Реферат на тему:


Воспользуйтесь поиском к примеру Реферат        Грубый поиск Точный поиск






Загрузка...

Реферат на тему:

Петрография угля

В большинстве случаев угля макроскопически не вполне однородно, а состоит из составных частей (ингредиентов, литотипов), которые в плоскостях, перпендикулярных напластованию, заметные невооруженным глазом. В 1919 году М. Стокс разделила ингредиенты (литотипов) гумусовых углях на Витрен, кларен, Дюрен и фюзен (табл. 2.7).

Витрен (блестящий) представляет собой черные слои с очень сильным блеском и раковистым изломом. Часто он хрупкий и розитнений множеством тонких трещин, вследствие чего расслаивается на кубики, а при извлечении мелко измельчается. В гумусовом угле встречается в виде пластов мощностью более 3-10 мм.

Кларен (промежуточный) по блеску занимает промежуточное положение между ветреный и Дюреном и состоит из чередующихся слоев ветреный, Дюрена, а иногда и фюзен.

Дюрен (матовый) может быть черного или серого цвета, но всегда матовый. Он очень прочный и поэтому раскалывается при разрушении на крупные куски с шероховатым изломом. Слои Дюрена встречаются реже, чем слои ветреный и кларен, но иногда они имеют относительно большую мощность (до 10 см) и хорошо выдержаны по простиранию.

Таблица 2.7 - Классы и литотипов каменного угля

КЛИС угля | литотипов | Макроскопични особенности

Гумит | Витрен | Блестящий, черный, конечно хрупкий, часто трещиноватый.

Кларен | Напивблескучий, черный, тонкослоистые.

Дюрен | Матовый, черный или серо - черный, твердый с грубой поверхностью.

фюзен | Шелковистый блеск, черный, волокнистый, м, который, Кричко.

сапропелиты | Кеннел | Матовый или с легким жирным блеском, черный, гомогений, неслоистой, очень твердый, с раковистым взломом.

богхед | Похож на Каннель, но немного буроватый, с коричневой чертой.

фюзен (черный, рыхлый) имеет шелковистый блеск, черный цвет. Мягкий и пушистый пачкает руки при прикосновении. Конечно фюзен встречается в пласте в форме линз толщиной несколько миллиметров и длиной несколько сантиметров. В полостиах особенно богатых фюзен встречаются слои фюзен мощностью до 20 см и длиной несколько метров. В большинстве угля фюзен играет лишь второстепенную роль.

сапропелевыми угля (сапропелиты) существенно отличается от гумитив отсутствием слоистости, однородным составом и очень высокой плотностью. Сапропелиты низкой степени углефикации отличаются высоким содержанием водорода и большим выходом летучих веществ с высоким выходом газа и смолы. Их разделяют на Кеннели, богхед и переходные разновидности.

Кеннел - уголь черного цвета, матовое, однородное и компактное, раскалывается с раковистым изломом, под микроскопом имеет правильную микрошаруватисть. Наиболее характерная особенность всех Кеннел - почти одинаковый размер складовиих частиц. Кеннели встречаются в большинстве угольных бассейнов мира. В виде слоев от нескольких миллиметров до десятков сантиметров найдены в гумусовом угле Донбасса.

Бокхеды визуально очень похожи на Кеннели, но отличаются от них буроватым цветом и коричневой чертой. Их характерной составной частью является альгинит, которого почти нет в настоящих Кеннел.

Существует много переходных форм от Кеннел к богхед. Если в Кеннел содержится большое количество водорослей, но не более, чем спор, то это указывает на переходный тип. Настоящий богхед почти не содержит споры.

липтобиолиты, образовавшиеся из наиболее устойчивых частей растений (воска, смол), составляют небольшие по мощности слои в угле нижнего карбона Западного Донбасса и отдельные пласты Ткибульського месторождения в Грузии. Ткибульски липтобиолиты легко воспламеняются от спички, что связано с особенностями их состава. Основным материалом для их образования служили смола хвойных растений, кутикулы листьев и побеги высших наземных растений. Смолистые липтобиолиты характеризуются повышенной пористостью, они содержат углерода на 3-6% меньше, а водорода на 0,5-3,0% больше, чем соседние пласты гумитив. При высоких температурах липтобиолиты разлагаются с выделением большого количества газоподибних органических веществ, в связи с чем легко воспламеняются. При низких температурах они химически более инертны, чем гумиты. Исходный материал, его биохимические и геохимические преобразования в различных условиях обусловили формирование многочисленных однородных по своим оптическим и физико-химическими свойствами микрокомпонентов угля, выделением и описанием которых занимается угольная петрография. Микрокомпоненты угля, в отличие от минералов, широко варьируют по химическим составом и физическими свойствами.

