Антрациты UHG используются в качестве заменителей кокса и кокса (в смеси с коксом) в доменных печах при пылеугольном вдувании (ПУТ), в производстве агломерированной железной руды, железорудных окатышей, электродов 7.
Антрацит
Антрацит (от лат. anthracite, от греч. anthrax «уголь, древесный уголь») — самый древний из ископаемых углей, уголь с самой высокой степенью обугливания (метаморфизма) 1 .
Лучший сорт угля, характеризующийся черным цветом, интенсивным блеском и высокой теплотворной способностью 2 .
Высшая марка угля, твердое топливо, образующееся из растительных остатков путем гумификации и обугливания 3 .
Уголь имеет черно-серый цвет с металлическим блеском, твердый, имеет высокую плотность и высокую проводимость.
Антрацит можно считать переходной стадией между литиевым углем и графитом. Месторождения антрацита обычно встречаются в местах сильного движения земной коры, например, на выступах горных хребтов. Торф, погребенный в недрах земли, постепенно преобразуется (при соответствующих условиях) сначала в бурый уголь, а затем в литий и антрацит 4 .
Большая часть антрацита образовалась в результате регионального метаморфизма, когда угленосные пласты были затоплены в зоне высокой температуры и давления. Температура образования антрацита во время регионального метаморфизма находилась в диапазоне 350-550°C, что в сочетании с изменениями давления, свойствами исходного материала и другими причинами привело к образованию антрацита с различными свойствами 6 .
В зависимости от содержания углерода и технологического применения антрацит также классифицируется по следующим качествам: Стандартный класс (SG), высокий класс (HG) и ультравысокий класс (UHG).
Классификационные характеристики антрацита
SG антрацит | HG антрацит | UHG антрацит | Кола | |
---|---|---|---|---|
Влажность (макс., %) | 15 | 15 | 13 | 5 |
Зола (макс., %) | 20 | 15 | 12 | 14 |
Летучие вещества (макс., %) | 10 | 10 | 5 | 2 |
Неподвижный углерод (мин, %) | 73 | 75 | 80 | 84 |
Сера (макс., %) | 1 | 1 | 0.6 | 0.8 |
Фосфор (%) | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.04 |
В некоторых предыдущих классификациях антрациты делились на PA (полукарбонат) и A (антрацит). Недавно введенные государственные стандарты для классификации угля и карбонатов из крупных бассейнов и месторождений не включают марку PA. 6
Запасы антрацита
Мировые запасы антрацита (так называемые извлекаемые ресурсы) составляют около 24 миллиардов тонн, по данным 2009 года (включая Канаду, которая пока не разрабатывает запасы).
В 1980 году мировые запасы составляли 28,2 млрд. тонн, а Россия располагала 14 млрд. тонн антрацита.
Общие запасы антрацита составляют 1% от мировых запасов угля (по данным 2006 года)7 .
Антрацит встречается в отложениях многих геологических систем в виде залежей различной толщины, обычно на средней и малой глубине. Месторождения антрацита находятся в Китае, Южной и Северной Корее, Вьетнаме, России, Украине, Польше, Германии, Великобритании, Испании, США, Свазиленде и ЮАР. По объему запасов (2009 год) Россия занимает первое место, за ней следуют Китай, Украина и Вьетнам. Китай является крупнейшим производителем антрацита, другими важными производителями являются Северная Корея (в основном для внутреннего потребления), Россия, Украина, Вьетнам, Польша, Англия, Австралия и США.
Наиболее важные страны-производители антрацита, 2009 год
Извлекаемые запасы (млн тонн)
Производство (млн. тонн/год)
Основные угольные бассейны: Пенсильвания (США), Альберта (Канада), Витбанк (ЮАР); в Украине — восточная часть Донецкого бассейна 8 .
В России и СНГ антрацит обнаружен в Донецком, Горловском, Кузнецком, Таймырском и Тунгусском бассейнах, а также в бассейнах и угольных месторождениях Уральской и Магаданской областей РСФСР. Высокометаморфический уголь, включая антрацит, известен в Кузнецком, Печорском и Узгенском бассейнах, а также на месторождении Кугитанг (бывший ПГУ Туркменистана).
В настоящее время основные месторождения антрацита в России расположены на юге России (Донбасс) и в Сибири (Горловский угольный бассейн) 9 .
Антрацит и его преимущества
Антрацит — самый старый из ископаемых углей и уголь с самой высокой степенью карбонизации. Это лучший вид угля, отличающийся черным цветом, интенсивным блеском и высокой теплотворной способностью.
