Бурый уголь

ГРУППА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ ПОДГРУППА ГУМУСОВЫХ УГЛЕЙ,ИЛИГУМИТОВ

ОРГАНОГЕННЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ

ПОДГРУППА ГУМУСОВЫХ УГЛЕЙ,ИЛИГУМИТОВ

ГРУППА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ

Под ископаемыми углями понимают твердые каустобиолиты, являющиеся продуктами изменения (метаморфизма) остатков высших растений, в меньшей мере — простейших организмов и используемые в промышленности в качестве энергетического топлива, технологического и химического сырья.

По происхождению и составу растительных остатков ископаемые угли делятся на три подгруппы: гумусовые угли, липто-биолиты и сапропелиты (сапропелевые угли). Здесь описываются только наиболее практически важные и распространенные гумусовые угли и сапропелиты (см. ниже).

Название от лат. humus — земля.

Подавляющая масса каменных и бурых углей, используемых в промышленности, представлена гумусовыми углями, которые поэтому называют также обычными углями.

Гумусовые угли состоят в основном из переработанных частей высших растений (стволов, стеблей и ветвей), т.е. из продуктов разложения лигнина, целлюлозы (растительной клетчатки) и отчасти растительного белка — веществ, из которых построены ткани высших растений.

Имеются два главных типа изменения растительных остатков:

а) фюзенизация (обугливание) происходит в сравнительно сухой среде в условиях некоторого доступа кислорода и заключается в окислении растительных тканей. Образующиеся при этом матовые фюзеновые угли сохраняют отчетливо видимое под микроскопом клеточное строение, а внешне похожи на обычный древесный уголь;

б) гелификация (остуднение) протекает в обстановке сильной обводненности без доступа воздуха (под слоем воды в стоячих болотах) и выражается в разбухании растительных тканей и превращении их в блестящую аморфную бесструктурную массу — твердый коллоид (гель).

Среди гумусовых углей выделяется несколько типов, различающихся по степени изменения растительных остатков или, как принято говорить, по степени метаморфизма (углефикации).

По мере увеличения последней в углях растет содержание углерода с одновременным уменьшением содержания кислорода, водорода, летучих составных частей (легких углеводородов, воды и т.д.).

Ряд метаморфизма гумусовых углей, в котором степень углефикации растет слева направо, выглядит следующим образом: торф —бурые угли — каменные угли — антрациты.

Обычно различают три стадии метаморфизма (углефикации) гумусового органического вещества: торфяную, буроугольную и каменноугольную.

Ископаемые угли служат главным видом твердых горючих ископаемых и широко применяются как энергетическое топливо в металлургической, химической и других отраслях промышленности.

Происхождение названия породы. Назван по цвету самого угля и его черты.

Морфологические признаки. Структура аморфная. Отличается хорошей сохранностью фрагментов растений, обычно очень мелких, различимых лишь под микроскопом, но иногда (лигнит) и невооруженным глазом.

Текстура однородная либо слоистая, полосчатая. Состоит главным образом из гуминовых кислот с примесью углеводородов и высокомолекулярных углеродистых веществ (карбоидов).

Содержание углерода — 67-75%, водорода — около 5%, суммы кислорода и азота — от 17 до 30%. Естественная влажность — 10-25% (иногда до 40% и более). Многие бурые угли сильно битуминозны; иногда они содержат до 40-50% легких углеводородов.

Бурый уголь рыхлый землистый, кусковатый (слабо, связанный) либо плотный, прочно связанный.

Цвет коричневый, от светлого (рыхлые разности) до весьма темного оттенка, также черный (плотные разности).

Черта светло-бурая до буровато-черной.

Блеск тусклый, полуматовый.

Твердость низкая или средняя; излом землистый, редко полураковистый.

Удельный вес 1,1-1,2.

Горит. Теплотворная способность 5-6 тыс, ккал/кг на горючую массу.

Разновидность лигнит — бурый уголь с четко выраженным древесным строением. Обычно состоит из остатков хвойных пород деревьев, причем размер этих фрагментов может варьировать от небольших частиц до целых стволов.

Происхождение и распространение. Залегает слоями, пластообразными залежами, линзами.

Происхождение биогенное. В ряду ископаемых углей бурый уголь представляет сравнительно низкую ступень метаморфизма растительных остатков, следующую за образованием торфа. Бурый уголь занимает переходное положение между торфом и каменным углем.

Черные плотные разности бурого угля близки по составу и свойствам к каменному, но еще сохраняют бурый оттенок черты и окрашивают раствор горячей щелочи и азотной кислоты, т.е. в отличие от каменного угля содержат гуминовые кислоты. Лигнит образуется при подводном разложении древесины. В ходе дальнейшей углефикации бурые угли превращаются в каменные угли.

На долю бурых углей приходится около 35% суммарных запасов ископаемых углей в России. Главные буроугольные бассейны: Ленский, Канско-Ачинский, Тунгусский, Кузнецкий, Тургайский, Таймырский, Подмосковный и др.

Диагностические признаки. Отличается от каменных углей бурым цветом самого угля и особенно его черты, а также бурым окрашиванием кипящего раствора едкой щелочи и интенсивно-желтым до красно-бурого (чайного) окрашиванием нагретого разбавленного раствора HNO3.

Практическое значение. Энергетическое топливо местного значения и ценное химическое сырье. При переработке бурых углей методом сухой перегонки получают полукокс, до 20% первичных смол (дегтя), горючий газ. Из буроугольной смолы вырабатывают горный воск.