В современном значении термин "микрокомпонент" ( "мацерал" по международной терминологии) используется для характеристики формы и происхождения микроскопических компонентов угля. Международный комитет по петрологии угля установил стандартные правила петрографической микроскопии. В Украине существует государственный стандарт, регламентирующий определение петрографического состава каменного угля. Согласно этому стандарту органические и минеральные микрокомпоненты объединены в семь групп (табл. 2.8).

витринита является наиболее распространенной и поэтому важнейшей группой микрокомпонентов в каменном угле. Микрокомпоненты этой группы имеют ровную поверхность и серый цвет различных оттенков, рельеф выражен слабее, чем в других микрокомпонентов. Компоненты группы витринита на средней стадии углефикации (Ro от 0,64 до 1,85) при нагревании переходят в пластическое состояние. Их поведение в процессе коксования зависит от степени углефикации. В группу витринита входят колинит и телинит.

Коллинит является бесструктурным компонентом витринита. В структурном витринита ячейки часто заполнены коллинитом, а стенки ячеек построены с теллиниту. В угле не встречающиеся витринита слои из чистого, истинного бесструктурного коллиниту, также редко встречается чистый теллинит. Витринита обычно образуется из стволов, веток, корней и листьев деревьев. Если в слоях витринита структура не оказывается ни в отраженном, ни в проходящем свете, то во многих случаях это объясняется маскировкой ячеистой структуры внаслидонажатии легко трескается и раскалывается на прямоугольные призмы или кубики больших размеров, а также на очень мелкие осколки, скапливающихся в виде тонкой пыли. Сопротивление витринита сжатию уменьшается от длиннопламенных угля до коксующегося, затем при повышении степени углефикации снова растет.

Пористость витринита, определенная по изотермами адсорбции, изменяется в зависимости от степени углефикации от 0,05 см3 / г для витринита с содержанием углерода 71% до 0,03 см3 / г для витринита Cdaf = 94% с минимумом, равным 0,025 см3 / г, в витринита с содержанием углерода 89%. Содержание витринита в угле Донбасса составляет 85-95%.

Группа семивитриниту по физическим, физико-химическим и химико-технологическими свойствами занимает промежуточное положение между группами витринита и фюзиниту, находясь ближе к витринита. Микрокомпоненты этой группы (семиколинит и семителинит) не имеют рельефа, цвет у них серый или беловато-серый, но всегда более светлый, чем в изометаморфних микрокомпонентов группы витринита. В процессе коксования семивитриниты способны размягчаться, не переходя в пластическое состояние, и обладают способностью спекаться с другими микрокомпонентами. Семиколинит является бесструктурным микрокомпонентов, а семителинит характеризуется наличием клеточной структуры разной степени сохранности. Поскольку их трудно различить при клеточной структуре, плохо сохранилась, то при массовых подсчетам оба микрокомпоненты определяются совместно.

микрокомпонентов группы фюзиниту характеризуются высокой отражательной способностью и резко выраженным микрорельефом. Их цвет меняется от белого до желтого в отраженном свете, а в проходящем свете он черный.

Структура растительной ткани в фюзинити наиболее сохранилась. Иногда даже можно отчетливо видеть внутриклеточное пространство. Полости клеток обычно пустые, но иногда заполнены минералами. В фюзинити третичного и мезозойского угля можно различать годовые кольца за чередованием клеток с широкими и узкими полостями.

В торфи, буром и каменном угле встречаются различные количества фюзиниту. Чаще его доля незначительна и не превышает нескольких процентов. Как правило, в торфе и буром угле фюзиниту содержится гораздо меньше, чем в каменном угле. Богатые фюзинитом некоторые пермские и юрские пласты месторождений России.

Фюзинит обладает высокой абразивной твердостью и микротвердостью за счет чего в аншлифа оказывается высокий рельеф. Истинная плотность фюзиниту около 1,5 г / см3, то есть выше, чем в витринита. Для фюзиниту характерно высокое содержание углерода и низкий - водорода. С ростом степени углефикации выход летучих веществ уменьшается, при коксования он не плавится. Существенной особенностью фюзиниту является незначительное изменение физических свойств в ряде углефикации.

Мацералы группы лейптиниту (споринит, кутинит и резинит) состоят из спор кутин, суберин, воска, жиров и масел растительного происхождения и различаются между собой по морфологическим признакам, обусловленными их происхождению. Их форма и размер также зависит от исходного материала. Они имеют самую низкую отражательную способность, и начиная со стадии коксующегося угля их цвет становится подобный витринита и эта группа бывает практически невнятная при подсчете. Микротвердость меньше, чем в витринита и фюзиниту. При коксовании микрокомпоненты этой группы образуют более подвижную пластическую массу, чем витринита. Микрокомпонент споринит образован оболочками екзины макро- и микроспор, состоящие из воскообразное вещества. В палеозойском угле споринит встречается в больших количествах и составляет основной компонент лейптиниту, будучи наиболее важным микрокомпонентов этой группы.

