10 Điều Chưa Biết Về Than Đá

Trong nền công nghiệp phát triển hiện nay, than đá luôn giữ một vị trí quan trọng trong sản xuất các ngành dệt may, chế biến thực phẩm, sản xuất điện,.. Vậy than đá là gì ? lịch sử sử dụng than đá trên thế giới, tính chất than đá ra sao, phân loại các loại than đá, công thức hóa học của than đá là gì, ứng dụng và tác hại của than đá với sức khỏe, môi trường,… sẽ được để cập chi tiết nhất trong bài viết này .

Than Đá là gì ?

Than đá là gì ? Than đá là một trong những nhiên liện hóa thạch sơ cấp quan trọng nhất. Than là một vật liệu giàu carbon rắn có màu nâu hoặc đen và thường xuất hiện nhiều nhất trong các trầm tích phân tầng hay còn gọi là các tầng đá có nhiều lớp hoặc khoáng chất. Đây là câu trả lời dể hiểu cho câu hỏi Than đá là gì tuy nhiên hãy cùng khám phá tiếp bên dưới nhé !

Bạn đang xem: 10 Điều Chưa Biết Về Than Đá

Than đá được tạo ra như thế nào ?

Các loại than khác nhau được hình thành do sự khác nhau về loại thực vật, mức độ than hóa (được gọi là cấp than) và phạm vi tạp chất  Mặc dù hầu hết các loại than xuất hiện trong trầm tích phân tầng, các trầm tích này sau đó có thể chịu nhiệt độ và áp suất cao gây ra bởi sự xâm nhập hoặc biến dạng của lửa trong quá trình hình thành (tức là các quá trình hình thành lên núi ) dẫn đến sự hình thành của than antraxit và cả than chì . 

Mặc dù nồng độ của cacbon trong của Trái Đất lớp vỏ không vượt quá 0,1 phần trăm tính theo trọng lượng nhưng nó không thế thiếu trong cuộc sống, là nguồn năng lượng chính của con người.

Đến đây chắc cơ bản cũng nắm được than đá là gì rồi phải không , tiếp theo cùng tìm hiểu sự phân bổ than đá trên thế giới nhé !

Sự Phân Bổ Than Đá Trên Thế Giới

Vị trí sự phân bổ than đá trên thế giới , được tập trung thể hiện rõ bên dưới hình những nơi xuất hiện than đá quan trọng nhất trên Trái đất.

Như chúng ta thấy sự phân bổ than đá tập trung chủ yếu ở Châu Mỹ, Nam Phi, Úc, Trung Quốc, Nga và Bắc Mỹ

Nguồn gốc và sự hình thành than đá

Nguồn gốc của than đá đến từ đâu ? sự hình thành của than đá ra sao cùng xem vật liệu tạo nên than đá và quá trình hình thành của chúng nhé

Thực Vật là vật liệu cấu thành than đá

Về lịch sử hình thành phải hiểu cơ bản nguồn gốc của than là thực vật. Đúng thế nguồn gốc của than được ghi nhận phần lớn hầu hết được hình thành từ thức vật mọc ở vùng đầm lầy, ấm và ẩm ướt. Vật chất được tạo nên từ những thực vật này tích tụ ở những vùng đất trũng thường xuyên hay gọi là đầm lầy sau đó được chuyển thành than bùn thông qua hoạt động của vi sinh vật trong những điều kiện nhất định và trải qua thời gian dài loại than bùn này tiếp tục tích tụ sau đó được chuyển thành than.

Bằng chứng cho thấy than được lấy từ thực vật đến từ ba nguồn chính. 

• Đầu tiên, lignites là loại than cấp thấp nhất thường chứa các di tích thực vật dễ nhận biết. 
• Thứ hai, các lớp đá trầm tích bên trên, bên dưới và tiếp giáp với vỉa than chứa hóa thạch thực vật ở dạng ấn tượng và màng cacbon hóa (ví dụ: lá và thân ) và phôi của các bộ phận lớn hơn như rễ , cành và thân.
•  Thứ ba, ngay cả những loại than có cấp bậc cao cũng có thể tiết lộ sự hiện diện của nguyên liệu thực vật tiền chất. 

Khi được kiểm tra bằng kính hiển vi ở các phần mỏng hoặc các khối được đánh bóng, vẫn có thể nhận ra thành tế bào, lớp biểu bì (thành ngoài của lá), bào tử và các cấu trúc khác. Cũng có thể có tảo và xác nấm. 

Sơ đồ hóa thạch của than đá

Than antraxit (hạng than cao nhất), có vẻ như có nguồn gốc từ tảo , được biết đến từ kỷ Proterozoi (khoảng 2,5 tỷ đến 541 triệu năm trước) của thời Tiền cam . Đây là thời sơ khai sự hình thành của than đá

 Đá silic cùng tuổi chứa tảo và nấm hóa thạch . Bởi kỷ Silur(443,8 triệu đến 419,2 triệu năm trước), thực vật đã phát triển khả năng tồn tại trên đất liền và đã xâm chiếm các khu vực ven biển của hành tinh .

