piopi_shpory

1.Классификация полезных ископаемых.Полезные ископаемые — это природные минеральные образования в земной коре неорганического и органического происхождения, физические свойства и химический состав , которых позволяют использовать их в сфере материального производства. В настоящее время более 200 видов минерального сырья применяется в промышленности и сельском хозяйстве. По физическим свойствам различают полезные ископаемые твердые (рудные, нерудные, уголь, торф), жидкие (нефть, минерализованные воды) и газообразные (газы природные горючие и инертные). Месторождением полезного ископаемого называется скопление минерального вещества в земной коре, которое в качественном и количественном отношениях пригодно для использования в народном хозяйстве. Месторождения, разработка которых при существующем уровне техники экономически целесообразна, называются промышленными; месторождения, разработка которых при тех же условиях невыгодна, называются непромышленными. По мере развития техники добычи и обогащения полезных ископаемых непромышленные месторождения могут переходить в категорию промышленных. Объектами деятельности горно-обогатительных предприятий являются твердые полезные ископаемые группы А: А1 — Угли; A3 — Металлические полезные ископаемые; А4 — Естественные материалы и камни; А5 — Неметаллические полезные ископаемые. Группа А1 — Угли — это твердые горючие вещества органического происхождения. Ископаемые угли имеют различные физические и химические свойства, что обусловлено различием в исходном растительном материале, глубине химических превращений и внутримолекулярных перестроек растительных остатков. В зависимости от стадии метаморфизма различают: бурый уголь, каменный уголь и антрацит, отличающиеся химическим составом, физическими свойствами и показателями качества. Бурые угли делят на две группы: лигниты и собственно бурые угли. Лигниты состоят из остатков древесины и имеют волокнистое строение. Собственно бурые угли не имеют ясно выраженных растительных остатков. Цвет этих углей различный — от темно-бурого до черного. Содержание углерода — 68—80 %, гигроскопической влаги — 25—30 %, выход летучих веществ — более 45 %, плотность — 800—1250 кг/м3. Бурый уголь, находясь на воздухе, рассыпается в мелочь. Каменный уголь имеет черный цвет, теплоту сгорания 31—37 кДж/кг, плотность 1250—1500 кг/м ; содержит 3—4 % гигроскопической влаги, 80—92 % углерода, 11—45 % летучих веществ. Антрацит имеет черную со стекловидным блеском поверхность, острые края при изломе, теплоту сгорания 35—38 кДж/кг, содержит летучих веществ до 6 %. Уголь не является однородным веществом, а состоит из нескольких петрографических разновидностей: дюрен —- матовый, твердый, не имеющий слоистости уголь, встречается в виде мощных пачек; кларен — блестящий уголь с выраженной полосчатой текстурой, встречается в виде мощных пачек или даже целых пластов; витрен — блестящий уголь, напоминающий кларен, но отличающийся небольшими размерами включений, отсутствием включений других разновидностей и большей плотностью фюзен — матовый уголь волокнистого строения, по внешнему виду напоминает измельченный древесный уголь, встречается в виде небольших линз на плоскостях напластования. Разновидности угля имеют следующую зольность: витрен и кларен - до 2 %; дюрен - 6 — 12 %; фюзен - 15 — 25 %. Кларен и витрен хорошо коксуются, дюрен слабо, а фюзен не коксуется. Наиболее прочной разновидностью является дюрен, а наиболее хрупкой — фюзен. Знание петрографического состава углей необходимо для определения оптимальных пределов дробления, рационального предела их обогащения и способов технологической переработки. Угли состоят из органической (горючей) массы и негорючих компонентов (минеральных примесей и влаги). В состав органической массы входят следующие химические элементы: углерод (С), водород (И), кислород (О), азот (N), сера (S), фосфор (Р). Самый ценный элемент в углях — углерод, содержание которого возрастает с увеличением стадии метаморфизма. К минеральным примесям относятся: глинистый сланец (Al203-2Si02-2H20), песчанистый сланец (SiOj), пирит (FeSi), сульфаты (CaS04), карбонаты (MgC03, FeCO3 и др). Минеральные примеси, перешедшие в уголь из растительных организмов, называются связанными, а примеси, попавшие в период накопления растительных остатков, - наносными. Минеральные примеси, которые попали в уголь при его добыче, называются свободными. При обогащении могут быть удалены только свободные минеральные примеси.