИТРИНИТА ГРУПП и ЛЕЙПТИ-НИТА; частично размягчаются ком­поненты группы семивитринита. Ком­поненты группы инертинита (фюзинита) не обладают способностью даже частичного размягчения. На различиях в спекаемости (соотношении плавких и отощающих компонентов) основана шихтовка углей, направляемых для кок­сования (см. КОКСУЮЩИЕСЯ УГЛИ). Для всех направлений технологического исполь­зования угля нормируется содержание серы. Большинстве месторождений содержит малосернистые (S_f — 0,1—1,5) угли, но в некоторых бассейнах средняя массовая до­ля серы в углях повышается до 3— 6% (Донбасс), 6% (Подмосковный, Кизеловский) и 8—10% (Иркутский). Массовая доля серы в сухом угле нор­мируется с учётом направлений ис­пользования углей ископаемых.

Углей ископаемых всех разведываемых и вовле­каемых в разработку месторождений подверга­ются техническому анализу с определением рабочей влаги, зольности, содержания серы, ВЫХОДА ЛЕТУЧИХ ВЕЩЕСТВ (V ). Определяется их элементный состав, теплота сгорания: высшая (по бомбе) и низшая (рабочего топлива). Изучаются петрографический состав и физические свойства углей — плотность действи­тельная и кажущаяся, обогатимость, механическая прочность и размолоспособность, в необходимых случаях — термическая стойкость, электрические свойства. С учётом возможного и намечае­мого использования углей произво­дятся специальные исследования по опре­делению для бурых и низкометаморфизованных углей — выхода смол, би­тумов, гуминовых кислот, для каменных — спекаемости, коксуемости, содержания фосфора. Для всех направлений ис­пользования и особенно для сжигания изучается состав и свойства ЗОЛЫ, со­держания в углях попутных полезных компонентов — урана, германия, гал­лия, ванадия, вольфрама, благород­ных металлов и др.

ГОРЮЧИЕ СЛАНЦЫ, пиробитуминозные сланцы,— осадочные породы карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого или кремнистого состава, содержащие 10—50%, редко до 60% сингенетичного осадконакоплению органического вещества (керогена). Горючие сланцы имеют коричневую, коричнево-жёлтую, се­рую, оливково-серую окраску, листо­ватую или массивную текстуру. Тер­мин «горючие сланци» иногда применяют для обоз­начения всех высокозольных твёрдых каустобиолитов, содержащих органические вещества различного происхождения и различных условий преобразования (углистых, би­туминозных и липтобиолитовых слан­цев).

Кероген — сингенетичное осадкона­коплению органическое вещество с высо­ким выходом смол при сухой перегон­ке, при органическом выходе битумов, экс­трагируемых органическими растворителями при низких температурах. Исходным мате­риалом органического вещества горючих сланцев служи­ла биомасса преимущественно низших водорос­лей (сапропелевые компоненты), в меньшей степени — высших растении (гумусовые компоненты) и частично животных организмов. По соотноше­нию сапропелевых и гумусовых компо­нентов горючие сланцы подразделяются на сапропелиты (горючие сланцы Прибалтийского сланцево­го бассейна, Волжского басе, и Болтышского месторождения) и сапрогумиты (менилитовые сланцы Карпат). Отличительная генетическая особенность органическрог веще­ства большинства горючих сланцев — его накопле­ние в донных осадках при нормаль­ном кислородном режиме. Органическое вещество горючих сланцев характеризуется высо­ким содержанием водорода (7—10%), большим выходом летучих при термической переработке (до 90%), высокой удельной теплотой сгорания (Q =29—37 МДж/кг). Основные минеральные компо­ненты горючих сланцев — кальцит, кварц и глинис­тые минералы, подчинённое значение имеют полевые шпаты, пирит, акцес­сорные минералы.