Bằng chứng về rừng ven biển được bảo tồn trong các địa tầng của Kỷ Ordovic (485,4 triệu đến 443,8 triệu năm trước). Vào nửa sau của Đại Cổ sinh , thực vật đã trải qua quá trình tiến hóa sâu rộng và chiếm giữ nhiều môi trường trống trước đó (hiện tượng này đôi khi được gọi là bức xạ thích nghi ).

Có hai thời đại hình thành than đá chính trong lịch sử địa chất. Cổ hơn bao gồm Kỷ Cacbon (kéo dài từ 358,9 triệu đến 298,9 triệu năm trước và thường được chia thành các tiểu vùng Mississippian và Pennsylvanian ) và Kỷ Permi (từ khoảng 298,9 triệu đến 251,9 triệu năm trước) của Đại Cổ sinh. 

Phần lớn than bitum của miền đông Bắc Mỹ và Châu Âu là cây kim loại có tuổi. Hầu hết than ở Siberia, miền đông Châu Á và Úc có nguồn gốc Permi.

Kỷ nguyên trẻ hơn của quá trình hình thành than đá bắt đầu cách đây khoảng 145 triệu năm, trong Kỷ Phấn trắng , và đạt đến đỉnh cao khoảng 66 triệu đến 2,6 triệu năm trước, trong các thời kỳ Paleogen và Negene của Kỷ nguyên Kainozoi . Hầu hết các loại than được hình thành trong thời đại sau này là than và Sub-bituminous (màu nâu) than. Chúng phổ biến ở miền tây Bắc Mỹ (bao gồm Alaska), miền nam nước Pháp và trung tâm châu Âu, Nhật Bản , và Indonesia .

Bao gồm hệ thực vật Paleozoi muộn hình cầu ,lycopsid , pteropsid và Cordaitales . 

• Các Calamity hình cầu mọc như cây trong đầm lầy. 
• Cây thiên lý có thân dài, nối với các tán lá thưa thớt. Lycopsids bao gồm các loài Lepidodendron và Sigillaria (cao tới 30 mét [khoảng 100 feet]) mọc ở những khu vực hơi khô hơn.
• Pteropsids bao gồm cả dương xỉ thực sự (Filicineae) và dương xỉ hạt đã tuyệt chủng (Pteridospermaphyta), chúng phát triển trong môi trường tương đối khô. 
• Các Cordaitales , có thân cao và lá dài, hẹp, giống cọ, cũng ưa thích những vùng khô hơn. Trong suốt kỷ Creta và Kainozoi, thực vật hạt kín (thực vật có hoa) đã tiến hóa, tạo ra một hệ thực vật đa dạng mà từ đó các than non phát triển.

Than đá dùng để làm gì qua các thời kỳ

Than đá dùng để làm nhiên liệu để đốt lấy nhiệt. Hiện nay, than đá cung cấp khoảng một phần tư năng lượng cơ bản của thế giới. Và đây cũng chính là nguồn năng lượng lớn nhất để sản xuất điện. Sau khi đã hiểu rõ về than đá là gì và sự hình thành của nó, tiếp theo chúng ta tìm hiểu về lịch sử sử dụng của than đá trong qua từng thời kỳ trong nhân loại nhé.

Than đá sử dụng trong Thời cổ đại

Than đá dùng để làm gì ở thời cổ đại Việc phát hiện ra việc sử dụng lửa đã giúp phân biệt con người với các loài động vật khác . 

Nhiên liệu ban đầu chủ yếu là gỗ (và than củi có nguồn gốc từ nó), rơm rạ và phân khô.

 Các tài liệu tham khảo về việc sử dụng than thời kỳ đầu rất ít ỏi. Aristotle đề cập đến “các vật thể có nhiều đất hơn là khói” và gọi chúng là “các chất giống như than đá.”

Than được sử dụng thương mại của Trung Quốc rất lâu trước khi nó được sử dụng ở châu Âu. Mặc dù không có hồ sơ xác thực nào, nhưng than từ mỏ Fushun ở đông bắc Trung Quốc có thể đã được sử dụng để nấu chảy đồng sớm nhất là 1000 BCE ( Trước Công Nguyên) . Đá được sử dụng làm nhiên liệu được cho là đã được sản xuất ở Trung Quốc trong triều đại nhà Hán (206 BCE –220 CE ).

Ở Châu Âu

Các lọ than được tìm thấy giữa các tàn tích La Mã ở Anh cho thấy rằng người La Mã đã quen với việc sử dụng than trước năm 400 CE . 

Bằng chứng tài liệu đầu tiên chứng minh rằng than được khai thác ở châu Âu là do nhà sư Reinier của Liège cung cấp, người đã viết (khoảng năm 1200 ) đất đen rất giống với than củi được sử dụng bởi những người thợ rèn. 

Nhiều tài liệu tham khảo về khai thác than ở Anh, Scotland và lục địa châu Âu bắt đầu xuất hiện trong các tác phẩm của thế kỷ 13. Tuy nhiên, than đá chỉ được sử dụng với quy mô hạn chế cho đến đầu thế kỷ 18, khi Abraham Darby người Anh và những người khác phát triển các phương pháp sử dụng trong lò cao và lò rèn than cốc làm từ than đá. 