Промышленная классификация углей предусматривает деление углей на различные марки и группы в зависимости от их физико-химических свойств и возможности использования для технологических или энергетических целей. Угли каждого бассейна разделяют на марки и группы, причем угли одноименных марок и групп различных бассейнов имеют неодинаковые пределы классификационных параметров. Поэтому угли разных бассейнов, характеризуемые одинаковыми классификационными параметрами, при технологическом использовании могут давать различный по физико-механическим свойствам продукт. Все угли условно делят на две технологические группы: коксующиеся энергетические. Группа A3 — Металлические полезные ископаемые — руды черных, цветных, редких и благородных металлов. Руда представляет собой агрегат минералов, из которого технологически возможно и экономически целесообразно извлекать металл или его соединения. Таковы, например, руды железа, марганца, свинца, цинка, молибдена, вольфрама и др. По качеству минерального сырья различают богатые (высокосортные), рядовые (средние по качеству) и бедные (низкосортные) руды. Минералами называются природные химические соединения, образовавшиеся в результате естественных химических реакций, более или менее однородные химически и физически. В зависимости от химического состава минералы группируются по классам, из которых важнейшее значение имеют: самородные элементы; сульфиды (соединения металлов с серой); оксиды (соединения металлов и некоторых других элементов с кислородом); силикаты соединения металлов с кремнием и кислородом) и алюмосиликаты (силикаты, содержащие алюминий). Различают коренные и россыпные месторождения полезных ископаемых. В коренных месторождениях руда залегает в общем массиве горных пород в месте своего первоначального образования. При этом полезные минералы находятся в массиве горных пород в виде вкрапленных зерен (включений) той или иной величины, часто в тесном прорастании с минералами пустой породы. Россыпные месторождения образуются в результате разрушения коренных руд под воздействием воды, кислорода воздуха, температуры и других природных факторов. В россыпях концентрируются минералы, устойчивые к воздействию природных факторов. Эти минералы, как правило, находятся в виде обособленных зерен, однако часто сцементированы глиной или другим материалом По вещественному составу различают руды черных, цветных, редких, благородных и радиоактивных металлов. Руды разделяются также на монометаллические, содержащие только один металл, и сложные, полиметаллические, содержащие несколько металлов (например, руды, содержащие медь и цинк, свинец и цинк, молибден и вольфрам). По размеру вкрапленности зерен полезных минералов различают руды с весьма крупной вкрапленностью (более 20 мм), крупновкрапленные (более 2 мм), мелковкрапленные (2—0,2 мм) и тонковкрапленные (менее 0,2 мм). По физическим свойствам руды делят по плотности, влажности и др. По плотности различают руды тяжелые — плотностью выше 3500 кг/м, средние — 2500—3500 кг/м, легкие — ниже 2500 кг/м3. По влажности различают руды сильно влажные, влажные и сухие. В зависимости от физических свойств и химического состава руды подразделяют на трудно- и легкообогатимые. Требования, предъявляемые промышленностью к рудному сырью, определены ГОСТами и техническими условиями, согласно которым рудное сырье разделяется по сортам в зависимости от содержания в нем полезных компонентов, вредных примесей и характера рудного агрегата. Имеются ограничения по содержанию влаги и гранулометрическому составу. Промышленные кондиции на руду — это система показателей, в которой приняты минимально допустимые содержания металла в руде и запасы металла в данном месторождении. Минимальным промышленным содержанием считается такое содержание ценного компонента, стоимость которого при