Для изучения состава и качества горючих сланцев используются углехимические методы иссле­дований, регламентированные в России государственными стандартами. В России к пригодным для промышленного применения относятся горючие сланцы с удельной теплотой сгорания сухого топлива (Q_b) не менее 5 МДж/кг. Требова­ния к горючим сланцам разрабатываемых месторождений значительно выше. Согласно действую­щим государственным стандартам, минимальная величина Q_b должна составлять: прибалтийские Г. с. для пылевидного сжигания 10,3 МДж/кг и для слоевого сжигания 11,7 МДж/кг, для переработки на газ и смолу — ленинградские 12,1 МДж/кг и эстонские 13,8 МДж/кг; Г. с. Кашпирского месторождения (Ср. Поволжье) для пылевидного сжигания 8,8 МДж/кг, для полукоксования 9,6 МДж/кг. Промышленной классификации горючих сланцев нет. Добываемые в Прибалтийском сланцевом басейне горючие сланцы подразделяются по крупности кусков на 2 сорта (класса) — энергетические (0—25 мм) и технологические (25— 125 мм). Большое число месторождений горючих сланцев относится к платформенным и имеет горизон­тальное и слабонаклонное залегание. В России горючие сланцы известны в кембрийских, ордовикских, девонских, каменно­угольных, юрских, палеоген-неогено­вых отложениях. Общепринятой оцен­ки мировых запасов горючих сланцев нет. Общие потенциальные ресурсы горючих сланцев в мире оценены в 450 трлн. т (26 трлн. т слан­цевой смолы). Переработка горючих сланцев в России — полукоксованием в шахтных генераторах с целью получе­ния сланцевой смолы и водно-раство­римых фенолов и коксованием в ка­мерных печах для производства бытового газа. Смола используется как жидкое топливо, компонент шпалопропиточного масла, для производства электродного кокса и др. Фенолы идут на производство синтетических дубителей, клея, лаков, мас­тик, модификаторов резины, тампонажных составов и др. ценных химических продуктов. Твёрдые отходы переработки горючих сланцев (зо­ла, сланцевый полукокс и кокс) широко используются в промышленности строительных мате­риалов для производства минеральной ва­ты, сланцезольного портландцемента, силикатного кирпича, автоклавных из­делий из тяжёлого сланцезольного бе­тона и газозолобетона, а также в до­рожном строительстве и для известкования почв. Карбонатные отходы добычи и обогащения горючих сланцев применяются для производства строительного щебня. Горючие сланцы отдельных месторождений имеют высокое содержание Си, Mo, U, Pb, Zn, V и оцениваются как рудное сырьё.

ГАЗЫ ПРИРОДНЫЕ ГОРЮЧИЕ — смеси углеводородов метанового ряда и неуглеводородных компонентов, встречающиеся в осадочном чехле земной коры в виде свободных скоп­лений, а также в растворённом (в нефти и пластовых водах), рассе­янном (сорбированные породами) и твёрдом (в газогидратных залежах) состояниях.

Состав и свойства газа природного горючего. Углеводороды метанового ряда пред­ставлены метаном (содержание которого часто превышает 85—90%), этаном, пропаном, бутанами и реже пентаном (содержание которыхрых колеблется от 0,1% в газах газовых месторождений до 20% и более в газах нефтяных попутных и увеличивается с глубиной залегания). Углеводороды тяжелее пентана при­сутствуют в основном в газах нефтяных и газоконденсатных месторождений. Неугле­водородные компоненты представ­лены главным образом азотом, углекислым газом, водяными парами, кроме того, некоторые газы обогащены соедине­ниями серы (сероводород, меркап­таны, сероокись углерода и др.) гелием, аргоном, встречаются водо­род, ртуть, пары летучих жирных кислот. Содержание углекислого газа меняется от долей процента до 10—15%, иногда более, напремер в Астраханском месторождении концентрация СО₂ 22%. Концентрация азота в газе природном горючем обычно не превышает 10% (часто 2—3%), в газах отдельных нефте­газоносных бассейнов его содержание может достигать 30—50% (например, в Волго-Уральском) и более; известны месторождения с преимуществ, содержанием азота (Чу-Сарысуйская газоносная область: Амангельдинское месторождение — 80% N₂ и 16% СН₄; Учаральское месторождение — 99% N₂). Количество сероводорода обычно не превышает 2—3%; как исключение известны газовые залежи с содержа­нием сероводорода 15—20% и более (Астраханское месторождение — 22,5%). Кон­центрации гелия в большинстве случаев составляют сотые и тысячные доли процента; в США и Канаде име­ются месторождения с содержанием гелия 5—8% (Ратлснейк —7,6%, Модл-Дом — 7,2%).

Факторами, определяющими влаж­ность газа, являются давление, температура, состав, а также количество солей, растворённых в воде, контактирующей с данным газом. Чем больше в газе природном горючем тяжёлых углеводородов и азота, тем ниже его влажность. Наличие серо­водорода и углекислого газа увеличи­вает его влажность. При промысловой обработке, транспортировке и пере­работке газа природного горючего наличие паров воды в них приводит к образованию конденсата водяных паров и ледяных пробок, что осложняет эксплуатацию газопроводов и аппаратов. Наличие влаги в газах при повышенном давле­нии и пониженных темп-pax вызывает образование и отложение в газо­проводах и технологических аппаратах гидра­тов углеводородных газов. Для уда­ления влаги из газов используют различные физические и физико-химические методы ОСУШКИ ГАЗОВ.

