Ugalj: primjena i raznolikost

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-17 10:20

Teško je zamisliti nešto neophodnije za čovječanstvo od uglja. Njegova primjena je toliko multifunkcionalna da se ponekad jednostavno zapitate. U takvim trenucima se nehotice uvuče sumnja i u glavi mi zvuči sasvim logično pitanje: „Šta? Je li sve ugalj?!” Svi su navikli da ugalj smatraju samo zapaljivim materijalom, ali, u stvari, opseg njegove primjene je toliko širok da se čini jednostavno nevjerovatnim.

Formiranje i porijeklo ugljenih slojeva

Pojava uglja na Zemlji datira još iz daleke paleozojske ere, kada je planeta još bila u fazi razvoja i imala nam potpuno stran izgled. Formiranje slojeva uglja počelo je prije oko 360.000.000 godina. To se uglavnom dogodilo u donjim sedimentima praistorijskih rezervoara, gdje su se organski materijali akumulirali milionima godina.

Drugim riječima,ugalj su ostaci tijela divovskih životinja, stabala drveća i drugih živih organizama koji su potonuli na dno, raspadali se i pritisnuli pod vodenim stupcem. Proces formiranja naslaga je prilično dug, a potrebno je najmanje 40.000.000 godina da se formira ugljeni sloj.

Iskopavanje uglja

Ljudi su odavno shvatili koliko je ugalj važan i nezamjenjiv, njegova svojstva i primjene su ga relativno nedavno mogli procijeniti i prilagoditi na tako velikim razmjerima. Veliki razvoj ležišta uglja počeo je tek u XVI-XVII vijeku. u Engleskoj, a izvađeni materijal korišten je uglavnom za topljenje sirovog željeza, neophodnog za izradu topova. Ali njegova proizvodnja prema današnjim standardima bila je toliko beznačajna da se nije mogla nazvati industrijskom.

Velika eksploatacija počela je tek sredinom 19. stoljeća, kada je industrijalizacija u razvoju postala neophodna za kameni ugalj. Njegova upotreba je, međutim, u to vrijeme bila ograničena isključivo na spaljivanje. Stotine hiljada rudnika sada rade širom sveta, proizvodeći više dnevno nego u nekoliko godina u 19. veku.

Vorte kamenog uglja

Naslage ugljenih slojeva mogu doseći dubinu od nekoliko kilometara, protežući se u debljinu zemlje, ali ne uvijek i ne svuda, jer su heterogena i po sadržaju i po izgledu.

Postoje 3 glavne vrste ovog fosila: antracit, mrki ugalj i treset, koji veoma podsjeća na ugalj.

Antracit je najstarija formacija na planeti te vrsteroda, prosječna starost ove vrste je 280.000.000 godina. Veoma je tvrd, velike gustine i ima sadržaj ugljenika od 96-98%.
Tvrdoća i gustina mrkog uglja je relativno niska, kao i njegov sadržaj ugljenika. Ima nestabilnu, labavu strukturu i takođe je prezasićen vodom, čiji sadržaj može dostići i do 20%.
Tret je takođe klasifikovan kao vrsta uglja, ali još nije formiran, tako da nema nikakve veze sa ugljem.

Imovine uglja

Sada je teško zamisliti drugi materijal korisniji i praktičniji od uglja, čija glavna svojstva i primjena zaslužuju najviše pohvale. Zahvaljujući supstancama i spojevima sadržanim u njemu, postao je jednostavno nezamjenjiv u svim područjima modernog života.

Komponenta kamenog uglja izgleda ovako:

prosječna hlapljiva materija dostiže 35-40%;
prosečan sadržaj pepela ne prelazi 15-18%;
prosečan sadržaj vlage varira između 12-15%;
prosječni sadržaj kalorija je 5500-7000 kcal/kg.

Sve ove komponente čine ugalj čija je primjena i korištenje toliko multifunkcionalna. Isparljive tvari sadržane u uglju osiguravaju brzo paljenje s naknadnim postizanjem visokih temperatura. Sadržaj vlage pojednostavljuje obraduugalj, kalorijski sadržaj čini njegovu upotrebu nezamjenjivom u farmaciji i kozmetologiji, sam pepeo je vrijedan mineralni materijal.

Upotreba uglja u modernom svijetu

Upotreba minerala je drugačija. Ugalj je prvobitno bio samo izvor toplote, zatim energije (pretvarao je vodu u paru), ali sada su mogućnosti uglja u tom pogledu jednostavno neograničene.

Toplotna energija sagorevanja uglja pretvara se u električnu energiju, od nje se prave koks-hemijski proizvodi i izvlači tečno gorivo. Kameni ugalj je jedina stijena koja sadrži tako rijetke metale kao što su germanij i galijum kao nečistoće. Iz njega se izdvaja koksni gas koji se zatim prerađuje u benzol iz kojeg se izoluje kumaronska smola od koje se prave sve vrste boja, lakova, linoleuma i gume. Aromatični ugljovodonici, fenoli i piridinske baze se dobijaju iz uglja. Prilikom prerade ugalj se koristi u proizvodnji vanadijuma, grafita, sumpora, molibdena, cinka, olova i mnogih drugih vrijednih i danas nezamjenjivih proizvoda.