извлечении его из недр и обогащении обеспечивает возврат всех затрат на эти процессы. Например, минимальное промышленное содержание меди в руде должно быть не менее 0,5 % (в зависимости от типа руды и способа переработки), свинца — 1 %, цинка— 1,5 %, вольфрама — 0,15 %. Кондициями также определяется бортовое содержание металла в руде, которое необходимо для оконтуривания промышленных балансовых запасов месторождения. Бортовое содержание — это наименьшее содержание металла в краевых пробах. Верхним пределом бортового содержания является минимальное промышленное содержание, нижний предел бортового содержания должен несколько превышать содержание металла в хвостах обогатительных фабрик.. Группа А4 — Естественные строительные материалы и камни и группа А5 — Неметаллические полезные ископаемые — используются для химической промышленности (сера, калийные соли, барит и др.), сельского хозяйства (апатит, фосфорит и др.), абразивной (алмаз, корунд, пемза и др.) и ювелирной промышленности и промышленности точных приборов (алмаз, рубин, изумруд и др.). Они служат наполнителями для бумажной, резиновой, пищевой и других отраслей промышленности (тальк, каолин, мел, глины и др.), изоляционными материалами (асбест, слюда и др.), естественными огне- и кислотоупорными материалами (магнезит, кислотоупорные глины, амфиболы и др.), каменными строительными и дорожными материалами (известняк, кварцит, гравий, песок), сырьем для вяжущих строительных керамических и огнеупорных материалов (мергель, гипс, каолин, полевой шпат, кварц, графит и др.). Количественная оценка полезных ископаемых выражается их запасами (балансовыми и забалансовыми). Балансовыми являются запасы полезных ископаемых, использование которых технически возможно и экономически целесообразно. Забалансовыми — запасы полезных ископаемых, использование которых при данном уровне техники экономически нецелесообразно (малая мощность, глубокое залегание, низкое содержание ценных компонентов и др.).

2.Происхождение углей. Виды угля. Сортомарки. Ископаемый уголь — полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно. Антрацит — самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800—8350 ккал/кг). Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами. Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурыми углями. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров. Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. Сортомарки - это условное разделение углей по их свойствам, удовлетворяющим те или иные потребности. Поэтому их (сортомарок) может быть значительное количество. Наиболее универсальной является классификация по генетическим н технологическим параметрам (ГОСТ 25543-88). Но она рассчитана на общую оценку углей. Для обозначения сортов углей, предназначаемых для использования в теплоэнергетике используют следующую схему Сорт = <марка> + <размер-кусков>

3.Классификация и кодификация углей. Применение углей. Кокс. Коксование. Ископаемый уголь — полезное ископаемое, вид топлива, образовавшийся из частей древних растений под землей без доступа кислорода. Международное название углерода происходит от лат. carbō («уголь»). Уголь был первым из используемых человеком видов ископаемого топлива. Он позволил совершить промышленную революцию, которая в свою очередь способствовала развитию угольной промышленности, обеспечив её более современной технологией. Уголь, подобно нефти и газу, представляет собой органическое вещество, подвергшееся медленному разложению под действием биологических и геологических процессов. Основа образования угля — растительные остатки. В зависимости от степени преобразования и удельного количества углерода в угле различают четыре его типа: бурые угли (лигниты), каменные угли, антрациты и графиты. В западных странах имеет место несколько иная классификация — лигниты, суббитуминозные угли, битуминозные угли, антрациты и графиты, соответственно. Антрацит — самый глубоко прогревавшийся при своем возникновении из ископаемых углей, уголь наиболее высокой степени углефикации. Характеризуется большой плотностью и блеском. Содержит 95 % углерода. Применяется как твердое высококалорийное