В угле низкой стадии углефикации отражательная способность спориниту гораздо меньше, чем в витринита. Споринит является самым легким компонентом угля, в ряде углефикации его истинная плотность колеблется в пределах 1,18-1,28 г / см3.

В противовес витринита споринит имеет высокую абразивную твердость, которая с ростом стадии углефикации становится такой же как в витринита. при пиролизев реторте Фишера споринит благодаря повышенному содержанию водорода выделяет повышенное количество смолы и газа.

микрокомпонентов кутинит представляет вещество похожее на споринит, но не идентичную ему. Он образовался из остатков кутикулы, представляющие кутинизований слой листьев и молодых побегов. В угле встречается в виде полос разной ширины, одна из которых более или менее ровная, а вторая зубчатая или волосистая.

Физические свойства кутиниту почти аналогичны таковым у спориниту. Кутинит обычно несколько бледнее, чем связанный с ним споринит, в ряде углефикации кутикулы исчезают раньше, чем споры. В антрацитах кутикулы яснее, чем витринита. Прочность кутинита почти такая же, как в спориниту.

Основной веществом в кутинити является кутин, тесно связан с суберином. Оба вещества представляют собой сложный глицериновый эфир жирных кислот. Характерной его особенностью является высокое содержание водорода, который превышает 5% атомных процентов. Выход летучих веществ составляет около 80% в горючую массу, содержание углерода 70,6-76,4%, водорода 7,6-11,8%, кислорода 11,8-21,7%. Растворимость в смеси бензола и спирта очень мала или нулевая, смесью хлороформа и спирта из него можно извлечь небольшое количество воска.

Резинит состоит из различных смоляных включений в виде отдельных телец, отличных как по форме, так и по размерам. Они встречаются в виде зерен, овальных тел неправильной формы, палочек, иногда резинит заполняет полости клеток в телинити. Распространение в угле карбона неравномерное, местами он встречается в третичном буром угле.

Отражающая способность резиниту в угле низкого спупеня углефикации всегда ниже, чем у соответствующего витринита. В проходящем свете он беловато-желтого, лимонно-желтого и желтовато-красного цвета. В аншлифа он имеет темно-серый цвет. Истинная плотность его изменяется от 1,0 до 1,2 г / см3. Резинит не проявляет рельеф на полированных поверхностях, свидетельствует о его одинаковую абразивную твердость с витринита.

Резинит в буром угле мыстить от 77 до 85% углерода, от 8,8 до 11,0% водорода и от 2,7 до 13% кислорода на горючую массу. Большая часть резиниту бурого угля может растворяться в смеси бензола со спиртом, тогда как экстракция с спориниту и кутиниту очень незначительная или равно нулю. Количество и характер извлечения зависит от степени углефикации, характера растворителя и условий извлечения. Количество смолы, экстрагируется растет с повышением температуры. Резинит способен поглощать кислород, а по мере окисления хуже растворяется и становится менее плавящимся при нагревании.

Теплота сгорания резиниту бурого угля составляет 39 МДж / кг. Отражательная способность резиниту растет с увеличением стадии углефикации.

Группа альгиниту включает микрокомпоненты, составляющих сапропелиты (кальгинит и тальгинит). В отраженном свете цвет и отражательная способность альгиниту аналогичны таковым у микрокомпонентов группы лейптинита. Кальгинит представлен бесструктурную сапропелевыми основной массой цементирует в угле форменные элементы и минеральные вещества. Тальгинит представлен колониями водорослей, имеющих определенную форму и размер.

Микстинит представляет собой тонкую смесь компонентов группы витринита с минеральными, в основном глинистыми примесями или микринитом с размером частиц до 2 мкм. Хотя он литотипов, при подсчете его учитывают как микрокомпонент.

Минеральные примеси в угле представлены глинистым материалом, сульфидами, кальцитом, кварцем и другими минералами, и их определяют в отраженном свете без иммерсии при общем увеличении микроскопа в 200-300 раз. В этих условиях они в большинстве случаев хорошо отличаются от органического вещества угля.

ЛИТЕРАТУРA

Саранчук В.И., Айруно А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей.- К .: Наукова думка.

Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция бурых углей.- К .: Наукова думка, 1984.

Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых.- К .: Выща шк., 1987.-359с.

Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева,-1999.-195с.

Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива.-- М. Недра 1980.-- 256 с.

Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих ископаемых.-- К. : Вища шк. Головное изд-во, 1980.-- 255 с.

Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические свойства углей. -- М. : Недра, 1980. -- 266 с.

Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей.-- М : Недра, 1975.-- 159 с.

Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа.--М. : Недра, 1978.--231 с.

Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля.-- К. : Наук. думка, 1982.-- 166 с.

Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных соединений.-- 3-е изд., перераб. и доп.-- М. : Химия, 1976.-- 436 с.

Загрузка...