تا به حال به این موضوع فکر کرده‌اید که ذغال سنگ چگونه تشکیل میشود؟ ذغال سنگ، نوعی سنگ رسوبی است که طی میلیون‌ها سال و با ایجاد فشار و حرارت روی ریز مواد گیاهان بدست می‌آید. زغال‌ها بر اساس میزان فشار و درجه حرارتی که به آنها وارد میشود، خواص فیزیکی و شیمیایی گوناگونی پیدا می‌کنند. طبقه بندی زغال سنگ، بر اساس معیارهایی همچون خواص فیزیکی، شیمیایی، میزان کربن، درصد مواد فرار، مشخصات پخت، قابلیت کک دهی و عوامل دیگری انجام میشود و در هر کشوری، این دسته بندی متعدد است. در ادامه قصد داریم مشخصات انواع ذغال سنگ همراه با معرفی آنها را در کشور ایران در اختیارتان قرار دهیم.
انواع زغال سنگ
همان‌طور که می‌دانید، زغال سنگ از تجمع مواد آلی و بقایای گیاهان و درختان در بستر رودخانه‌ها تشکیل میشود. پیت یا تورب، اولین مرحله از تغییر و تحول بقایای گیاهان برای تبدیل شدن آنها به زغال سنگ است که به صورت ناقص و به شکل توده‌ای از گیاهان هستند. در این مرحلهنمی‌توان به آنها زغال سنگ گفت، اما به مرور زمان و با افزایش فشار و حرارت به لایه‌های زیرین این بقایا، کم کم زغال سنگ‌ها با انواع مختلفی تشکیل می‌شوند. در ادامه به بررسی انواع زغال سنگ همراه با بررسی ویژگی‌ها و کاربردهای هر یک از آنها می‌پردازیم.
لیگنیت
یکی از انواع زغال سنگ‌ها، لیگنیت است که این زغال سنگ، به رنگ قهوه‌ای تیره و سیاه دیده میشود. ۱۳ درصد از حجم کل ذخایر زغال سنگ در جهان، توسط این نوع زغال سنگ، تامین میشود که بین ۲۵_۳۵ از این سنگ را کربن تشکیل می‌دهد. می‌توان گفت لیگنیت، جزو زغال سنگ‌های جوانی است که به دلیل درصد کم کربن در آن، درجه خلوص پایینی هم دارد. این نوع از زغال سنگ، به دلیل اینکه در معرض فشار و حرارت بالا قرار نگرفته است؛ رطوبت بالا و قدرت خردشدگی بالایی دارد. زغال سنگ لیگنیت، از نوع شپک یا همان شبق، نوعی سنگ گران قیمت است که در کارهای زینتی از آنها استفاده میشود. استفاده از این نوع زغال به عنوان سوخت، آسیب زیادی به محیط زیست وارد می‌کند؛ چرا که میزان تولید مواد آلاینده توسط این زغال سنگ زیاد است.
ساب بیتومینوس
زغال سنگ ساب بیتومینوس یا همان شبه بیتومینه، نوعی از زغال سنگ‌های استخراج شده از معادن است که حدود ۳۰ درصد از ذخایر زغال سنگ در جهان، توسط این نوع زغال سنگ، تامین میشود. درصد کربن زغال سنگ ساب بیتومینوس بین ۲۵_۴۵ درصد متغیر است که این نوع از زغال، هنگامی که سوخته میشود، حرارت کمتری نسبت به زغال بیتومینوس دارد. بیشترین کاربرد این سنگ در صنایع سیمان سازی است که برای تولید انرژی الکتریسیته هم از این زغال استفاده میشود.
بیتومینوس (Bituminous)
یکی دیگر از انواع زغال سنگ‌های استخراج شده، بیتومینوس است که ویژگی‌هایی این زغال سنگ را در ادامه بررسی می‌کنیم.میزان کربن در این نوع زغال سنگ چیزی بین ۷۰_۸۵ درصد است که به عنوان سوخت صنعتی از آن به دلیل صرفه اقتصادی داشتن، استفاده می‌کنند. از این زغال در نیروگاه‌های برق، ذوب آهن و صنایع فولاد نیز به عنوان ماده اولیه استفاده میشود.
این نوع از ذغال سنگ، نرم بوده و در اثر سوختن بوی نامطبوعی ایجاد می‌کند که همراه با دود است؛ بنابراین برای مصارف خانگی از این نوع سوخت استفاده نمی‌شود.
از این نوع زغال سنگ برای تولید موادی شیمیایی همچون کک، قطران، سوخت‌های مایع و دیگر مواد بهره می‌برند. همچنین برای تبدیل شدن این نوع زغال به زغال سخت، باید زمانی طولانی سپری شود. از دیگر ویژگی‌های زغال سنگ بیتومینوس، می‌توان به کیفیت بالاتر آن نسبت به لیگنیت اشاره کرد؛ البته کیفیت این نوع زغال نسبت به آنتراسیت کم‌تر است. عمر و قدمت برخی از گونه‌های این زغال سنگ، در کشور آمریکا به ۳۰۰ ۱۰۰_ میلیون سال قبل هم می‌رسد. همچنین حدود ۵۳ درصد از حجم ذخایر زغال سنگ را هم به خود اختصاص داده است.