топливо (теплотворность 6800—8350 ккал/кг). Имеют наибольшую теплоту сгорания, но плохо воспламеняются. Образуются из каменного угля при повышении давления и температуры на глубинах порядка 6 километров. Каменный уголь — осадочная порода, представляющая собой продукт глубокого разложения остатков растений (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений). По химическому составу каменный уголь представляет смесь высокомолекулярных полициклических ароматических соединений с высокой массовой долей углерода, а также воды и летучих веществ с небольшими количествами минеральных примесей, при сжигании угля образующих золу. Ископаемые угли отличаются друг от друга соотношением слагающих их компонентов, что определяет их теплоту сгорания. Ряд органических соединений, входящих в состав каменного угля, обладает канцерогенными свойствами. Содержание углерода в каменном угле, в зависимости от его сорта, составляет от 75 % до 95 %. Содержат до 12 % влаги (3-4 % внутренней), поэтому имеют более высокую теплоту сгорания по сравнению с бурыми углями. Содержат до 32 % летучих веществ, за счёт чего неплохо воспламеняются. Образуются из бурого угля на глубинах порядка 3 километров. Бурый уголь — твердый ископаемый уголь, образовавшийся из торфа, содержит 65—70 % углерода, имеет бурый цвет, наиболее молодой из ископаемых углей. Используется как местное топливо, а также как химическое сырье. Содержат много воды (43 %), и поэтому имеют низкую теплоту сгорания. Кроме того, содержат большое кол-во летучих веществ (до 50 %). Образуются из отмерших органических остатков под давлением нагрузки и под действием повышенной температуры на глубинах порядка 1 километра. Сортомарки - это условное разделение углей по их свойствам, удовлетворяющим те или иные потребности. Поэтому их (сортомарок) может быть значительное количество. Наиболее универсальной является классификация по генетическим н технологическим параметрам (ГОСТ 25543-88). Но она рассчитана на общую оценку углей. Для обозначения сортов углей, предназначаемых для использования в теплоэнергетике используют следующую схему Сорт = <марка> + <размер-кусков>. Коксова́ние — процесс переработки жидкого и твёрдого топлива нагреванием без доступа кислорода. При разложении топлива образуются твёрдый продукт — кокс и летучие продукты. Кокс. Коксохимическое производство. Технологическое топливо. Общие понятия и определения. Основные разновидности природного топлива древесина, торф, бурый уголь, каменный уголь, антрацит, сланец, нефть, природный горючий газ. Все горючие ископаемые (ГИ) — твердые, жидкие и газообразные — обра¬зовались из остатков растительного и животного происхождения и называ¬ются каустобиолитами (от греческого каустос — горючий, биос — жизнь, литое — камень). Нефть и природный газ относят к каустобиолитам пото¬му, что они образовались из нефтегазоматеринского вещества, пребываю¬щего в твердом состоянии. Особенности различных природных топлив связаны типом исходного органического вещества, геологическим возрастом и горно-геологическими условиями. Торф, бурые и каменные угли, антрациты произошли из выс¬ших растений. Каждый из указанных видов топлив именует соответствую¬щую стадию зрелости: торфяную, буроугольную, каменноугольную и ан¬трацитовую. Этим стадиям соответствуют определенные свойства: содер¬жание углерода, выход летучих веществ, зольность, теплотворная способ¬ность (см. УГОЛЬ). Наиболее важной технической характеристикой топлива является его состав, который служит исходной информацией для анализа процессов го¬рения в промышленных установках (котлы, металлургические печи, возду¬хонагреватели, зажигательные горны и т. п.). Состав топлива выражают результа¬тыэлементного и технического анализов. В табл. 108 представлены па¬раметры, характеризующие составы твердого, жидкого и газообразного топлива и принятые символы их обозначений. В табл. 109 приведены элементные анализы восьми видов топлива: торфа, бурого угля, каменного угля и др. Здесь следует обратить внимание на следующее: по мере возрастания стадии зре¬лости в топливе увеличивается содержание углерода и уменьшается сумма 0+N+S (в торфе и буром угле — 39—30%, в антраците — 1%). Нефть и природный газ характеризуются большим отношением Н/С , чем каменный уголь и антрацит. Характеристики топлива когут бать отнесены к разной массе: рабочей, сухой, горючей, органической и аналитической. Эти понятия отражают состояние испытуемом пробы топлива. Пересчет результатов анализа твердого топлива на различное его состояние выполняется с помощью Множителей. С помощью этих множителей пересчитывают все данные состава, теплоты сгорания и выхода летучих веществ, кроме низшей теплоты сгора¬ния, которую рассчитывают по формуле. Важнейшими характеристиками топлива являются: I) теплота сгорания, 2) максимальная энтальпия продуктов сгора¬ния, 3) жаропропзводительность ( температура горения калориметрическая), 4) влажность, 5) зольность, 6) содержание серы, 7) содержание фосфора, 8) выход летучих. Эффективность использования топлива в высокотемпературных процес¬сах в значительной степени определяется его жаропроизводительностью. В зависимости от величины t max топливо делится на две группы: высокой и пони¬женной жаропроизводительности. топливо высокой жаропроизводительности — t max >2000° С. К этой группе относятся: коксовый газ, природный газ, кокс, каменный уголь, мазут и др. Топливо пониженной жаропроизводительности —t max < 2000° С, но > 1700° С. К этой группе относятся: доменный газ, бурые угли, торф, дрова. Влажность. Содержание влаги в Т. понижает его теплоту сгора¬ния вследствие уменьшения содержания горючих компонентов и увеличе¬ния расхода тепла на испарение воды. Влажность снижает и жаропроизво¬дительность топлива. Зольность. Минеральные вещества, содержащиеся в топливе понижают его теплоту сгорания вследствие уменьшения содержания горючих компо¬нентов и увеличения расхода тепла на нагревши плавление минеральной массы. Повышение зольности металлургического кокса на 1% увеличивает расход флюсов при выплавке чугуна примерно до 1,5%, расход кокса на 1,5—2.5% и снижает производительность доменных печей примерно на 1,5…2,5 %. Содержание фосфора. Фосфор углей в процессе коксования прак¬тически полностью остается в коксе, а в доменной печи почти полностью переходит в чугун. Кузнецкие угли высокофосфористые и кокс из них со¬держит 0,030—0,050% Р. Донецкие угли содержат меньше Р и фосфористость кокса из них колеблется в пределах 0,015-—0,020%. На производство 1 т стали расходуется примерно 1,5 т условного топлива. Наибольшая доля этой величины приходится на доменное производство — 50%, агломерационное производство — 7%, сталеплавильное — 7%, про¬катное — 10%. Используемое на металлургических заводах топливо подразделяется на технологическое и энергетическое. К технологическому относят топливо, которое используют в технологических процессах. Кроме кокса сюда могут отно¬ситься природный газ, мазут, угольная пыль, которые используются при выплавке чугуна, при металлизации окатышей и т. д. К энергетическому относят топливо, которое используется для получения физического тепла. Все виды используемых топлива относятся к невозобновляемым энерге¬тическим ресурсам, входящих в число важнейших факторов жизнеобеспе¬чения человека на Земле. Использование топлива сопряжено с усилением антро¬погенного влияния на биосферу. Во-первых, при добыче выводятся из ис¬пользования в сельском хозяйстве большие площади земли, и происходит их загрязнение промышленными отходами. Во-вторых, при сжигании топлива из атмосферы забирается кислород, а выбрасываются с дымом С02, СО, СН, NO, сажа, частички угля и золы, соединения серы. Твердые частицы, по¬ступая в приземные слои атмосферы, оседают на почве и концентрируются на растениях, с которыми они попадают в организм животных и человека. В районах интенсивной добычи угля и нефти наблюдается оседание по¬верхности земли с нарушением ландшафта. Все это составляет большую экологическую опасность для человека. Уголь— горная осадочная порода растительного происхождения. Уголь представляет собой один из видов твердых горючих ископаемых: торф, бурые и каменные угли, антрациты . По гинезису исходного растительного материала все виды твёрдых горючих ископаемых подразделяются на три класса: из высших растений