Антрацитовый уголь занимает первое место по времени горения и теплотворной способности угля. Он также имеет самую высокую плотность среди всех видов угля.
Происхождение
Антрацит — самый раскаленный из всех известных человеку ископаемых углей. Он также характеризуется самой высокой степенью карбонизации, повышенной плотностью и интенсивным блеском. Он содержит около 95 % углерода. Используется как топливо с высокой энергетической ценностью (теплотворная способность 6800-8350 ккал/кг). Антрацитовый уголь имеет высокую удельную теплоту сгорания, но практически не горюч. Этот вид топлива добывается из угля путем повышения давления и температуры, что происходит под землей (на глубине около 6 км от поверхности земли).
При длительном воздействии высоких температур и давления бурый уголь обычно превращается в каменный уголь, который становится антрацитом.
Самый высокий тепловой КПД может быть достигнут при использовании антрацита, самый низкий — при использовании бурого угля. Уголь традиционно имеет благоприятное соотношение цены и качества.
Антрацит используется в широком спектре человеческой деятельности, например, в промышленном производстве (химия, металлургия, сахарная промышленность и т.д.), коммунальном хозяйстве (отопление, нагрев воды), фильтры для очистки сточных вод также изготавливаются из антрацита и т.д.
Отопление — Антрацит является высококачественным и недорогим отопительным углем. Он не имеет запаха и почти не горит, но дает много тепла. А благодаря высокому содержанию углерода тепловая эффективность антрацита намного выше, чем у угля.
Металлургия — использование антрацита в этом секторе позволяет повысить производительность и снизить стоимость конечного продукта. Технология пылеугольных трубопроводов позволяет заменить природный газ пылевидным углем, который активно используется в металлургии.
Очистка воды — свойства антрацитового угля позволяют использовать его в качестве фильтра при первичной очистке воды. Он используется в системах водоподготовки для котлов тепло- и энергосберегающих установок, а также в напорных фильтрах для доочистки металлургических сточных вод и в производстве сорбентов для очистки воды.
Альтернативное сырье с высоким содержанием углерода. Постепенное истощение сырьевой базы высококачественного коксующегося угля с относительно легкими условиями добычи является причиной того, что в долгосрочной перспективе ожидается рост цен на коксующийся уголь и кокс. В энергетическом использовании антрацит имеет преимущества в виде более высокой теплотворной способности и, следовательно, более низких транспортных расходов на 1 тс (тонну условного топлива).
На рынке наблюдается недостаточное предложение некоторых видов угольного сырья, поэтому на большинстве этих рынков есть возможности для увеличения потребления антрацита. Помимо основных направлений использования, существуют рынки с низкой емкостью, но с возможностью поставки антрацита по высоким ценам. К ним относятся медицинские приложения.
Как формируется уголь антрацит?
Антрацит часто встречается в геологически трещиноватых районах, и его образование связано с нагревом выше среднего, вызванным наличием магматических интрузий или высоких геотермальных градиентов поблизости.
Оба явления приводят к температурам, значительно превышающим те, которые достигаются в большинстве осадочных бассейнов на глубине.
В Антарктиде, например, крупные магматические извержения разрушили залежи угля и превратили некоторые из существующих каменных углей в антрацит.
Считается, что для образования антрацита требуется температура от 170 °C до 250 °C.
Запасы антрацита по странам мира
Мировые запасы антрацита оцениваются примерно в 24 миллиарда тонн по данным 2009 года (включая Канаду, которая пока не разрабатывает запасы).
Основные страны-производители антрацита, 2009 г.
Страна: | Извлекаемые запасы (млн. тонн): | Уровень производства (млн. тонн/год): | Оставшийся срок эксплуатации (лет): |
---|---|---|---|
Россия | 6870 | 9 | 763 |
Китай | 6080 | 275 | 22 |
Украина | 5790 | 20 | 290 |
Вьетнам | 2260 | 40 | 57 |
Северная Корея | 1530 | 22,5 | 68 |
Южная Африка | 710 | 2,5 | 284 |
Южная Корея | 240 | 2,8 | 86 |
Испания | 200 | 3,5 | 57 |
США | 60 | 1,6 | 38 |
Польша | 10 | 0,0 | 253 |
Наиболее важные угольные бассейны:
- Пенсильванский (США),
- Альберта (Канада),
- Витбанк (ЮАР).