Cărbuni naturali și artificiali

CARBUNELE PRINTRE CELELALTE MINERALE

Biosfera Terrei ,care, desi din punct de vedere cantitativ ,reprezinta cea mai mica unitate geochimica a Pamantului,are totusi actiunea cea mai puternica in modificarile suferite de catre aceasta, mai ales la suprafata lui.

Cercetarile biochimice effectuate au aratat ca biosfera a avut un rol hotarator in formarea atmosferei .

Exista un ciclu al diferitelor elemente tipice biosferei numite elemente biofile,ale elementelor cele mai impotante in desfasurarea vietii, pe langa multe altele ce participa dar cate o data la costitutia biosfeerei. Hidrogenul carbonul oxigenul,azotul si fosforul reprezinta fiecare intre 2 si 60 % din costitutia materiei vii ,fiind elemente permanente, primare,ale acesteia,in timp ce sodiul magnezuil,sulful,clorul, potasiul, alciul, fierul, in proportie de 1-0.005% reprezinta elemente secundare, pe cand borul, florul, siliciul, manganul, cuprul si iodud apar sub forma de micro elemente.

Dintre toate componentele biosferei, pe noi ne intereseaza cel mai mult carbonul, elementul constitutiv al tuturor substantelor organice, material de baza a carbunilor. Astazi este stabilit in mod cert ca formarea carbunilor din masa organica a plantelor ce au crescut in diferite ere geologice s-a desfasurat tocmai prin inbogatirea sustantei organice a acestora in carbon.

Energia radiate de soare si captata de plante se regaseste, dupa un lung ciclu de transformari intr-o conserva de carbuni.

Peste tot, atat in plante cat siin carbunii, de la cei mai tineri pana la cei mai batrani in algele microscopice sau in Sequoia gigantea principalul element constitutive este carbonul.

Circa 7-8 mii miliarde tone carbon ce sunt cuprinse in zacamintele de carbune corespund la circa 13 miliarde tone carbune, intucat carbonul este cel mai important element al constitutiei carbunilar darn u este singurul, fiind intodeauna insotit de hydrogen,oxigen,si sulf precum si de alte elemente in cantitati mici.

Originea si formarea carbunilor explica de ce in carbune se gasesc si alte elemente, precum si felul in care sunt ele legate in masa carbunilor.

Mina de la Secul era o adevarata vitrina de muzeu geologic in care exponatele, straturile de carbune, reprezentau dovada elocventa a adevarului teoriilor stintifice care arata originea vegetala a carbunilor in devonian, in care nu se intalnesc zacaminte mai importante de carbune, gasindu-se in schimb zacaminte importante de titei si de gaze. In perioada urmatoare, in carbonifer se produce explozie in dezvoltarea plantelor, care, acumulandu-se in cantitati uriase, timp de 75 milioane ani, au format immense zacaminte de carbune pe intreaga suprafata a pamantului.

Mlastinile intinse ce se formau din cauza variatiilor lente ale nivelului apelor marilor si lagunelor au contribuit la conservarea si transformarea acestor cantitati enorme de material lemons in carbune.

Miscarile alternative de ridicare si coborare ale scoartei pamantului, viteza si frecventa acestora au determinat grosimea straturilor de carbune, precum si grosimea totala a diferitelor formatii productive.

In silezia, grosimea totala a straturilor de carbune si a intercalariilor sterile dintre ele reprezinta 3500-5000 de m .

In kazahstan, straturile purtatoare de carbune ale bazinului carbonifer de la Echi-Mostuz masoara 800m in grosime si ascund in rezervele lor circa 1 miliarde tone de carbune .

Zacamintele de carbuni de la Anina si Doman, de la Cozla, Rudaria si Bigar din Banat, de la Cdlea, langa Brasov , precum si antracitul de la Schela Gorji, ca si carbuni nin R P Chineza, si huilele din Karaganda s-au farmat in Liasic, prima perioada din mezozoic.

In neozoicul care urmeaza au avut loc depuneri massive de material genetic, ce s-a metamorfozat pana astazi in carbuni brunisi mai ales lignite. 54,4% din totalul rezervelor de carbuni de pe glob s-au depus in aceasta perioada.

