Викопне вугілля неоднорідне і складається з декількох петрографічних інгредієнтів, які відрізняються твердістю, кольором, блиском, вмістом золи та іншими властивостями.
У гумусових вугіллях розрізняють 4 основних інгредієнта: дюрен, фюзен, вітрен, кларен.
Д ю р е н - матовий різновид, що зустрічається у вигляді порівняно товстих прошарків без шаруватості. У деяких дюренах спостерігається зерниста будова. Він володіє великою твердістю і в'язкістю, зольність його становить 6-7%. Зола складається в основному з глинистих речовин.
Ф ю з е н - матовий різновид, нагадує деревне вугілля і володіє волокнистою будовою. Зазвичай зустрічається по площинах нашарування вугілля у вигляді лінз і примазок. Характеризується високою зольністю (5-30%), вмістом сірки і фосфору. Він крихкий, легше подрібнюється, ніж дюрен. Кокс з нього виходить у вигляді порошку. Фюзен надає шкідливий вплив на коксованість інших інгредієнтів, при вмісті його більше 10-12% вугілля не коксується.
В і т р е н - блискучий інгредієнт, зустрічається у вигляді довгих лінз товщиною 1-8 см, має раковистий злам, має слабо помітну клітчату структуру, крихкий, зольність низька (1,3-1,5%).
К л а р е н - блискучий різновид (але менш, ніж вітрен), часто включає невеликі лінзи вітрена, фюзена і прошарку дюрена. Залягає він потужними прошарками, а іноді й цілими пластами вугілля. По зольності мало відрізняється від вітрена (1-1,5%).
У порівнянні з іншою масою вугілля за величиною смуг вітрен і особливо фюзен складають незначний відсоток.
Характеристики петрографічних інгредієнтів наведено в табл. 1.4.
Таблиця 1
Характеристики петрографічних інгредієнтів
| Інгредієнти | Коефіцієнт спікання | Вихід продуктоів сухої перегонки, % | ||
| смола | кокс | підсмольна вода | ||
| Фюзен | 3,6 | 89,3 | 4,8 | |
| Дюрен | 12,1 | 62,3 | 5,9 | |
| Витрен | 4-9 | 7,7 | 55,7 | 8,8 |
Коефіцієнт спікаємості характеризує здатність коксування. З чотирьох петрографічних інгредієнтів найменш цінними являють вітрен і кларен, шкідливим в деякій мірі - фюзен. Вода, і зола є шкідливими домішками. Кількість води в вугіллі залежить від ступеня вуглефікації. У торф'яній стадії вугілля має високу вологість (30-40%).
Із збільшенням віку вміст вологи в ньому зменшується. У бурому вугіллі вміст вологи коливається від 10 до 30%.
Кам'яне вугілля містить менше 10% вологості, антрацит - 1-2%, рідко до 4%.
Зола являє собою суміш мінеральних речовин, які залишаються після повного згоряння і завершення всіх перетворень, що відбуваються з мінеральними домішками при повному доступі повітря і високій температурі. Ці мінеральні домішки можуть бути різного походження: мінеральні домішки, які потрапляють при утворенні вугілля - внутрішня зола і при видобутку - зовнішня зола.
С і р ка - одна з найбільш шкідливих домішок вугілля. Вона значно підвищує витрату коксу в доменній печі, так як вимагає введення додаткової кількості флюсів. Кокс, отриманий з сірчаного вугілля, не можна застосовувати при виплавці якісних металів. Таке вугілля навіть не рекомендується використовувати як енергетичне топливо, так як при його спалюванні виділяються гази.
Ф о с ф о р також є шкідливою домішкою, і з ним важче боротися. При збагаченні вугілля видалення фосфору відбувається погано. Проблема сірки ще теж остаточно не вирішена. Вміст фосфору у вугіллі малий, але він викликає великі труднощі в доменному виробництві, так як зв'язати його флюсами не вдається. Навіть мала домішка фосфору значно погіршує якість металу, викликаючи властивість холодноломкості.
Класифікація вугілля.
У елементарному аналізі вугілля визначають вуглевод, водень, кисень, азот і сірку, а іноді і фосфор (табл. 2).
Існує декілька видів класифікацій вугілля. Вони основані як на фізичних властивостях вугілля, так і на його елементарному складі. В основу узагальненої класифікації покладені вихід коксу, кількість летких речовин і властивості королька. Залежно від цього всі вугілля діляться на 6 типів, кожен з яких має свою назву (табл. 3).
Таблица 2
Характеристика вугілля
| Вид топлива | Елементарний склад, % | Теплотворна здібність, кал/кг | |||
| С | Н | О | N | ||
| Торф | 6,0 | 2,0 | 4 000-5 000 | ||
| Буре вугілля | 5,2 | 0,8 | 4 500-6 200 | ||
| Кам»яне вугілля | 5,0 | 12,2 | 0,8 | 7 000-9 000 | |
| Антрацит | 2,5 | 2,5 | - | 9 000-9 200 |
Таблица 3
Класифікація вугілля
| Тип вугілля | Клас | Вміст, % | Властивості королька | |
| кокс | летучие | |||
| Сухе вугілля довгопламяне | 55-60 | 45-50 | Пористий, слегка спікшийся | |
| Жирне вугілля довгопламяне | 60-80 | 42-32 | Сплавленийй, вспучений | |
| Жирне вугілля | 68-74 | 32-26 | Сплавлений, густий | |
| Коксове вугілля | 74-82 | 26-18 | Сплавлений, дуже густий | |
| Тонке вугілля | 82-90 | 18-10 | Слабо спікшийся | |
| Антрацит | 90-92 | 10-8 | У вигляді порошку |
Антрацити для коксування не можуть використовуватися, так як кокс
виходить у вигляді порошку.
Збагачення вугілля
Метою збагачення вугілля є видалення шкідливих домішок.
При збагаченні вугілля виходять зазвичай 3 продукту:
• концентрат низкозольний, малосірчастий;
• промпродукт високозольний (енергетичне паливо);
• хвости (відвальні).
При збагаченні вугілля зазвичай застосовують три методи збагачення:
• гравітацію;
• флотацію;
• електричну сепарацію.