Những phát triển liên tiếp về kỹ thuật và luyện kim — đáng chú ý nhất là phát minh ra động cơ hơi nước đốt than của James Watt — đã tạo ra nhu cầu gần như vô độ về than.

Trong Thế Giới Mới

Cho đến thời kỳ Cách mạng Mỹ , hầu hết than được sử dụng ở các thuộc địa của Mỹ đến từ Anh hoặc Nova Scotia . Tuy nhiên, sự thiếu hụt trong thời chiến và nhu cầu của các nhà sản xuất vũ khí, đã thúc đẩy các hoạt động khai thác than nhỏ của Mỹ như ở Virginia trên sông James gần Richmond.

 Vào đầu những năm 1830, các công ty khai thác đã nổi lên dọc theo các sông Ohio , Illinois , Mississippi và trong vùng Appalachian. Cũng như ở các nước châu Âu, sự ra đời của đầu máy hơi nước đã tạo cho ngành công nghiệp than Mỹ một động lực to lớn . Tiếp tục mở rộng hoạt động công nghiệp ở Hoa Kỳ và ở châu Âu thúc đẩy hơn nữa việc sử dụng than.

Ứng dụng của than đá ở hiện Tại

Than đá dùng để làm gì ?

Trong bài viết này than đá được mô tả dùng như một nguồn năng lượng cho sản xuất điện và công nghiệp, than đá còn được dùng trong công nghệ hóa khí, dùng hóa lỏng than, làm than đá tinh chế, sản xuất ruột bút chì,…. và nhiều tác dụng hữu ích khác .

Sử dụng than , đốt than hoặc chuyển hóa than thành các sản phẩm hữu ích ở thể rắn , khí và lỏng . 

Cho đến nay, việc sử dụng than quan trọng nhất là đốt, chủ yếu để cung cấp nhiệt cho các lò hơi của các nhà máy điện . 

Luyện kim than cốc là sản phẩm chính của quá trình chuyển hóa than. Ngoài ra, các kỹ thuật khí hóa và hóa lỏng than thành nhiên liệu hoặc làm nguyên liệu cho ngành công nghiệp hóa chất đã phát triển tốt, nhưng khả năng thương mại của chúng phụ thuộc vào sự sẵn có và giá cả của các loại nhiên liệu hóa thạch , dầu mỏ và khí đốt tự nhiên cạnh tranh .

Than đá như một nguồn năng lượng

Than đá được dùng để làm gì ? than đá ở thời hiện tại chủ yếu để làm nhiên liệu rắn cho quá trình sản xuất điện và quá trình đốt cháy

Than sẽ được nghiền thành bột và sau đó đốt trong lò hơi. Nhiệt độ của lò nung làm chuyển đổi nước trong lò hơi thành nước. Tiếp theo, hơi nước được sử dụng để làm quay các tuabin và làm hoạt động các máy phát điện để sinh ra điện.

Than là một nguồn nhiên liệu dồi dào có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng .

Bây giờ người ta đã có phương pháp thay thế dần sử dụng than trong công nghiệp sản xuất điện với hiệu suất cao hơn. Đó chính là nhà máy điện chu trình hỗn hợp khí hóa tích hợp (IGCC). Chu trình này thay thế việc nghiền than sau đó đốt trực tiếp thành nhiên liệu trong lò hơi. Than đá được dùng để khí hóa để tạo ra khí tổng hợp coal gasification và được đốt trong tuabin khí để tạo ra điện năng.

 

Than đá trong công nghệ hóa khí -chuyển đổi

Công nghệ hóa khi đề cập đến việc chuyển hóa than thành hỗn hợp khí, bao gồm carbon monoxide , hydro ,metan , và các hydrocacbon khác, tùy thuộc vào các điều kiện liên quan. 

Quá trình khí hóa có thể được thực hiện tại chỗ hoặc trong các nhà máy chế biến. Quá trình khí hóa tại chỗ được thực hiện bằng cách đốt cháy không hoàn toàn, có kiểm soát tầng than dưới lòng đất đồng thời bổ sung không khí và hơi nước. 

xem thêm: Hàm lượng cacbon và nhiệt trị than đá ADB là gì ?

Các khí được rút ra và có thể được đốt cháy để tạo ra nhiệt hoặc tạo ra điện , hoặc chúng có thể được sử dụng làm khí tổng hợp gián tiếp hóa lỏng hoặc sản xuất hóa chất.

Than đá có thể được coi là một hydrocacbon thiếu hydro, với tỷ lệ hydro trên cacbon gần 0,8 thì so với tỷ lệ hydrocacbon lỏng là 2 ( propan , etan , butan và các dạng khí tự nhiên khác ) và ở dạng khí thì tỷ lệ hydrocacbon gần bằng 4 (đối với xăng ). Vì lý do này, bất kỳ quy trình nào được sử dụng để chuyển đổi than thành nhiên liệu thay thế đều phải thêm hydro (trực tiếp hoặc ở dạng nước).

