Свойства и классификация углей

Ископаемые угли чрезвычайно разнообразны по своим свойствам. Они определяются материнским веществом, условиями его накопления и первоначальными процессами разложения, а также вторичными геологическими факторами, под влиянием которых происходят последующие процессы изменения углей.

Цвет углей изменяется от бурого до чёрного, как исключение он может быть светло-жёлтым.

Б л е с к углей зависит от степени углефикации. Чем старее угли, тем больше их блеск, особенно это заметно у антрацитов.

У д е л ь н ы й в е с углей зависит от количества мине­ральных примесей, попадающих в органическую массу при ее накопле­нии, и от степени углефикации. Средний удельный вес углей одного состава зависит от степени углефикации: у бурых углей он равен 0,8–1,24, у каменных – 1,26–1,35.

Т в е р д о с т ь зависит от петрографического состава и степени углефикации (чем выше степень, тем выше твердость).

Х р у п к о с т ь зависит от внутреннего сцепления частиц угольной массы и от ее твердости. Основные ингредиенты гумусовых углей могут быть расположены в следующий ряд по убыванию хрупкости: фюзен, ветрен, кларен, дюрен.

Важной характеристикой углей является содержание л е т у ­ч и х в е щ е с т в. Это вещества, которые удаляются при нагревании угля без доступа воздуха при высокой температуре. Вместе с летучими веществами удаляется влага; остающийся при этом твердый остаток называют коксом, в котором будет и зола. По содержанию ле­тучих веществ угли располагаются в следующей последовательности: торф –70 %, бурые угли – 45–50 %, каменные угли – 35–50 %, антрацит – 5 %.

Важным является х а р а к т е р к о к с а. Он определяет­ся свойствами королька, остающегося после удаления летучих веществ. Он мо­жет быть в виде порошка или в виде спекшейся массы. Различают не спекшийся, слабо спекшийся, слипшийся и, наконец, спекшийся королек.

Т е п л о т в о р н а я с п о с о б н о с т ь углей – это количество тепла, выделяемое при полном сгорании единицы их веса. Теплотворная способность определяется путем полного сжигания навески угля в атмосфере сжатого кислорода в бомбе, помещенной в калориметр. По повышению температуры воды, окружающей бомбу, вы­числяют теплоту сгорания угля, отнесенную к взятой навеске.

В элементарном анализе углей определяют углеводород, водород, кислород, азот и серу, а иногда и фосфор (табл. 1.5).

Существует несколько видов классификаций углей. Они основаны как на физических свойствах угля, так и на его элементарном составе. В основу обобщенной классификации положены выход кокса, количество летучих веществ и свойства королька. В зависимости от этого все угли делятся на 6 типов, каждый из которых имеет свое название (табл. 1.6).

Таблица 1.5

Характеристика углей

Вид топлива	Элементарный состав, %	Теплотворная способность, кал/кг
C	H	O	N
Торф		6,0		2,0	4 000–5 000
Бурый уголь		5,2		0,8	4 500–6 200
Каменный уголь		5,0	12,2	0,8	7 000–9 000
Антрацит		2,5	2,5	–	9 000–9 200

Таблица 1.6

Обобщенная классификация углей

Тип угля	Класс	Содержание, %	Свойства королька
кокс	летучие
Сухие угли длиннопламенные		55–60	45–50	Пористый, слегка спекшийся
Жирные угли длиннопламенные		60–80	42–32	Сплавленный, вспученный
Жирные угли		68–74	32–26	Сплавленный, плотный
Коксовые угли		74–82	26–18	Сплавленный, очень плотный
Тощие угли		82–90	18–10	Слабо спекшийся
Антрацит		90–92	10–8	В виде порошка

Антрациты для коксования не могут использоваться, так как кокс получается в виде порошка.