آنتراسیت
این نوع از زغال سنگ حاوی مقادیر بالایی از کربن بوده که رطوبت بسیار کمی هم دارد و به همین دلیل، جزو باکیفیت‌ترین نوع زغال سنگ‌ها است. زغال سنگ کربن خواص و ویژگی‌های منحصر به فردی دارد که موارد زیر را شامل میشود. درصد کربن در این نوع زغال بیش از ۹۰ درصد است که در برخی موارد بین ۹۵_۹۸ درصد از حجم این نوع زغال را کربن تشکیل می‌دهد. به سبب درصد بالای کربن موجود در زغال آنتراسیت، این ماده، دارای بازده انرژی بسیار بالایی بوده که برای تولید حرارت و تامین انرژی مورد نیاز بسیاری از صنایع کاربرد دارد.
زغال سنگ آنتراسیت به دلیل داشتن میزان کم رطوبت (حدود ۳ درصد) به حرارت کمی برای اشتعال نیاز دارد. در واقع این سنگ به سرعت سوخته میشود و میزان بازدهی آن در تولید حرارت بالا است.
این نوع سنگ، برای اشتعال به درجه حرارت کمی نیاز دارد و با یک منبع حرارت کوچک هم می‌توان آتش ایجاد کرد. به دلیل پایین بودن درجه اشتعال زغال سنگ آنتراسیت، آتش‌های ایجاد شده نه تنها پایدارتر هستند؛ بلکه بسیار طولانی‌تر هم هستند.
گوگرد و سرب آلاینده‌هایی هستند که از سوختن زغال سنگ‌ها ایجاد می‌شوند. خوشبختانه میزان تولید این آلاینده‌ها در آنتراسیت بسیار پایین بوده و به همین دلیل به عنوان یک سوخت پاک مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور کلی از زغال سنگ آنتراسیت، در صنایعی مانند فولادسازی، تولید برق، گرمایش ساختمان‌ها و صنایع شیمیایی که به درجه حرارت بالایی نیاز دارند، استفاده میشود.
در مجموع دسته بندی‌هایی که برای زغال سنگ در مطالب فوق مورد بررسی قرار دادیم، بر اساس میزان کربن موجود در آنها بود؛ چرا که روش‌های متعددی برای بررسی انواع ذغال سنگ وجود دارد. به عنوان مثال، در کشور آلمان، زغال سنگ‌ها را بر اساس قابلیت کک دهی تقسیم بندی می‌کنند.
مشخصات کلی زغال سنگ‌ها چیست؟
در مطالب فوق به بررسی انواع ذغال سنگ‌ها پرداختیم، اما در این قسمت قصد داریم مشخصات کلی زغال سنگ‌ها را در اختیارتان قرار دهیم.
زغال سنگ‌ها، دارای طیف متنوعی از درجه سختی هستند، به عنوان مثال، زغال سنگ آنتراسیت دارای بیشترین درجه سختی بود و گرافیت، نرم‌ترین نوع زغال سنگ است.
چگالی زغال سنگ‌ها به طور کلی پایین بوده و همین امر موجب کاهش وزن و سبک بودن آنها میشود.
در ذغال سنگ، فضای بین ذرات (تخلخل) بسیار زیاد است.
معمولا به صورت صاف و منحنی شکسته می‌شوند.
براق بودن و مات بودن سطح زغال سنگ‌ها با توجه به نوع آنها، متغیر است.
اگر هر کدام از زغال سنگ‌ها را روی صفحه چینی که بدون لعاب است بکشید، متوجه ایجاد رگه قهوه‌ای یا سیاه می‌شوید.
مشخصات ذکر شده، جزو خواص فیزیکی زغال سنگ‌ها هستند که این خواص تاثیر فراوانی بر نحوه استخراج آنها دارند. همچنین این ویژگی‌ها نیز در مراحل پردازش، همچون حمل و نقل آنها نیز تاثیرگذار هستند.
زغال سنگ که جزو سوخت‌های تجزیه ناپذیر محسوب میشود، یکی از اصلی‌ترین منابع تامین انرژی برای بسیاری از صنایع از جمله صنعت فولاد سازی است. کیفیت و درجه بندی زغال سنگ از لحاظ مرغوبیت متفاوت بوده که مسلما هر چقدر درصد خلوص و سختی زغال سنگ بالاتر باشد، انرژی حرارتی بیشتری را تولید می‌کند. شرکت‌ها و مراکز بسیاری عرضه کننده انواع زغال سنگ هستند