Khí hóa than được sử dụng để sản xuất khí tổng hợp, hỗn hợp khí CO và khí hydro (H2). Khí tổng hợp sử dụng để đốt tuabin sản xuất điện. Khí tổng hợp cũng chuyển đổi thành nhiên liệu vận chuyển như: xăng, dầu diesel,.. và còn có thể được chuyển đổi thành metanol.

bạn có thể xem thêm video ngắn giới thiệu về than đá của thandanhapkhau

 

Hóa lỏng than

Hóa lỏng than – nghĩa là, bất kỳ quá trình biến than thành các sản phẩm lỏng giống như dầu thô – có thể trực tiếp hoặc gián tiếp (tức là bằng cách sử dụng các sản phẩm khí thu được bằng cách phá vỡ cấu trúc hóa học của than). 

Bốn phương pháp chung được sử dụng để hóa lỏng:

• (1) nhiệt phân và hydrocacbon hóa (than được đốt nóng trong điều kiện không có không khí hoặc trong dòng hydro)
• (2) chiết xuất bằng dung môi (hydrocacbon than được hòa tan có chọn lọc và hydro được thêm vào để sản xuất mong muốn chất lỏng).
• (3) hóa lỏng có xúc tác (quá trình hydro hóa diễn ra với sự có mặt của chất xúc tác — ví dụ, kẽm clorua).
• (4) hóa lỏng gián tiếp (carbon monoxide và hydro được kết hợp với sự có mặt của chất xúc tác).

Các phương pháp hóa lỏng than liên quan đến lượng khí thải carbon dioxide (CO2) trong quá trình hóa lỏng than. Trong quá trình hóa lỏng than mà không sử dụng công nghệ thu giữ và lưu trữ carbon hoặc hỗn hợp sinh khối thì kết quả sẽ tạo ra hiện tượng khí nhà kính gây ảnh hưởng trực tiếp đến môi trường. Một trong những câu hỏi cho Than đá dùng để làm gì ?

Than đá tinh chế

Than đá tinh chế là loại than sau khi sử dụng công nghệ nâng cấp than đá giúp loại bỏ độ ẩm và các chất gây ô nhiễm môi trường.

Đây là một dạng của các phương pháp xử lý trước quá trình đốt than làm thay đổi các đặc điểm của than trước khi mang đi đốt cháy.

Hiệu quả là của việc sản xuất than đá tinh chế là nâng cao và giảm phát thải khi than được đốt.

Dùng trong Quy trình hóa công nghệ

 Khi kim loại nóng chảy ở trong khuôn, than được đốt cháy chậm để giải phóng khí làm giảm áp suất vì vậy mà ngăn chặn được kim loại xâm nhập vào những khoảng trống của khuôn cát.

Than đá cũng được chứa trong khuôn ở dạng chất lỏng hoặc chất nhão có chức năng tương tự như trên để áp dụng cho khuôn trước khi đúc là một trong những giải đáp cho câu hỏi Than đá dùng để làm gì ?

Than đá dùng để làm vật liệu lọc nước

Than đá là gì, tại sao lại dùng để làm vật liệu lọc nước? Câu trả lời chính xác nhất là than đá là hoạt tính có tính chất hấp thụ các chất độc. Chúng còn có tác dụng tuyệt vời trong việc giữ các chất khí, chất hơi, chất tan trong dung dịch trên bề mặt.

Với những tính năng trên than đá được coi là nguyên nhiên liệu quan trọng trong việc làm vật liệu lọc nước, còn hỗ trợ quá trình làm trắng đường mía hoặc làm mặt nạ phòng độc sử dụng trong các ngành công nghiệp độc hại.

Than Đá Dùng Để Làm ruột bút chì

Bút chì là vật dụng học tập, làm việc rất quen thuộc phổ biến và cần thiết trong cuộc sống. Nhưng không phải ai cũng biết bút chì được làm từ than đá. Tại sao than đá lại được dùng để làm bút chì?

Quá trình làm bút chì từ than đá được mô phỏng chi tiết dưới đây:

• Bước 1: Nghiền nhỏ bột than ra và trộn cùng đất sét theo một tỷ lệ thích hợp.
• Bước 2: Tiến hành nung và ép hỗn hợp vừa trộn thành những viên chì dài và nhỏ để làm ruột bút.
• Bước 3: Hoàn thiện sản phẩm.

Than đá trở thành vật liệu – chất liệu rất quan trọng trong Nghệ Thuật

Than đá là nguồn nhiên liệu chính cho việc phát triển kinh tế. Tuy nhiên, đó không phải công dụng duy nhất. Than đá còn được dùng trong nghệ thuật, nhất là ngành nghệ thuật hội họa.

Các bức tranh mỹ nghệ màu chì được tạo ra và trưng bày đến người chơi chủ yếu được làm từ chất liệu than đá.

Than đá dùng trong sản xuất mỹ phẩm

Tại sao than đá lại có thể dùng trong ngành mỹ phẩm? câu trả lời chi tiết là người ta  thường dùng bột than (chủ yếu là bột than được tạo ra từ việc đốt cháy không hoàn toàn than đá) để tạo màu.

Cụ thể là các loại màu cho các sản phẩm mỹ phẩm như phấn mắt, mỹ phẩm loại mascara, các loại son môi, bút kẻ mắt,….

 

Cấu trúc & Tính Chất – Công thức hóa học của than đá

Cấu Trúc & Tính chất than đá là gì ?

