Τι είναι ο άνθρακας;

Περιγραφή

Ο άνθρακας είναι εύφλεκτος, ιζηματογενής βράχος με καφέ-μαύρο ή και εντελώς μαύρο χρώμα. Ο άνθρακας αποτελείται κυρίως από άνθρακα, με μικρότερες, ποικίλες ποσότητες υδρογόνου, αζώτου, θείου και οξυγόνου. Κατατάσσεται σε διαφορετικούς τύπους, με βάση τη σύνθεση και το χρόνο του σχηματισμού. Συγκεκριμένα, οι σημαντικότερες ποικιλίες άνθρακα είναι τύρφη, λιγνίτης, υποβιταμινωτός, ασφαλτούχος άνθρακας και ανθρακίτης. Η τύρφη θεωρείται πράγματι απλώς πρόδρομος του αληθινού άνθρακα και είναι μερικώς ανθρακούχα φυτικά κατάλοιπα που χρησιμεύουν ως κύρια πηγή καυσίμων σε μεγάλο μέρος του κόσμου. Ο ανθρακίτης είναι η παλαιότερη ποικιλία άνθρακα και έχει εξαιρετικά υψηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα (περίπου 92%), ενώ ουσιαστικά στερείται υγρασίας και πτητικών συστατικών. Από την άποψη της γεωλογικής χρονικής διάρκειας, ο λιγνίτης είναι ο πλέον πρόσφατος σχηματισμός άνθρακα και είναι σχετικά υψηλότερος σε πτητικές ύλες και χαμηλότερος σε σταθερή περιεκτικότητα σε άνθρακα (που κυμαίνεται από 60-70%). Οι ιδιότητες του υποστοιχείου και του ασφαλτούχου άνθρακα βρίσκονται μεταξύ αυτών του ανθρακίτη και του λιγνίτη. Ο ασφαλτούχος άνθρακας έχει σταθερή περιεκτικότητα σε άνθρακα 77-87% και είναι η πλέον άφθονη ταξινόμηση σε όλες τις άλλες ποικιλίες άνθρακα. Ο ασφαλτούχος άνθρακας αντιπροσωπεύει σχεδόν το 50% του άνθρακα που παράγεται στις Ηνωμένες Πολιτείες.

Τοποθεσία

Τα αποθέματα άνθρακα βρίσκονται σε μεγάλο αριθμό χωρών, καλύπτοντας όλες τις ηπείρους πλην της Ανταρκτικής. Τα μεγαλύτερα αποδεδειγμένα και ανακτήσιμα αποθέματα άνθρακα βρίσκονται στις ΗΠΑ, στη Ρωσική Ομοσπονδία και στην Κίνα. Η Ινδία, η Αυστραλία και η Νότια Αφρική ακολουθούν πολύ κοντά. Στις Ηνωμένες Πολιτείες υπάρχουν τρεις μεγάλες περιοχές με μεγάλης κλίμακας επιχειρήσεις εξόρυξης άνθρακα, δηλαδή η περιοχή του δυτικού άνθρακα, η περιοχή Appalachian Coal και η περιοχή του εσωτερικού άνθρακα. Κάθε μία από αυτές τις περιοχές εξειδικεύεται κάπως στην παραγωγή διαφορετικών βαθμών και ποικιλιών αυτής της σημαντικής πηγής ενέργειας.

Σχηματισμός

Σε διάφορες χρονικές στιγμές σε όλη τη γεωλογική ιστορία, φυσικές διεργασίες όπως οι τεκτονικές πλάκες και οι πλημμύρες έθαψαν τους υγροβιότοπους και τις δασώδεις περιοχές του κόσμου μας κάτω από παχιά στρώματα εδάφους. Με την πάροδο του χρόνου, η στρώση του εδάφους πάνω από την συμπιεσμένη βλάστηση αυξήθηκε, και πιέζει περαιτέρω την φυτική ύλη κάτω. Καθώς αυτή η βλάστηση κινήθηκε σε μεγαλύτερα βάθη κάτω από την επιφάνεια της γης, οι διαδικασίες φυσικής βιοδιάσπασης σταμάτησαν. Αντ 'αυτού, οι συνθήκες ταυτόχρονων υψηλών θερμοκρασιών και υψηλών πιέσεων που βρέθηκαν κάτω από την επιφάνεια οδήγησαν στη σταδιακή μετατροπή της φυτικής ύλης σε άνθρακα. Αυτή η διαδικασία αναφέρεται ως "εξανθράκωση". Η ποιότητα του άνθρακα που σχηματίζεται καθορίζεται από διάφορους παράγοντες, όπως είναι η φύση της βλάστησης από την οποία προέρχεται, το βάθος με το οποίο ξεκίνησε η διαδικασία της ανθρακώσεως, οι συνθήκες θερμοκρασίας και πίεσης μέσω της διαδικασίας, καθώς και ο χρόνος που απαιτείται για να σχηματιστεί ο άνθρακας που προκύπτει.

