نمیتوان اهمیت و ارتباط زغال سنگ را تا به امروز انکار کرد. به عنوان یکی از منابع اصلی کربن، در انواع صنایع اعم از نیروگاه، ساختمان، کوره، کشاورزی و غیره استفاده میشود. انقلاب صنعتی بدون زغال سنگ هرگز اتفاق نمیافتاد. زغال سنگ آنتراسیت به دلیل محتوای کربن افزایشیافته از بالاترین کیفیت برخوردار است. با توجه به این واقعیت که بیش از 350 میلیون سال در زیر زمین در میان گرما و فشار شدید سپری کرده است، این خالصترین شکل زغال سنگی است که میتوانید دریافت کنید، اغلب بیش از 90 درصد کربن وزنی. به این ترتیب، همچنین دارای بالاترین ظرفیت تولید انرژی برای مدت زمان طولانی است. در این مقاله از نوین سیلیس به کاربردهای آنتراسیت و ویژگیهای آن پرداخته میشود.
با توجه به کاربرد گسترده این ماده، بسیاری از صنایع استفاده از آن را بر سایر مواد ترجیح میدهند. به این ترتیب، رشد مداومی در توسعه فناوری وجود دارد که به شرکتها اجازه میدهد تا به درستی از قدرت زغال سنگ استفاده کنند.
ویژگیهای فیزیکی و شیمیایی آنتراسیت
آنتراسیت، دگرگونترین شکل زغال سنگ که حاوی کربن ثابت بیشتر (۸۶ درصد یا بیشتر بر پایه خشک و بدون خاکستر) نسبت به هر شکل دیگری از زغال سنگ و کمترین مقدار ماده فرار (۱۴ درصد یا کمتر بر پایه خشک و بدون خاکستر) است. آنتراسیت کم فراوانترین شکل زغال سنگ است.
آنتراسیتها سیاه تا خاکستری فولادی هستند و درخشندگی براق و تقریباً فلزی دارند. آنها را میتوان جلا داد و برای اهداف تزئینی استفاده کرد. آنتراسیتهای سخت و شکننده با شکستگی مخروطی به قطعات تیز میشکنند. بر خلاف بسیاری از زغالهای قیری ، در لمس تمیز هستند. اگرچه اشتعال آنتراسیتها دشوار است، اما با شعله آبی کم رنگ میسوزند و برای حفظ احتراق به توجه کمی نیاز دارند.
در گذشته از آنها برای گرمایش خانگی استفاده میشد زیرا در هنگام جابجایی گرد و غبار کمی تولید میکردند، به آرامی میسوزند و دود نسبتا کمی منتشر میکنند. امروزه به ندرت از آنتراسیت برای این منظور استفاده میشود زیرا فراوانی محدود و هزینه نسبتاً بالا و در دسترس بودن منابع دیگر انرژی (مانند گاز طبیعی و برق ) برای اهداف گرمایشی است.
برخی از کاربردهای زغال سنگ آنتراسیت چیست؟
میتوان از آن برای مصارف مختلف در همه زمینهها و صنایع استفاده کرد. برخی از کاربردهای رایج آن به شرح زیر است:
-
سیستمهای گرمایشی
آنتراسیت به عنوان یکی از شکنندهترین انواع زغال سنگ، منبع عالی برای تولید گرما برای مدت زمان طولانی است. با سوختن زغال سنگ، شعله آبی داغی تولید میکند که میتواند گرمای کافی برای تامین انرژی سیستمهای گرمایش کل ساختمانها، خانهها و ادارات تولید کند. با توجه به اینکه حتی کمترین مقدار از این ماده بیشتر از چوب دوام میآورد، مقرون به صرفه و کارآمد محسوب میشود.
-
ذوب فولاد
آنتراسیت با محتوای کربن بالا، برای استفاده در صنایع فولادسازی مناسب است. همیشه به شکل طبیعی خود آماده استفاده است و نیازی به انجام فرآیند کک شدن ندارد چرا که سایر انواع زغال سنگ باید طی کنند. طبیعت طولانی مدت آن، آنتراسیت را برای ذوب، ساخت، شرکتهای کوره، بریکت سازی زغال چوب، تولید گلولههای سنگ آهن و بسیاری موارد دیگر در صنایع فلزی عالی میکند.
-
لوکوموتیو
به دلیل ماهیت سخت آن، «زغال سخت» نیز نامیده میشد. مهندسان لوکوموتیو آن را منبع کامل سوخت برای قطارها میدانستند. در حالی که قطارهای زیادی دیگر با زغال سنگ کار نمیکنند، هنوز هم قطارهایی وجود دارند که از این شکل از زغال سنگ استفاده میکنند. استفاده از زغال سنگ تمیزتر برای کاهش سطح آلودگی موضعی بسیار مهم است.
-
سیستمهای تصفیه آب آنتراسیت
این ماده دارای چگالی خاص و شکل منحصر به فردی است که برای استفاده در سیستمهای تصفیه آب مناسب است. هنگامی که با شن و ماسه به عنوان فیلتر استفاده میشود، فیلتراسیون آب آنتراسیت یکی از کارآمدترین روشها برای تمیز کردن آب صنعتی، فرآوری شده، استخر، زباله و آب شهری و بازیابی آن برای مصارف شرب و استفاده است.