НЕФТЬ — горючая маслянистая жидкость со специфическим запахом, распространённая в осадоч­ной оболочке Земли, являющаяся важнейшим полезным ископаемым. Образуется вместе с газообразными углеводородами обычно на глубине более 1,2—2 км. Вблизи земной поверхности нефть преобразуется в густую мальту, полутвёрдый ас­фальт и др. Нефть в залежах в различной степени насыщена газом, в основном лёгкими угле­водородами.

Химический состав и физические свойства. Нефть — сложное природное образование, состоящее из углеводо­родов (метановых, нафтеновых и аро­матических) и неуглеводородных ком­понентов (в основном кислородных, сер­нистых и азотистых соединений).

Элементный состав Н.: С 82,5 — 87%; Н 11,5 — 14,5%; О 0,05 — 0,35, редко до 0,7%; S 0,001 — 5,5, ред­ко свыше 8%; N 0,02 — 1,8%. Ок. 1/3 всей добываемой в мире нефти содер­жит свыше 1 % S. Химический состав нефтей различных месторождений колеблется в широких пределах, и говорить о её среднем составе можно только условно. Бензиновые и керосиновые фракции большинства нефтей России характеризуются значит, содер­жанием алканов (свыше 50%), иногда преобладают нафтены (50—75%). Содержание ароматических углеводородов в бензиновых и керосиновых фрак­циях большинства нефтей от 3 до 15% и от 16 до 27% соответственно. Масля­ные дистилляты значительно разли­чаются по углеводородному составу. Наибольшим содержанием ароматических углеводородов (в некоторых случаях до 53—65%) отличаются фракции высокосернистых нефтей. Часто нефти харак­теризуются значительным содержанием твёр­дых углеводородов нормального строения — парафинов. Кислородные соединения присутствуют в виде неф­тяных кислот, асфальтенов и смол, содержащих св. 90% находящегося в нефти кислорода. Сернистые соединения нефтей — сероводород, меркаптаны, суль­фиды, дисульфиды, тиофаны, а также полицикличные сернистые соединения разнообразной структуры. Азотистые соединения — в основном гомологи пи­ридина, гидропиридина и гидрохинолина. Компонентами нефтей являются также газы, растворённые в ней (от 30 до 300 м 3 на 1 т Н.), вода и минеральные соли. Содержание золы (минеральных веществ) в большин­стве нефтей не превышает десятых долей процента. Максимальные концентра­ции металлов в нефти не превышают со­тых долей процента: V — 0,015%; Ni — 0,005%; Си — 0,0001%; Со — 0,00004%; Мо — 0,00044%; Сг — 0,00018%.

Цвет нефтей варьирует от светло-корич­невого до тёмно-бурого и чёрного; плотность от 800 до 980—1050 кг/м 3 (плотность менее 800 кг/м 3 имеют газовые конденсаты). По плотности нефти делятся на 3 группы: на долю лёгких нефтей (с плотностью до 870 кг/м 3 ) в об­щемировой добыче приходится око­ло 60% (в России — 66%); на долю средних нефтей (871—910 кг/м 3 ) в России — около 28%, за рубежом — 31%; на долю тяжёлых (св. 910 кг/м 3 ) — соот­ветственно ок. 6% и 10%.

Темпеpaтура начала кипения нефти выше 28 °С. Температуpa застывания колеблется от +26 до —60 °С и зависит от со­держания парафина (чем его больше, тем температуpa застывания выше), удельная теплоёмкость нефти 1,7—2,1 кДж, удельная теплота сгорания 43,7—46,2 МДж/кг, диэлектрическая проницаемость 2—2,5, электрическая проводимость 2- 10 -10 —0,3-10 -18 Ом -1 см -1 . Вязкость изменяется в широких пределах (при 50°С 1,2— 55 • 10 -6 м 2 /с) и зависит от химического и фрак­ционного состава нефти и смолистости (содержания в ней асфальтеново-смолистых веществ). Температуpa вспышки колеблется от 35 до 120°С в зави­симости от фракционного состава и давления насыщенных паров. Нефть растворима в органических растворителях, в воде при обычных условиях практически нерастворима (может образовывать с ней стойкие эмульсии).

источник