Χρησιμοποιεί

Ο άνθρακας είναι μια ευλογία για την ανθρωπότητα, με άμεσες εφαρμογές σε πολλές βιομηχανίες παγκοσμίως. Εντός αυτών, διάφορες κατηγορίες άνθρακα χρησιμοποιούνται για διαφορετικούς σκοπούς. Ο άνθρακας ατμού χρησιμοποιείται κυρίως για την παραγωγή ενέργειας, ενώ ο «οπτάνθρακας» ή ο μεταλλουργικός άνθρακας χρησιμοποιείται σε χαλυβουργίες για την παραγωγή χάλυβα. Επί του παρόντος, το 40% των παγκόσμιων αναγκών σε ηλεκτρισμό καλύπτονται από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με άνθρακα και το 70% της παγκόσμιας παραγωγής χάλυβα εξαρτάται από τον άνθρακα "οπτάνθρακα". Τα παράγωγα άνθρακα χρησιμοποιούνται επίσης ευρέως σε μεγάλο αριθμό άλλων βιομηχανιών, συμπεριλαμβανομένης της φαρμακευτικής χημικής βιομηχανίας, της βιομηχανίας χαρτιού και των διυλιστηρίων αλουμινίου. Αρκετά σημαντικά βιομηχανικά χημικά προϊόντα παράγονται από τα παραπροϊόντα της καύσης άνθρακα. Για παράδειγμα, το βενζόλιο, το ναφθαλίνιο και η φαινόλη κατασκευάζονται με τη χρήση λιθανθρακόπισσας. Τα λιπάσματα και τα άλατα με βάση την αμμωνία παράγονται χρησιμοποιώντας την αμμωνία που παράγεται από την καύση άνθρακα επίσης. Οι συσκευές καθαρισμού νερού και αέρα χρησιμοποιούν φίλτρα "ενεργού άνθρακα" για να διευκολύνουν τους σκοπούς τους. Ωστόσο, η αχαλίνωτη χρήση του άνθρακα ως ορυκτών καυσίμων αποθαρρύνεται σε μεγάλο βαθμό από διάφορους σημαντικούς οργανισμούς περιβάλλοντος και υγείας λόγω των δυσμενών επιπτώσεων της καύσης άνθρακα και των τοξικών υποπροϊόντων της στην υγεία των ανθρώπων, των ζώων και των φυτών. Στην πραγματικότητα, η μακρόχρονη και εκτεταμένη καύση λιθάνθρακα μεταξύ των πρωτογενών πηγών αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα της γης, ενώ η εξάτμισή της έχει πιο άμεσες επιπτώσεις στην ανθρώπινη αναπνευστική υγεία, την υποβάθμιση των οικοτόπων, ιδιαίτερα των υγροτόπων, και τη δημιουργία " νέφος "και οξίνιση της καθίζησης.

Παραγωγή

Ο άνθρακας μπορεί να εξαχθεί από τη γη είτε με εξόρυξη επιφάνειας είτε με υπόγεια εξόρυξη, ανάλογα με το βάθος της θέσης του κάτω από την επιφάνεια της γης. Εάν οι αποθέσεις συμβαίνουν σε απόσταση μικρότερη από 200 πόδια κάτω από την επιφάνεια της γης, η εξόρυξη επιφάνειας μπορεί να τεθεί σε δράση για την ανάκτηση του άνθρακα. Αυτή η μέθοδος είναι τόσο εξοικονόμηση χρόνου όσο και εργασίας, και με τη σειρά της οικονομικά αποδοτική. Απλώς απαιτεί την απομάκρυνση του "υπερφορτώματος" ή του ανώτερου στρώματος βλάστησης, εδάφους και βράχων που καλύπτουν τα σημεία πρόσβασης στις εναποθέσεις άνθρακα αμέσως κάτω από αυτά. Ωστόσο, η μέθοδος αυτή είναι εξαιρετικά επικίνδυνη για το οικοσύστημα, συχνά αποσυναρμολογώντας πλήρως το προϊόν, με αποτέλεσμα τη διαρροή τοξικών χημικών ουσιών στην επιφάνεια και στο περιβάλλον νερό. Η υπόγεια εξόρυξη άνθρακα είναι πιο σχετική, ειδικά δεδομένου ότι τα περισσότερα από τα μεγαλύτερα κοιτάσματα άνθρακα σήμερα βρίσκονται σε κοιτάσματα πολύ κάτω από την επιφάνεια της γης. Εδώ, εξορύσσονται ορυχεία στη γη και τα συστήματα ανελκυστήρων χρησιμοποιούνται για τη μεταφορά των ανθρακωρύχων στις υπόγειες θέσεις εναπόθεσης για την ανάκτηση του άνθρακα. Αυτό είναι λιγότερο επιβλαβές για το περιβάλλον από την εξόρυξη επιφανείας, αλλά οι ανθρακωρύχοι υπόκεινται σε σημαντικούς κινδύνους στα υπόγεια ανθρακωρυχεία.

Συνιστάται

Είναι η Τουρκία στην Ευρώπη ή την Ασία;
2019
Al-Shabaab - Διεθνείς Οργανώσεις Τρομοκρατίας
2019
10 Ενδιαφέροντα γεγονότα για το Μπρουνέι
2019