образовались гуммиты, из наиболее стойких час¬тей высших растений (восков, смол, спороиолленина, кутииа) — липтобиолиты, из низших растений, микроводорослей и животных организмов, пре¬вращенных за счет биохимических процессов в планктон, образовались ТГИ, именуемые сапропелитами. Смешанные угли. образовались в результате совместного преобразования высшей наземной и низшей водной расти¬тельности. Принято различать четыре стадии зрелости ТГИ: торфяную, буро¬угольную, каменноугольную и антрацитовую. Глубину и степень преобразования органических веществ в горную осадочную породу опреде¬ляют по свойствам твердых органических веществ, содержанию углерода, выходу летучих веществ и отражательной способности витринита (петрографический микрокомпонент угля). Эти признаки положены в осно¬ву классификации углей. Каменные угли делятся на марки по выходу летучих веществ (которые определяются в пробах с зольностью менее 10% или обогащен¬ных до этого предела) и толщине пластического слоя, выраженной в мил¬лиметрах. Различают следующие марки каменных У.: длиннопламенный — Д (1ДВ, 1ДФ, 2ДВ, 2ДФ); газовый (1ГВ, 1ГФ, 2Г); газовый жирный — ГЖ (1ГЖОВ, 1ГЖОФ, 2ГЖОВ, 2ГЖОФ); жирный — Ж (ІЖ, 2ЖВ, 2 ЖФ); кок¬совый жирный — КЖ; коксовый — К (1КВ, ІКФ, 2КВ, 2КФ); коксовый отощенный — КО (1КОВ, 1КОФ, 2 КОВ, 2КОФ); отощенный спекающийся — ОС (ОСВ, ОСФ); слабоспекающийся — СС (ICC, 2СС, ЗСС); тощий — Т (ITB, 1ТФ, 2ТВ, 2ТФ); антрацит (1АВ, 1АФ, 2АВ, 2АФ, ЗАВ, ЗАФ). По размеру кусков: бурые, каменные и антрацитовые У. подразде¬ляют на классы (ГОСТ 19242-73) (табл. 108). Для получения металлургиче¬ского кокса используют каменные У., способные при коксовании (см. коксование) — спекаться и образовывать нелетучий остаток со свойст¬вами металлургического кокса. Этим свойством обладают У. марок Ж, К, Г и частично — ОС. Типы углей устанавливают в следующем порядке. Бурые угли по вели¬чине максимальной влагоемкости подразделяют на 3 типа. Камен¬ные угли подразделяют по выходу летучих веществ на 9 типов; антра¬циты по объемному выходу летучих веществ — на три типа. По данным мировой энергетической конференции на долю ТГИ приходится 697 млрд. т массы условного топлива, в том числе (числитель — достоверные или технически реализуемые, знаменатель — перспектив¬ные или потенциальные): Критериями качества У. как энергетического топлива являются параметры физико-химических свойств топлива: влажность, зольность, со¬держание общей серы, выход летучих веществ, низшая теплота сгорания. По методу определения эти признаки называют технической характеристи¬кой У. (см. топливо). По данным Всемирной энергетической конференции (1980 г.) ми¬ровые запасы всех видов У., которые можно извлечь (пласты мощностью более 0,30 м, залегающих на глубине не более 2000 м) составляют 13800 млрд. т. География их распределения такова: на территории б. СССР — 43%, в Северной Америке — 29%, в странах Азии (без СССР) — 14,5%, а Европе — 5,5%. На остальной мир приходится только 8%. Экономически пригодные для эксплуатации мировые запасы угля могут обеспечить нужды промышленности на срок около 170 лет (по дан¬ным за 1988—1990 гг.), запасов природного газа хватит на 58 лет, а запасы нефти будут исчерпаны за 30 лет. В структуре топливного баланса черной металлургии за последние годы вполне четко определилась тенденция снижения потребления коксующихся У. и увеличения доли энергетических углей. Это вызвано приме¬нением новых, более дешевых технологий коксования и замещением кокса Энергетическими углями с малым содержанием золы и серы путем его вдувания в доменные печи. Топливо доменной плавки Основным топливом доменной плавки является каменноугольный кокс, который представляет собой твердую, пористую спекшуюся массу, оставшуюся после удаления из каменного угля летучих ве¬ществ в результате прокаливания его при высокой температуре без доступа воздуха. Кокс должен быть чистым по сере и фосфору, со¬держать минимальное количество золы и обладать высокой прочно¬стью и сопротивлением истиранию. Кокс (англ. coke) - твердый горючий остаток, образующийся при нагреве органических веществ (главным образом угля) без доступа воздуха. Кокс используется