Than được tạo thành từ một hỗn hợp chất hữu cơ, tính chất vật lý là có thể nghiền hoặc xay, có độ xốp, tính phản xạ và có tính chất nhiệt dẻo Công thức hóa học của than đá là gì ?

Thành phần chính của than đá bao gồm cacbon, lưu huỳnh ngoài ra còn có thêm các chất khác..

Hợp chất hữu cơ

Than đá được tạo thành từ một hỗn hợp phức tạp của các hợp chất hữu cơ , bao gồm xenlulo , lignin , chất béo , sáp và tannin . 

Khi quá trình hình thành và kết hợp than bùn diễn ra, các hợp chất này , có cấu trúc mở ít nhiều, bị phá vỡ và các hợp chất mới – chủ yếu là chất thơm (giống benzen) và hydroaromatic – được tạo ra. 

Tính chất vật lý của than đá

Khả năng nghiền

Một trong những tính chất của than đá là khả năng nghiền của than là thước đo khả năng chống nghiền của nó ở đây nói về đồ cứng . Hai yếu tố ảnh hưởng đến khả năng nghiền là độ ẩm và hàm lượng tro của than. 

Nói chung, lignites và than antraxit có khả năng chống mài mòn cao hơn than bitum . Một phương pháp thường được sử dụng để đánh giá khả năng nghiền là thử nghiệm Hardgrove, bao gồm nghiền một mẫu than đã được chuẩn bị đặc biệt trong một nhà máy thiết kế tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm.

 Phần trăm trọng lượng của than lọt qua sàng 200 lưới (sàng có lỗ 74 micromet, hoặc 0,003 inch) được sử dụng để tính chỉ số khả năng xay cứng (HGI). Chỉ số này được sử dụng như một hướng dẫn để định cỡ thiết bị nghiền trong nhà máy luyện than.

Độ xốp của than

Độ xốp là phần thể tích của một chất rắn biểu kiến ​​thực sự là không gian trống trong kết cấu các phân tử. Do có độ xốp nên diện tích bề mặt bên trong hạt than cao hơn nhiều so với diện tích bề mặt bên ngoài. 

Trong bất kỳ phản ứng khí – rắn hoặc lỏng – rắn tốc độ phản ứng phụ thuộc vào diện tích bề mặt sẵn có mà phản ứng có thể xảy ra; do đó, độ xốp của than ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng của nó trong quá trình chuyển hóa, là trong những tính chất của than đá .

Khả năng tiếp cận của chất phản ứng với bề mặt bên trong của hạt than cũng phụ thuộc vào kích thước và hình dạng của các lỗ xốp và mức độ xốp.

Tỉ trọng than đá

Một số loại mật độ đo được thực hiện trên than, tùy thuộc vào sử dụng cuối cùng dự định. Mật độ đo được phổ biến nhất là mật độ khối lượng lớn; 

Điều này được định nghĩa là trọng lượng của than chiếm một đơn vị thể tích và được biểu thị bằng gam/centimetimet³ hoặc pound/foot³. Mật độ khối lượng lớn phụ thuộc vào sự phân bố cỡ hạt của than và rất quan trọng trong việc thiết kế các thùng chứa và hầm chứa.

Tính chất nhiệt dẻo của than đá

Khi nhiều than bitum bị nung nóng, chúng mềm ra và tạo thành một khối dẻo trương nở và phân giải thành chất rắn xốp. Các loại than thể hiện hành vi như vậy được gọi là than cục. Đây là một trong những tính chất của than đá.

Than đóng cục mạnh, tạo ra sản phẩm rắn (than cốc) với các đặc tính thích hợp để sử dụng trong lò cao , được gọi là luyện than cốc . Tất cả các loại than cốc đều đóng cục, nhưng không phải tất cả các loại than đóng cục đều thích hợp để sản xuất than cốc.

Tính chất nhiệt dẻo phụ thuộc vào thành phần thạch học. Ví dụ, maceral liptinit thể hiện tính lưu động rất cao, trong khi maceral trơ trơ thì không. Vitrinites là trung gian giữa hai nhóm này. Các đặc tính nhiệt dẻo là mong muốn cho quá trình sản xuất than cốc và hóa lỏng, nhưng chúng không mong muốn đối với quá trình đốt cháy và khí hóa vì thiết bị đốt hoặc khí hóa có thể bị nghẹt bởi khối lượng nung chảy tạo thành.

Tính phản xạ của than

Một thuộc tính quan trọng của than là hệ số phản xạ của nó, khả năng phản xạ ánh sáng . Độ phản xạ được đo bằng cách chiếu chùm ánh sáng đơn sắc (có bước sóng 546 nanomet) lên bề mặt đã đánh bóng của các viên kim loại vitrinit trong mẫu than và đo % ánh sáng phản xạ bằng quang kế. 

Vitrinite được sử dụng vì hệ số phản xạ của nó thay đổi dần dần theo thứ hạng tăng dần. Các hoạt tính phản xạ của fusinite quá cao do nguồn gốc của nó là than , và các lipit có xu hướng biến mất với thứ hạng ngày càng tăng. Mặc dù rất ít ánh sáng tới bị phản xạ (~10-12%), giá trị này sẽ tăng lên theo thứ hạng và có thể được sử dụng để xác định thứ hạng -của hầu hết các loại than mà không cần đo phần trăm chất bay hơi có mặt.