بیشتر این زغال سنگ با عیار بالا که استخراج میشود، اغلب کمترین رطوبت را دارد، به این معنی که وقتی برای فیلتر کردن آب استفاده میشود، این توانایی را دارد که جذب آب را منحرف کند و نانو فیلتراسیون را تسهیل کند. علاوه بر این، شکل نامنظم آنها کارایی آنها را تضمین میکند زیرا به دلیل لایه پیش تصفیه تشکیل شده در ماسه، جریان آزاد آب را بدون هیچ گونه شستشوی معکوس ایجاد نمیکند.
فواید فیلتر آنتراسیت
- در مقایسه با شن و ماسه، آنتراسیت جریان بیشتری از آب را فراهم میکند.
- هنگام استفاده از آنتراسیت، افت فشار کمتری نسبت به فیلترهای شنی وجود دارد.
- آنتراسیت امکان شستشوی قویتر و معکوس را نسبت به سایر فیلترها فراهم میکند. به این معنی که بازیابی فیلتر آسانتر و سریعتر است.
- آنتراسیت اغلب به عنوان یک فیلتر در کنار ماسه استفاده میشود که با آن یکی از مطمئنترین و سادهترین مسیرهای فیلتراسیون را ایجاد میکند.
استخراج با حلال آنتراسیت
علاوه بر سیستمهای تصفیه آب، استخراج با حلال آنتراسیت نیز این روزها بسیار رایج است. این یکی از کارآمدترین روشها برای پاکسازی جریان الکترولیتها در استخراج با حلال و الکترووینینگ در طول تولید مس است. هنگام استفاده از فیلترهای مدیا دوگانه، سیستم استخراج حلال، کیفیت کاتدها را بهبود میبخشد و در عین حال هزینهها را تا حد امکان به حداقل میرساند.
استخراج الکترووینی با حلال یک تکنیک پرکاربرد و قوی است که برای جداسازی فلزات از سنگ معدن آنها استفاده میشود. از آنجایی که این فرآیند به مراحل متوالی استخراج حلال قبل از مرحله الکترولیز متکی است، فیلتراسیون برای حذف مواد نامطلوب و جلوگیری از رسیدن آنها به محفظه الکترولیز مهم است.
آخرین نسل کارخانههای الکترووینینگ استخراج با حلال از بسترهای یونیزه شده متوالی حاوی فیلترهای دوگانه آنتراسیت و گارنت استفاده میکنند. ذرات درشت آنتراسیت که با حذف بقایای آلی و به عنوان یک فیلتر عمومی شارژ میشود، آن را به گزینهای ایده آل برای حذف جامدات معلق، نمکها و سایر باقیماندهها تبدیل میکند. استخراج الکترووینینگ با حلال به طور گسترده برای تولید مس، کبالت، روی و نیکل با عیار بالا از سنگ معدن آنها استفاده میشود.
آنتراسیت به عنوان یک ماده نسوز
شاید برخلاف شهود، آنتراسیت کاربردهای نسوز خاصی داشته باشد، علیرغم این واقعیت که در دماهای بالا تمایل به احتراق دارد. آسترهای ذوب یکی از چندین مورد استفاده در ریختهگری مدرن است که در آن از آنتراسیت به عنوان بخشی از پوشش نسوز پایهها (کورههای بلند) استفاده میشود. آجرهای نسوز، خمیرها و سایر قسمتهای حیاتی ریختهگری استفاده گستردهای از آنتراسیت میکنند.
آنتراسیت در ریختهگری فلز
ریختهگری فلز به فرآیندی اطلاق میشود که طی آن فلز مذاب با ریختن در قالب به شکلی در میآید. آنتراسیت به ابزاری حیاتی در زرادخانه ریختهگری مدرن تبدیل شده است و مسئول فرآیندهای حیاتی مانند جلوگیری از خیس شدن و سوختن است.
موارد استفاده در فناوری باتری و ابرخازن
با دور شدن جهان از استفاده از سوختهای فسیلی برای تولید برق و نیازهای حمل و نقل، روشهای جدیدی برای ذخیره سازی برق مورد نیاز است. آنتراسیت به مدت طولانی به عنوان یک ماده الکترود در سلولهای الکتروشیمیایی مختلف به منظور تصفیه فلز استفاده میشود، اما تحقیقات معاصر موارد استفاده امیدوارکنندهای را به عنوان الکترود در باتریهای جدید نشان میدهد. چنین باتریهایی حول مواد شیمیایی فلز قلیایی میچرخند.
سخن پایانی
آنتراسیت با کیفیتترین زغال سنگ موجود است و به دلیل محتوای کربن بالای آن ارزشمند است، در صورت استفاده از زغال سنگ به عنوان سوخت، انتخاب ارجح است.
آنتراسیت انتخاب برتر زغال سنگ است و ماده ایده آلی به عنوان منبع کربن است که از ریختهگری تا تصفیه آب کاربرد دارد. نوین سیلیس یک تامین کننده پیشرو و عرضه کننده بهترین کیفیت آنتراسیت برای هر کاربرد است.