Антрацит: общие сведения

Антрацит представляет собой ископаемый уголь очень высокого качества. Для него характерен высокий метаморфизм, то есть степень структурного минерального изменения. Под метаморфизмом угля понимают процесс изменения химического состава органического вещества на стадии его превращения из бурого угля в антрацит. Перестройка структуры при метаморфизме идет с повышением в веществе содержания углерода и уменьшением содержания кислорода.

Подобно иным видам полезных ископаемых, антрацит формируется на протяжении многих тысяч лет из остатков растений, которые находятся под слоями грунта без доступа кислорода. Своему образованию антрацит обязан процессам углефикации и гумификации, протекающим за большие промежутки времени. Этот вид каменного угля считается наиболее качественным.

Свойства антрацита

Характеристики этого вида угля описываются несколькими параметрами. Для антрацита характерен очень насыщенный черно-серый или полностью черный цвет; в цвете может присутствовать некоторая побежалость. Для этого вида угля свойственны сильный металлический блеск и высокая теплотворная способность. Этот материал обладает хорошей электропроводностью, высокой плотностью и твердостью.

На фарфоровой пластинке антрацит оставляет бархатистую черную черту. Обладает большой вязкостью, почти не подвержен спеканию. Твердость по минералогической шкале колеблется от 2,0 до 2,5; плотность органической массы находится в пределах от 1500 до 1700 кг/куб. м. Теплота сгорания антрацита составляет около 8200 ккал/кг.

В общей массе антрацита содержится:

  • углерод (93,5-97%);
  • летучие вещества (до 9%);
  • водород (1-3%);
  • кислород и азот (1,5-2%).

Для сравнения: в буром угле содержится в среднем всего 65-70% углерода.

Будучи гумусовым ископаемым углем, антрацит отличается самой высокой степенью метаморфизма. Даже под микроскопом в нем с большим трудом можно увидеть растительные остатки.

Как образуется антрацит

На первом этапе образования породы формируется торф, а на его основе – бурый уголь. При определенном длительном воздействии факторов среды ископаемое переходит в каменный уголь и его разновидность, являющуюся переходным звеном к графиту, – антрацит. Залегает эта порода на глубине до 6000 м, часто – в отрогах гор. Обычно в таких местах отмечаются сдвиги земной коры.

Образование антрацита включает несколько стадий. Сначала отмирающая древесина попадает в грунт. Постепенно почва с остатками растительности становится торфом. Под воздействием сил природы торф спрессовывается, затвердевает, а затем превращается в бурый уголь. Он трансформируется в каменный уголь, а потом – в антрацит. Весь цикл подобных трансформаций может занимать несколько десятков миллионов лет.

Особенности и преимущества антрацита

Антрацит относят к самым качественным сортам угля. В нем очень высоко содержание химически связанного углерода при низком содержании серы. Высокая удельная теплота сгорания антрацита сочетается с низким содержанием влаги. Горит это вещество без пламени и дыма, при сгорании не спекается. Во время горения антрацита в окружающую среду выделяется незначительная доля летучих веществ (до 5%). По своей теплотворной способности данный уголь превосходит все прочие его разновидности, а также природный газ.

Применение антрацита

Отрасли, где находит применение антрацит:

  • металлургия;
  • химическая промышленность;
  • энергетика;
  • производство цемента;
  • коммунальное хозяйство.

Будучи самым плотным сортом каменного угля, антрацит занимает высшие позиции по степени теплоотдачи и времени сгорания. Для отопления одной и той же полезной площади требуется гораздо меньше антрацита, чем любого другого вида угля или дров.

Минус антрацита: разгорается он не во всех типах печей и котлов. Чтобы антрацит хорошо горел, необходимо обеспечить достаточную подачу воздуха, чаще всего – принудительную.

Антрацит широко применяется в промышленном производстве. Без него не обходится металлургия, химическая промышленность, сахарное производство. В коммунальном хозяйстве этот уголь применяют для отопления, нагрева воды. Очень популярен антрацит  в качестве топлива в частных домовладениях.

В металлургии этот материал используют, чтобы спекать известняк и железо. Это высококачественное топливо делает металлургические процессы более экологичными. Антрацит считается отличным восстановителем металлов.

Отсев антрацита с высоким содержанием золы широко используют в электроэнергетике в качестве топлива. Для пылевидного сжигания антрацита приходится изготовлять топки с особой конструкцией и конфигурацией.

Находит свое применение этот уголь в печах для обжига цемента.

Это полезное ископаемое применяют при изготовлении фильтрующих элементов для очистки промышленных стоков. Антрацит может стать заменой активированному древесному углю в бытовых фильтрах для очистки воды.

Добыча антрацита

Антрацит добывают шахтным способом из тектонических пластов угля. Глубина шахт достигает полутора километров и более. После подъема антрацита на поверхность его доставляют на перерабатывающие предприятия, где ведется его обогащение и сортировка на фракции. Обработанный антрацит готов для отправки конечным потребителям.

Известно, что для образования очень качественного угля глубина залегания торфяных месторождений должна превышать 3 тыс. метров. Антрацит обычно добывают на глубинах, превышающих эту отметку.

Мировые запасы антрацита по данным 2009 года составляют не менее 24 млрд тонн. Залегает это вещество в пластах на средней и малой глубине. Пласты антрацита имеют различную мощность, которая определяется типом отложений в конкретной геологической системе.

На первом месте по запасам антрацита в мире стоит Россия. Ей уступают Китай, Украина и Вьетнам. Однако по производству этого продукта Китай уверенно занимает первое место в мире.

Основные страны, добывающие антрацит:

  • Китай;
  • Россия;
  • Украина;
  • Вьетнам;
  • Северная Корея;
  • Южная Африка;
  • Испания;
  • США.

На территории России залежи антрацитов сосредоточены в Кузнецком, Тунгусском, Таймырском бассейнах, в районе г. Шахты, на месторождениях Магаданской области и Урала. Залежи качественного угля в Российской Федерации составляют около трети от мировых запасов. Самым крупным угольным бассейном в стране считается Кузбасс, расположенный в неглубокой межгорной котловине на территории Западной Сибири. Минусом этого месторождения можно считать географическую удаленность от главных потребителей, которыми являются центральные районы России, Сахалин и Камчатка.

Тунгусский угольный бассейн занимает значительную часть Восточной Сибири. Но разведанные объемы антрацитов здесь не слишком велики.

Поставщиком высококачественных антрацитов на Украине являются Луганская и Донецкая области. Среди других стран постсоветского пространства месторождения антрацитов имеются в Туркмении.

Впервые добыча антрацита была осуществлена в Южном Уэльсе (Великобритания) еще в средние века. Богатые месторождения этого вещества находятся в Пенсильвании (США); на этот регион приходится почти вся добыча антрацита в этой стране. Известностью пользуются месторождения в Скалистых Горах на территории Канады, а также в Андах на территории Перу.