Nghiên cứu về than (và các hạt than đá gọi là phyteral) trong các bể trầm tích chứa dầu và / hoặc khí đốt cho thấy mối quan hệ chặt chẽ giữa quá trình than hóa và sự trưởng thành của hydrocacbon lỏng và khí . Trong giai đoạn đầu của quá trình than hóa (với hệ số phản xạ gần 0,5 và gần ranh giới giữa than bitum C và than bay hơi cao ), quá trình tạo hydrocacbon chủ yếu tạo ra metan. Sự tạo ra tối đa của dầu mỏ lỏng xảy ra trong quá trình phát triển của than bitum dễ bay hơi (trong phạm vi hệ số phản xạ từ khoảng 0,5 đến khoảng 1,3). 

Với độ sâu và nhiệt độ ngày càng tăng, chất lỏng dầu mỏ bị phá vỡ và cuối cùng, chỉ có khí tự nhiên(mêtan) vẫn còn. Các nhà địa chất có thể sử dụng hệ số phản xạ của than để dự đoán tiềm năng tìm kiếm các hydrocacbon ở thể lỏng hoặc thể khí khi họ khám phá dầu mỏ

Công thức & Thành Phần hóa học của than đá

 Thành phần hoá học chứa nguyên tố Carbon 

có thể bạn quan tâm: Khí thải là gì? Một số tiêu chuẩn khí thải phổ biến nhất hiện nay

Thành phần chính của than đá là cacbon, là nguồn nhiệt chính tạo ra (hay còn gọi là nhiệt trị của than đá) khoảng 14500 đơn vị nhiệt Anh (Btu) mỗi pound.

Hàm lượng carbon điển hình cho than khô dao động từ hơn 60% đối với than non đến hơn 80% đối với than antraxit. Hàm lượng oxy trong than càng cao, giá trị gia nhiệt của nó càng thấp. Mối quan hệ nghịch đảo này xảy ra do oxy trong than liên kết với carbon và carbon bị oxy hóa một phần, dẫn đến làm giảm khả năng sinh nhiệt. 

Carbon dioxide (CO2) hình thành trong quá trình đốt than khi một nguyên tử carbon (C) kết hợp với hai nguyên tử oxy (O) từ không khí. Do trọng lượng nguyên tử của carbon là 12 và oxy là 16, nên trọng lượng nguyên tử của carbon dioxide là 44. Dựa trên tỷ lệ đó và giả sử đốt cháy hoàn toàn, 1 pound carbon kết hợp với 2.667 pound oxy để tạo ra 3.667 pound carbon điôxít. Ví dụ, than có hàm lượng carbon là 78% và giá trị đốt nóng 14.000 Btu, mỗi pound phát ra khoảng 204.3 pound carbon dioxide mỗi triệu Btu (đơn vị nhiệt Anh) khi đốt cháy hoàn toàn.  Đốt cháy hoàn toàn 1 tấn (2000 pound) than này sẽ tạo ra khoảng 5720 pound (2.86 tấn ngắn) carbon dioxide.

Thành phần lưu huỳnh trong than đá

Lưu huỳnh trong than đá là thành phần hóa học có thể thay đổi tuỳ thuộc vào từng loại than nhưng phổ biến nhất là trong phạm vi 0.5% đến 5% tổng lưu huỳnh. Than có lưu huỳnh dưới 1% được phân loại là than có hàm lượng lưu huỳnh thấp. Than có lưu huỳnh 1% đến <3% là than có hàm lượng lưu huỳnh trung bình.

Than có hàm lượng lưu huỳnh ≥ 3% là than có hàm lượng lưu huỳnh cao. Than siêu hữu cơ-lưu huỳnh (SHOS) là một loại than trong lưu huỳnh hữu cơ, thường trong khoảng từ 4% đến 11%.

Các dạng chính của lưu huỳnh trong than đá là lưu huỳnh pyritic, hữu cơ và sunfat. Lưu huỳnh pyritic và hữu cơ thường chiếm phần lớn lưu huỳnh trong than. Một lượng nhỏ sulfate xảy ra trong than phong hóa. Nguyên tố lưu huỳnh ở lượng nhỏ để theo dõi lượng cũng xảy ra trong than nhưng nó không phải lúc nào cũng được xác định trong các phân tích than thông thường.

Trong ống nghiệm, các hợp chất này được kết nối với nhau bằng liên kết chéo oxy, lưu huỳnh và các phân tử như metylen. 

Trong quá trình than hóa, các pha dễ bay hơi giàu hydro và oxy(ví dụ, nước, carbon dioxide , và mêtan ) được tạo ra và thoát ra khỏi khối lượng; do đó, than ngày càng trở nên giàu carbon hơn .

Việc phân loại than theo cấp bậc dựa trên những thay đổi này – tức là, khi quá trình than hóa diễn ra, lượng chất bay hơi giảm dần và lượng cacbon cố định tăng lên. 

