Горючие Полезные ископаемые

Особую группу полезных ископаемых образуют различные виды топлива: в них как бы аккумулированы солнечное тепло и энергия, которые освобождаются при сжигании. Торф, уголь, горючие сланцы, нефть и горючие газы содержат углерод, соединение которого с кислородом при горении сопровождается выделением тепла. Теплотворная способность горючих веществ, в том числе и горючих ископаемых, определяется количеством калорий, выделяемых при сжигании 1 кг топлива.

Торф представляет собой полуперегнившую растительную массу, образовавшуюся на дне болот или заболоченных озер. Торф состоит из неполностью разложившихся растений (осоки, тростника, камыша, болотного разнотравья, мха), часто остатков различных деревьев (ели, ольхи, березы), продуктов полного разложения растительных остатков, называемых гумусом, и минеральных веществ — песка, глины, ила.

В естественном состоянии торф содержит много воды (примерно 80— 90%). Чем выше степень разложения растительных остатков, тем торф богаче углеродом, а следовательно, и калорийность его выше. Лучшие сорта торфа дают только 2% золы. По количеству выделяемого тепла торф превосходит дрова, но значительно уступает каменному углю и нефти, поэтому перевозить его на дальние расстояния экономически невыгодно. Удобнее сжигать его на месте в топках электростанций, заводов и фабрик.

Торфяники распространены почти повсюду (за исключением пустынь). Обычная мощность торфяных залежей 2—3 м, но иногда она достигает 10—12 м. Торф обладает замечательным качеством — запасы его в природе восстанавливаются. Этим он отличается от других горючих ископаемых. Ежегодный прирост торфа на всей площади торфяника равен

¹ Кокс — горючий материал, получаемый путем сухой перегонки каменного угля и торфа без доступа воздуха.

Цвет ископаемых углей изменяется от светло-бурого до черного. Угли бывают матовые и блестящие, рыхлые и твердые, как камень. Химический состав ископаемых углей тоже различен. Все свойства углей зависят от материала, из которого они образовались, и от дальнейших изменений. Одни угли образовались из остатков древесной и травянистой растительности, другие — из водорослей, спор и остатков микроорганизмов.

Залежи каменных углей образовывались во многие периоды жизни Земли — в каменноугольный, пермский, юрский, а также в третичное время. По химическому составу, внешним признакам, теплотворной способности и некоторым другим особенностям ископаемые угли разделяются на бурые, каменные и антрациты.

Бурые угли встречаются как в форме плотных, так и землистых рыхлых масс; цвет их темно-бурый или почти черный. Блеск в изломе обычно матовый или тусклый. Твердость небольшая. Нередко в изломе глыбы бурого угля можно невооруженным глазом увидеть растительные остатки. Калорийность бурых углей от 2000 до 6200 калорий. В большинстве своем бурые угли дают много золы (до 40%) и содержат много серы (1 — 2%).

Каменные угли — черные, реже буровато-черные массы; иногда они обладают жирным или смоляным блеском. Излом — раковистый или занозистый. Угли пачкают руки. В микроскоп видно, что они также образовались из растений.

В техническом отношении каменные угли разделяются на спекающиеся (коксовые угли), слабоспекающиеся (слабококсовые угли) и неспекающиеся (тощие порошковатые угли). Калорийность каменных углей колеблется в пределах 6600—8750 калорий.

Антрациты — это плотные смоляносерые или железо-черные массы с металлическим блеском. Иногда на поверхности скола наблюдаются радужные переливы. Руки антрациты не пачкают. Твердость значительно выше, чем у каменных углей. Антрацит загорается очень трудно и горит только при сильной тяге. Калорийность его достигает 8650 калорий. Антрацит может рассматриваться как переходная стадия между каменным углём и графитом.

За последние 50—60 лет очень важное промышленное значение приобрели горючие сланцы. Горючими сланцами называют любые сланцевые глинистые породы, которые содержат в своем составе горючие органические вещества и имеют зольность свыше 30—40%. Горючие сланцы обладают невысокой теплотворной способностью — 1500—3000 калорий. Они сравнительно легко перерабатываются в искусственное жидкое топливо — нефть, бензин.

Нефть — маслоподобная жидкость, вероятно, органического происхождения. Цвет ее обычно темный, но встречаются нефти светлых и светло-желтых, зеленовато-коричневых или красновато-коричневых оттенков. Запах нефти керосиновый, иногда со слабым или сильным сернистым «душком». Теплотворная способность нефти очень высока — 1 кГ при сжигании дает 10 тыс. калорий.

В этом отношении она выше антрацитов и к тому же еще сгорает без остатка. В химическом составе нефти основное место занимает сложная смесь углеводородов, причем углерода в нефти от 84 до 88%, а водорода — около 14%. Кроме того, в состав нефти входят также кислородные, сернистые, азотистые соединения и некоторые неорганические (минеральные) примеси. Нефти различных месторождений часто имеют и различный химический состав.

Месторождения нефти встречаются во всех отложениях, начиная с кембрия до третичных включительно. Нефть залегает в пористых осадочных породах морского происхождения — песках и песчаниках, часто изогнутых в складки, в форме свода. Встречается нефть и в известняках, где заполняет пустоты и трещины.

Горючий природный газ — важный источник для получения бензина и ценное сырье для многих отраслей химической промышленности — производства пластмасс, искусственных тканей и т. д.

Горючие природные газы — это смесь различных газообразных углеводородов, азота, окиси углерода, углекислого газа, кислорода и водорода с некоторой примесью сероводорода и фосфористого водорода. Теплотворная способность горючего газа очень большая и достигает 11 400 калорий. Горючий газ доставляется с мест добычи в районы потребления по газопроводам, длина которых иногда превышает 2 тыс. км (например, Бухара — Урал).