Состав и строение.
Суббитуминозный (бурый) уголь является плотной, землистой, камнеподобной углистой массой от почти черного до светло-бурого цвета, всегда с бурой чертой. В нём нередко заметна растительная древесная структура; излом раковистый, землистый или деревянный. Легко горит коптящим пламенем, выделяя неприятный своеобразный запах гари.
Содержит значительное количество летучих битуминозных веществ (до 50 %), углерода до 70 %, воды до 40 %. При обработке гидроксилом калия дает темно-бурую жидкость. При сухой перегонке образует аммиак, свободный или связанный с уксусной кислотой. Удельный вес 0,5—1,5. Средний химический состав, за вычетом золы и серы: 50—77 % (в среднем 63 %) углерода, 26—37 % (в среднем 32 %) кислорода, 3—5 % водорода и 0—2 % азота. Основные примеси в буром угле те же, что и в любом другом ископаемом угле.
Подавляющее большинство бурых углей по вещественному составу относятся к гуммитам. Сапропелиты и переходные гумусово-сапропелевые разности имеют подчинённое значение и встречаются в виде прослоев в пластах, сложенных гуммитами. Большинство бурых углей слагается микрокомпонентами витринита группы (80-98%) и только в юрских бурых углях Средней Азии преобладают микрокомпоненты группы фюзинита (45-82%); для нижнекарбоновых бурых уголь характерно высокое содержание лейптинита.
Бурые угли характеризуются повышенным содержанием фенольных, карбоксильных и гидроксильных групп, наличием свободных гуминовых кислот, содержание которых снижается с повышением степени метаморфизма от 64 до 2-3% и смол от 25 до 5%. На некоторых месторождениях мягкие бурые угли дают высокий выход бензольного экстракта (5-15%), содержащего 50-75% восков, и имеют повышенное содержание урана и германия.
2. Использование бурого угля.
Как топливо, бурый уголь употребляется значительно меньше, чем каменный уголь. Также из бурого угля добывается светильный газ. Сухой перегонкой из многих бурых углей, в особенности так называемых «Schwehlkohle» Саксонии и Силезии, добываются парафин, карболовая кислота, креозот и тому подобные продукты. Буроугольный дёготь, в отличие от каменноугольного, в качестве красящего вещества не годится.
Некоторые плотные разновидности легко полируются и годны для токарных поделок; ещё в древности этим пользовались, а в новейшее время у Уитби (Whitby) в Англии возникла даже целая промышленность на буром угле; из него под званием «Jet» (Jayet) приготовляют пуговицы, браслеты, чётки и тому подобные траурные предметы украшения; от искусственного (каучукового) «джета» этот отличается очень небольшим удельным весом.
Рис.2. Открытая добыча лигнита. Германия.
3. О добыче угля.
Известно, что эра угля началась в конце XIX века, когда его доля в мировом топливно-энергетическом балансе (ТЭБ) превышала 50%. Он был топливом промышленной революции этого века. Но уже к 1980 году нефть вышла на первое место в мировом ТЭБ, а доля угля составила только 28,4%. «Эру угля» сменила «эра нефти», а теперь наступает «эра природного газа».
В 1950 году топливно-энергетический баланс СССР на 59,1% был представлен углем. Существуют четыре типа угля: торф, бурый уголь, битуминозный (жирный) уголь и антрацит. Различия между типами определяются разным содержанием углерода. Сжигание угля ведет к образованию больших количеств двуокиси углерода, серы, ртути и других вредных веществ. В этом плане уголь – самый худший из всех видов органического топлива. Перспективы возрождения угля связаны с такими факторами, как наличие глобальных резервов, которых в целом должно хватить как минимум еще на 100 лет. Крупнейшие месторождения угля находятся как раз в тех странах, которые и являются сегодня наибольшими энергопотребителями, – США, Китай, государства бывшего СССР. И важно, что в отличие от нефти это стабильные в политическом отношении регионы. В России сосредоточено 5,5% мировых запасов угля, что составляет более 200 млрд. тонн. Из них 70% приходится на запасы бурого угля. Наиболее полно перспективы и проблемы использования угля российской энергетикой в последнее время рассматривались в вышедшей в 2003 году в Ростове-на-Дону монографии «Минерально-сырьевая база углей Восточного Донбасса (в свете экономического развития европейской части России)». В монографии отмечалось, что сложившаяся в нашей стране в последнее десятилетие структура топливно-энергетического баланса (газ – 50%, нефть – 30%, уголь – 12%, прочие источники – 8%) не может сохраняться долго вследствие сокращения запасов нефти и газа. Между тем гарантом энергетической безопасности России и особенно ее центральных регионов, по мнению авторов монографии, может служить уголь. Безугольная Россия. Однако за последнее десятилетие добыча угля в России уменьшилась почти вдвое, что для отрасли означает катастрофу. Россия резко отстает от многих стран, широко использующих уголь в качестве главного энергетического продукта. Так, например, по данным монографии, доля угольного топлива в производстве электроэнергии составляет: в Польше – 90%, Австралии – 90%, Чехии – 70%, Китае – 72%, Германии – 54%, в США – 52%, тогда как в безмерно богатой углем России – всего лишь 12%. Анализ, проведенный рабочей группой по вопросам государственной политики развития угольной отрасли Госсовета Российской Федерации, выявил ряд причин катастрофического положения в угледобывающей отрасли. К ним, в частности, относятся: диспропорция между директивно формируемыми ценами на природный газ и свободными рыночными ценами на уголь.