Khi các chất bay hơi bị loại bỏ, nhiều liên kết cacbon-cacbon hơn xảy ra trong than còn lại cho đến khi đạt đến cấp độ anthracit , nó có nhiều đặc điểm của sản phẩm cuối cùng của sự biến chất của vật liệu cacbon – cụ thể là graphit .

 Than chuyển qua một số trạng thái cấu trúc khi liên kết giữa các nhân benzen tăng lên.

 

Ký hiệu hóa học của than đá

Như phần trên dựa trên công thức & thành phần hóa học của than đá chúng ta có ký hiệu hóa học của than đá phổ biến như sau :

 

Các loại than đá

Phân loại than trên thế giới

Than được phân loại bằng cách chia một số cấp bậc để giúp người mua như công ty sản xuất đánh giá nhiệt trị và hàm lượng chất bốc (bao gồm hydro, carbon dioxide, carbon oxide) của từng loại than mà họ mua. 

Các hệ thống phân loại được sử dụng phổ biến nhất là các hệ thống dựa trên các phép phân tích có thể được thực hiện tương đối dễ dàng trong phòng thí nghiệm — ví dụ, xác định phần trăm chất bốc bị mất khi đun nóng đến khoảng 950 ° C (khoảng 1.750 ° F) hoặc lượng nhiệt được giải phóng trong quá trình đốt than ở điều kiện tiêu chuẩn . ASTM International (trước đây là Hiệp hội Vật liệu và Thử nghiệm Hoa Kỳ ) ấn định cấp bậc cho than trên cơ sở hàm lượng cacbon cố định, hàm lượng chất bay hơi và nhiệt trị. 

 

Ngoài các cấp bậc chính ( than non , bitum và than antraxit ), mỗi cấp bậc có thể được chia thành các nhóm than như than Á bitum có chất bốc cao . Các danh mục này hơi khác nhau giữa các quốc gia; tuy nhiên, các cấp bậc thường có thể so sánh được về độ ẩm, hàm lượng chất bay hơi và giá trị nhiệt lượng hay gọi là nhiệt trị. 

Các định danh khác , chẳng hạn như than luyện cốc và than hơi , đã được áp dụng cho than và chúng cũng có xu hướng phân loại khác nhau giữa các quốc gia.

Phân loại than tại châu á và việt nam

Tìm hiểu thêm Việc phân loại các loại than đá dựa vào tỉ trọng chất bốc, độ ẩm, hàm lượng tro trong than đá là gì ?

Than bùn sẽ chuyển đổi thành than nâu (hay còn được gọi là than non) – đây là loại than có độ tinh khiết từ tự nhiên thấp nhất. So với các loại than khác, than nâu xốp hơn và có màu từ đen sẫm hớn đến các sắc thái màu nâu khác nhau.

Dưới tác động liên tục của nhiệt độ và áp suất trong hàng triệu năm nữa sẽ tạo ra sự biến đổi hơn nữa trong than nâu, làm tăng thêm độ tinh khiết và làm nó biến đổi thành than á bitum, về sau sẽ cứng hơn và đen hơn, tạo thành than bitum (còn được gọi là than mỡ).

Trong điều kiện phù hợp, than bitum có thể tiếp tục biến đổi để hình thành nên trạng thái cuối cùng là than Antraxit.

kết luận phân loại than đá trên thị trường việt nam.

Than đá được phân thành bốn loại chính dựa vào chất bốc, độ ẩm, hàm lượng tro, hàm lượng cacbon và lượng nhiệt trị mà than có thể tạo ra: than antraxit, than bitum (than mỡ), than á bitum và than nâu. 

1. Than Antraxit chứa 86% –97% thành phần carbon với nhiệt lượng cao nhất trong tất cả các loại than. Loại than đá này là nguyên liêu quan trọng trong ngành công nghiệp kim loại.
2. Than bitum (hay còn được gọi là than mỡ) chứa 45% –86% carbon. Than bitum được sử dụng để sản xuất điện và là nguyên liệu quan trọng để sản xuất than cốc sử dụng trong ngành công nghiệp gang thép. 
3. Than á bitum thường chứa 35% –45% carbon và có nhiệt lượng thấp hơn than bitum. 
4. Than nâu chứa 25% –35% cacbon và có giá trị nhiệt thấp nhất trong tất cả. Thường ở dạng than vụn và có độ ẩm cao nên nhiệt lượng của than nâu thấp so với các loại than đá khác. Than nâu là chủ yếu được sử dụng trong ngành sản xuất điện. 

 

Các loại than đá nhập khẩu tại việt nam

Các Tác Hại Của Than Đá

Tác hại của than đá về việc khai thác

Than rất dồi dào về trữ lượng khai thác trên toàn thế giới . Giả sử rằng tỷ lệ sử dụng và sản xuất hiện tại không thay đổi, ước tính về trữ lượng cho thấy rằng đủ lượng than có thể được khai thác sẽ tồn tại hơn 200 năm. Tuy nhiên, có rất nhiều vấn đề liên quan đến việc sử dụng than và tác hại của than đá

Hoạt động khai thác mỏ than rất nguy hiểm . Mỗi năm có hàng trăm công nhân khai thác than đá mất mạng hoặc bị thương nặng. Các mối nguy hiểm chính là dùng mìn khai thác, sập mái nhà, nổ đá và cháy nổ. 

