Господарське використання корисних копалин

Найголовнішою властивістю нафти, є її здатність виділяти при згорянні значну кількість тепла, найвищою серед усіх видів палив.

Основні фракції нафти наступні:

1. Фракція - газолінова фракція бензинів: газолін, бензин – авіаційний, автомобільний і т.д.

2. Лігроїнова фракція. Лігроїн застосовується як пальне для тракторів.

3. Гасова фракція. Гас після очищення використовується як пальне для тракторів, реактивних літаків та ракет.

4. Газойль – дизельне паливо.

5. Мазут – залишок від перегонки. Містить вуглеводні з великим числом атомів вуглецю (до багатьох десятків) у молекулі. Мазут також розділяють на фракції: а) солярові олії – дизельне паливо; б) мастила (автотракторні, авіаційні, індустріальні та інші); в) вазелін (основа для косметичних засобів та ліків).

З деяких сортів нафти одержують парафін (для виробництва сірників, свічок та ін.). Після відгону залишається гудрон. Його широко використовують в дорожньому будівництві.

Але це тільки первинні продукти нафти. При подальшій переробці розрізняють 10 груп нафтопродуктів: нафтові палива; нафтові оливи; пластичні мастила; парафіни, церезини, вазеліни; нафтові бітуми; технічний вуглець (сажа);нафтовий кокс; присадки до палив та олив; розчинники та ароматичні вуглеводні; інші нафтопродукти (Рис. 3.1).

Рис. 3.1. Колони для очищення нафти [14]

Залежно від сфери застосування розрізняють такі види нафтових палив: карбюраторні, реактивні, дизельні, газотурбінні, котельні, пічні, зріджені та стиснуті гази. Перші використовуються в авіації та автомобільних двигунах, другі призначені для спалювання в повітряно-реактивних двигунах (ПРД), а також для змащення та охолодження середовища у ПРД. Треті призначені для спалювання в дизельних двигунах. Газотурбінні палива застосовуються у стаціонарних паротурбінних і паро газових енергетичних установках, а також в газотурбінних установках водного транспорту. Котельні і пічні призначені для стаціонарних парових котлах, промислових печах та печах опалювальних установок. Останні – це пропан-бутанова суміш, яка використовується як паливо для побутових потреб та двигунів внутрішнього згоряння (ДВЗ).

Нафтові оливи також поділяються від сфери застосування на: моторні, енергетичні, трансмісійні, індустріальні, спеціальні та інші типи. Але призначення в них майже однакове – зменшення тертя в різних механізмах, двигунах, вузлах тертя, а також для виробництва вазеліну, парфумів, гуми, хімічних волокон тощо.

Тверді нафтові парафіни використовуються для виробництва синтетичних жирних кислот, хлор-парафіну, свічок. Церезини застосовують для одержання мастил, воскових сплавів, ізоляційних матеріалів тощо. Вазеліни використовують для захисту від корозії хірургічних інструментів, у виробництві кремів, паст, мазей, у ветеринарних цілях тощо.

До інших нафтопродуктів належить нафтенові кислоти, змащувально-охолоджуючі засоби та освітлювальний гас. Перших застосовують як емульгатори, присадки, розчинники смол та анілінових барвників. Другі призначені для зменшення температури, силових параметрів та зношування різального інструменту у різних галузях промисловості. Освітлювальний гас використовують в освітлювальних лампах (рис. 3.2.).

Рис. 3.2. Використання природного газу в Україні 2005-2014 роки [31]

Що до природного газу, то основний напрям його використання це спалювання для виділення тепла в промисловості (доменні печі, котельні) та в побуті. Але крім того, його переробляють на різні цінні продукти. Він є сировиною для добування ацетилену, водню, що використовуються в синтезі аміаку. Сажа, добута з метану, йде на виготовлення друкарської фарби, гумових виробів. Хімічні речовини, які одержують з газу – складові компоненти для виробництва пластмас, добрив, синтетичних волокон тощо. Природний газ навіть використовують для опріснення морської води. Тому він відіграє також значну роль в житті людини.[24]