в качестве топлива и восстановителя в доменных печах. Кокс каменноугольный (от нем. Koks) — твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100оС без доступа воздуха. Химический состав кокса характеризуется массовой долей различных элементов в органическом веществе и содержанием минеральных примесей. Что касается показателей химического состава кокса (содержание летучих веществ, золы, серы, металлов и воды), то при обработке и транспортировании они практически не изменяются. Важнейшими из них при рассмотрении закономерностей окислительной регенерации являются химический состав кокса, его структура и дисперсность, а также распределение отложений по грануле катализатора. Вместе с тем на результаты доменной плавки оказывает влияние химический состав кокса - содержание золы; еще большее значение имеет содержание серы, а в отдельных случаях фосфора. Обычно кокс имеет следующий химический состав 82 - 88 % твердого (нелетучего) углерода, 10 - 15 % золы, 0,5 - 1,8 % серы. Химический состав кокса зависит от природы каменных углей. Кокс имеет достаточную пористость (до 50 %) и хорошую горючесть. Теплота сгорания равна 27,2 - 31,4 МДж / кг. К основным областям применения кокса можно отнести: выплавка чугуна (доменный кокс) - как высококачественное бездымное топливо, восстановитель железной руды, разрыхлитель шихтовых материалов. кокс должен иметь размеры кусков не менее 25—40 мм при ограниченном содержании кусков менее 25 мм (не более 3 %) и не более 80 мм. Такие размеры кусков связаны с тем, что доменная печь является печью шахтного типа в которой происходит противоток отходящих газов и шихтовых материалов. Если куски кокса будут менее требуемого они будут удаляться из печи вместе с отходящими газами. в литейное производство (литейный кокс) - как ваграночное топливо. Литейный кокс по размерам кусков крупнее доменного; наиболее пригоден продукт, в котором присутствуют куски менее 60—80 мм. Главное отличие литейного кокса от доменного — малое содержание S, которое не должно превышать 1 % (в доменном коксе до 2 %). химическая и ферросплавная промышленность (специальные виды кокса) В промышленности ферросплавов используют мелкий кокс (например, фракцию 10—25 мм), при этом в отличие от доменного и литейного производств предпочитают применять продукт с большой реакционной способностью. для бытовых целей (бытовой кокс). Бытовой кокс применяется для удовлетворения бытовых нужд, в частности отопления. Требования по прочности к бытовому коксу менее жесткие, чем к доменному и литейному. Во всех приведенных выше производствах лучшее сырье — наиболее прочный малозольный и малосернистый кокс, который содержит небольшое количество мелких фракций. В настоящее время мировое производство каменноугольного кокса составляет около 500 млн т/год. Коксохимическая промышленность — отрасль черной металлургии, занимающаяся переработкой каменного угля методом коксования. Основная продукция коксохимической промышленности (в % к общему выпуску): Каменноугольный кокс — 76-78 %. Коксовый газ — 14-15 %. Химические продукты (бензол, толуол, этилен, различные смолы, масла и пр.) — 5-6 % Каменноугольный кокс используется в металлургии в качестве топлива в доменных и литейных производствах. Коксовый газ и другие продукты коксования служат сырьем для химических производств. На их основе выпускают различные полимеры, азотные удобрения, синтетические моющие средства, пестициды, лекарственные препараты и многое другое. Начало применения кокса при выплавке металлов, и последующее за этим их удешевление, послужило одним из факторов успеха Промышленной революции. Первая выплавка чугуна с использованием кокса в качестве топлива была произведена в Великобритании в 1735 году. В 1830-х годах в Великобритании начали строить коксовые печи с закрытыми камерами, а в 1880-х стали появляться печи с улавливанием продуктов коксования. В это время коксохимическая промышленность из придатка металлургии начала превращаться в самостоятельную отрасль. К 1970-м годам XX века относится период внедрения в коксохимическое производство ресурсосберегающих технологий, автоматизации и механизации технологических процессов.