Ngoài ra khi khí dễ cháy (chẳng hạn như mêtan ) bị mắc kẹt trong than được giải phóng trong quá trình khai thác và vô tình bị bắt lửa. Mêtan có thể được chiết xuất từ ​​các tầng than trước khi khai thác thông qua quá trình nứt vỡ thủy lực (fracking ), liên quan đến việc phun áp suất cao chất lỏng dưới lòng đất để mở các khe nứt trong đá cho phép khí hoặc dầu thô dưới mỏ thoát vào các đường ống đưa than lên trên mặt đất. 

Khai thác được khí mê-tan sẽ làm cho các mỏ an toàn hơn và có thể tận dụng được nguồn khí đốt tự nhiên đã bị lãng phí từ lâu.

 Tuy nhiên, sự nhiệt tình dành cho công nghệ này đã được bỏ qua khi biết rằng quá trình nứt vỡ cũng có liên quan đến ô nhiễm nước ngầm . Ngoài ra, những người thợ mỏ làm việc dưới lòng đất thường hít phải bụi than trong thời gian dài, điều này có thể dẫn đến các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng – ví dụ như phổi đen .

Các mỏ than và các nhà máy than đã gây ra nhiều hủy hoại môi trường . Khai thác bề mặt , hoặc khai thác theo dải , phá hủy môi trường sống tự nhiên và một loại khai thác bề mặt, được gọi là khai thác loại bỏ trên đỉnh núi, làm thay đổi đáng kể và không thể khắc phục được địa hình của khu vực. 

Các khu vực bề mặt lộ ra trong quá trình khai thác, cũng như chất thải than và đá (thường được đổ bừa bãi), thời tiết thay đổi nhanh chóng, tạo ra nhiều trầm tích và các sản phẩm hóa học hòa tan như axit sulfuric và sắt sulfat .

 Các dòng suối gần đó có thể bị tắc nghẽn bởi trầm tích. Ôxít sắt làm cho đá bị ố màu , và “sự thoát nước của mỏ axit” đã làm giảm đáng kể số lượng thực vật và động vật sống trong vùng lân cận. Các yếu tố độc hại tiềm ẩn, bị rửa trôi từ than tiếp xúc và đá lân cận , được thải ra môi trường và có thể làm ô nhiễm nguồn nước ngầm. 

Kể từ những năm 1970, luật pháp chặt chẽ hơn đã làm giảm đáng kể thiệt hại về môi trường do khai thác than ở các nước phát triển, mặc dù thiệt hại nghiêm trọng hơn vẫn tiếp tục xảy ra ở nhiều nước đang phát triển.

Tác hại than đá ảnh hưởng đến môi trường

Việc sử dụng than có liên quan đến các dạng ô nhiễm không khí khác nhau . Trong quá trình đốt cháy hoặc chuyển hóa than không hoàn toàn, nhiều hợp chất được tạo ra, một số hợp chất gây ung thư . 

Việc đốt than cũng tạo ra lưu huỳnh và các oxit nitơ phản ứng với độ ẩm trong khí quyển để tạo ra axit sunfuric và nitric — còn được gọi là mưa axit .

 Ngoài ra, nó tạo ra vật chất dạng hạt (tro bay) có thể được gió vận chuyển hàng trăm km và chất rắn (tro và xỉ đáy) phải được xử lý. Các nguyên tố vết ban đầu có trong than có thể thoát ra dưới dạng chất bay hơi (ví dụ, clo và thủy ngân ) hoặc tập trung trong tro (ví dụ, asen và bari ). 

Các khu vực đông dân cư đốt than trực tiếp để sưởi ấm – chẳng hạn như thủ đô Ulaanbaatar của Mông Cổ – có thể bị ô nhiễm không khí ở mức độ cao và các khu vực gần các nhà máy điện đốt than thường có chất lượng không khí kém hơn. 

Một số chất ô nhiễm có hại có thể bị giữ lại bằng cách sử dụng các thiết bị như lọc bụi tĩnh điện , nhà túi và máy lọc, nhưng công nghệ này ít phổ biến hơn ở các nước đang phát triển như việt nam ta. 

Nghiên cứu hiện tại về các phương tiện thay thế cho quá trình đốt cháy (ví dụ, đốt cháy tầng sôi, thủy động lực học , và đầu đốt nitơ điôxít thấp) được kỳ vọng sẽ cung cấp các phương pháp hiệu quả và hấp dẫn với môi trường để khai thác năng lượng từ than. Bất kể phương tiện được sử dụng để đốt cháy là gì, phải tìm ra các cách xử lý chất thải có thể chấp nhận được.

Kết Luận

Bài viết trên là giải thích đầy đủ về than đá là gì ? lịch sử hình thành than đá? cấu tạo than đá, tính chất than đá, nguyên tố hóa học, than đá dùng để làm gì ? phân loại các loại than đá tác hại của than đá trong cuộc sống mong ràng các bạn có thể tìm được thông tin mình cần trong bài này.

xem thêm: Nhiệt trị là gì? | Than đá nhập khẩu Song Long