Газотранспортна система України - найпотужніша в світі за об'ємом транзиту природного газу через свою мережу – виконує дві основні функції: забезпечення споживачів нашої держави газом і транзит російського природного газу в європейські країни (рис. 3.3.). Пропускна спроможність газотранспортної системи на вході до України складає 290 млрд. куб. м, на виході – 170 млрд. куб. м газу на рік, зокрема 135 млрд. куб. м в європейські країни. Українська газотранспортна система тісно сполучена з подібними системами сусідніх європейських країн – Польщі, Білорусі, Росії, Румунії, Молдови, Угорщини, Словаччини, а через них інтегрована в загальноєвропейську газову мережу. Тому без перебільшення можна сказати, що газотранспортна система України є мостом між газовидобувними регіонами – Росією і Середньою Азією – і споживачами промислово розвиненої Європи [30].

Рис. 3.3. Газотранспорта система в Україні [30]

Приблизно 25% вугілля, яке постачається споживачам, використовують для технологічних цілей на підприємствах, де воно переробляється чи застосовується як сировина (рис. 3.4.). При цьому основна частина вугілля йде на виробництво коксу. Решта вугілля витрачається на енергетичні цілі. Більше половини вугілля, що направляється на енергетичні цілі, використовується на теплових електростанціях, значна частина - для комунальнопобутових потреб, менша – в промислових і районних котельнях. Інша частина енергетичного вугілля йде на потреби сільського господарства, виробництва будівельних матеріалів тощо.

Рис. 3.4. Схема продуктів переробки кам’яного вугілля [15]

Використання вугілля для технологічних цілей екстракцією органічними розчинниками (бензин і бензоли) видобувають бітуми - суміш восків, парафінів, масел, асфальтенів та смоли. Найбільш цінна частина екстракту – гірничий, чи монтан-віск, який широко використовується в машинобудуванні для точного лиття, при виробництві пластмас, в побутовій хімії, паперовій та текстильній промисловості.

У теперішний час до 50% електроенергії в Україні виробляється на теплових електростанціях, абсолютна більшість енергоблоків яких спалюють енергетичне (некоксівне) кам'яне вугілля і антрацити. Спалювання вугілля пов'язане із здатністю вуглецю і водню, які входять до складу вугілля, реагувати з киснем до С з виділенням теплоти [25].

Горючі сланці, також мають широке застосування. З сланцевої смоли виробляють висококалорійне паливо, масло для просочення деревини, клей, іхтіол (лікарська речовина), миючі засоби, спеціальний кокс для виготовлення електродів, парафін, пластмаси і гуму (Рис. 3.5.). Сланцевий попіл з успіхом застосовується при виробництві цементу, будівельних блоків та панелей. З сланців можна одержати ряд рідкісних елементів – уран, ванадій, молібден, реній тощо. І сьогодні все більша частина промисловості починає переробляти їх для давання корисних речовин.

Рис. 3.5. Горючі сланці в первинному необробленому вигляді [16]

В недалекому минулому торф йшов в основному на опалення будинків і спалювання в печах електростанцій. Зараз від 60 до 70% торфу використовується в сільському господарстві в якості добрива, стимулятора росту рослин, кормових додатків для тварин і навіть для підстилки на тваринницьких фермах (pис. 3.6.). Торф’яна підстилка набагато вигідніша, ніж солома чи тирса: 1т такої підстилки дає пізніше 5т високоякісного органічного добрива. Для вирощування саджанців і розсади в теплицях роблять спеціальні торфоперегнійні горщечки, які складаються з суміші торфу і перегнившого посліду. Торфодерновими „килимами” укріплюють кювети доріг, озеленюють комплекси житлових та промислових будівель.

Рис. 3.6. Використання торфу в сільському господарстві [17]

Торф – джерело багатьох цінних продуктів: воску, органічних барвників. При нагріванні з нього дістають сульфат амонію, аміак, феноли, оцтову кислоту, етиловий та метиловий спирт, мастила, парафін, щавелеву кислоту, кормові дріжджі, активоване вугілля тощо.[26]