Zacamintele din valea jiului apartin oligogenului in timp ce marile zacaminte de carbune brun pamantos din R.F. Germania, de lignit din patria noastra

s-au depus in miocen, in pliocen, in diferitele varste ale acestor epoci geologice.

Cuaternalul inregistreaza an de an cresterea zacamintelor de material genetic care se transforma chear astazi in zacaminte de turba din bazinele Fagarasului, Dornei, si de la Miercurea Ciuc.

Schimbarile care au loc in structura si in compozitia chimica a materialului genetic si a carbunilor in procesul indelungat de transformare a plantelor in turbe, carbuni bruni, huile si antracit fac parte din fenomenele ce caracterizeaza “metamorfismul carbunilor”,”carbonificarea”,”incarbunarea”sau “incarbonizarea” materialului genetic

Carbuni cu 60-70%carbon in substanta organica- carbunii bruni si lignitii ce dau destul de putina caldura si care nu pot fi dusi din aceasta cauza la distante prea mari, transportul lor fiind neeconomic- ,sunt transformati in energie electrica, in termo centrale asezate la “gura minei”, ca la marile termocentrale de la Rogojelul, Turceni, din bazinul Gorjului, ca apoi energia electrica produsa prin aderarea lor duc pana la cele mai indepartate fabrici.

Antracitul, cel mai batran, cel mai incarbonizat carbune, arde greu, fara flacara vizibila, dar dogoarea alba a jarului acestuia radiaza caldura multa, desi nu iese nici un fel de fum vizibil pe cosul sobelor.

Continand aproape numai carbon intre92-98% antracitii sunt folositi mai ales in fabricarea electrozilor pentru industria chimica si pentru metalurgie. In cazui mai rareantracitii pot fii arsi, cu conditia asigurarii unui tiraji foarte bun in focarele respective, sau folositi la aglomerarea minereurilor.

Studiile facute asupra carbunilor au aratat ca celuloza si lignina plantelor dispar in procesul de carbonificare, transformandu-se in compusi cu greutate moleculara mare, in care proportiile celor trei elemente principale, carbon, hydrogen si oxigen, sunt din ce in ce mai deplasate catre procente tot mai mari de carbon, concomitant cu scaderea corespunzatoare a continuturilor de oxigen si de hydrogen.

Fenomenele geologice si chimice care au insotit formarea si metamorfismul carbunelui au adus in compozitia acestuia si alte elemente, dintre care cele mai importante sunt sulful (0,5-3%), rareori peste) si azotul (1,5-2%).

In carbuni, atomii de carbon sunt legati mai ales in cicluri hexagonale. Acestea se combina intre ele in cele mai diferit feluri, formand plase si structuri spatiale intinse de retele de carbon, retele de cicluri aromatice.

Aceasta “plasa” cu ochiuri hexagonale reprezinta structura chimica de baza a carbunelui. De ea, pe margine sau pe la oochiuri, ici colo, sunt prinsi atomi de carbon nelegati in cicluri, care se inlantuie in mod liber unul dupa altul, ca franjurile unui covor. Ca la o tesatura neterminata si netivita, de marginile plasei atarna fire formate din astfel de lanturi de carbon.

Cunoasterea structuri carbunilor are o mare importanta la folosirea lor cat mai rationala si economica, mai ales acolo unde din carbune nu se obtine doar energie ce se poate elibera prin ardere, ci si o multime de produse: la chimizarea carbunelui si la fabricarea cocsului.

In anul 1980 sau folosit pe glob peste trei miliarde de carbune.

La noi in tara, Banatul si Valea Jiului sunt cele mai vechi regiuni in care se expoateaza carbune. Huilele batrane din Banat au fost folosite cu peste 100 de ani in urma in uzinele metalurgice de la Anina, Bocsa si Resita, in timp ce marea bogatie a Vaii Jiului a inceput sa fie folosita pentru dezvoltarea industriei siderurgice abea in ultimile trei decenii.