Гигантские папоротники, хвощи, плауны, обитавшие
на нашей планете в каменноугольном периоде палеозойской эры, подарили
нам ископаемые угли.
Они содержат углерод, водород, кислород, азот, серу, иногда фосфор.
Горючими частями являются углерод и водород, отчасти сера. В углях
содержание углерода изменяется от 55 до 97%, а водорода - от 2 до 6%. В
бурых углях углерода 55 … 78%, в каменных - 75 …
92, в
антрацитах - 92 … 97%.
Примитивная добыча ископаемых углей известна с древнейших времен.
Древние греки использовали уголь как топливо. Промышленное
использование углей впервые было осуществлено в Китае еще до нашей эры.
В Западной Европе уголь стали использовать значительно позже.
Существенную роль в качестве топлива он начал играть в Англии в ХVII
веке. Развитие угольной промышленности как самостоятельной отрасли
началось во второй половине XVIII века с переходом к плавке чугуна на
угольном коксе. С XIX века крупным потребителем угля стал транспорт. В
России организованные попытки поисков ископаемых углей относятся к
началу XVIII века. Мировые запасы угля во много раз превосходят запасы
всех остальных видов органического топлива.
В нашей стране находится около половины его мировых запасов: пять из
семи известных на планете бассейнов-гигантов расположены на территории
бывшего Советского Союза. Геологические запасы каждого из них превышают
500 млрд т. Тем не менее призрак исчерпаемости уже витает и над ними.
Возьмем, например, Донбасс - угольную базу. Широкое освоение бассейна
началось более 100 лет назад, за это время выбраны наиболее богатые и
удобно расположенные пласты. И хотя немало угля еще осталось под
землей, добывать его с каждым годом все труднее. Глубина многих шахт
превысила 1000 м, пласты угля становятся тоньше, все больше среди них
попадается крутопадающих, то есть наклоненных под большим углом к
горизонту.
По химическому составу уголь гораздо богаче нефти и таит в себе
множество потенциальных возможностей. В технологических целях его
потребляют металлургическая и химическая промышленности. При коксовании
образуется большое количество сырья для химии: до 1 % сырого бензола,
3% смолы, 10-15% коксового газа. Коксохимические предприятия
вырабатывают бензол, нафталин, фенолы, пек и другие продукты. На их
основе получают удобрения, пластмассы, синтетические волокна, средства
защиты растений, растворители, лаки, краски - всего свыше 200
наименований конечной продукции.
Из угля получают германий. Это один из редчайших элементов, который
широко применяется в радиотехнических устройствах, полупроводниковых
приборах, стеклах со специальными оптическими свойствами.
Из угля можно получить и различные биологически активные вещества. Так,
ученые многих стран ведут активный поиск препаратов, защищающих
сельскохозяйственные культуры от разного рода стрессов. Как показывают
исследования специалистов Института биологических исследований (КНР), к
таким препаратам относится фульвокислота. Ее получают из угля путем
экстрагирования соляной кислотой с последующей очисткой экстракта на
специальном оборудовании. Посевы пшеницы, обработанные фульвокислотой,
эффективнее используют влагу, в растения больше поступает фосфора, в
них активнее протекает фотосинтез. Это способствует увеличению числа
продуктивных колосьев и зерна в колосе, а в итоге - росту урожайности
пшеницы, особенно в засушливых условиях.
Горючие
сланцы
(органическая часть их характеризуется постоянным присутствием углерода
- 56 ... 82%, водорода - 5,8 ... 11,5, азота - до 5, серы - 1,5 ... 9%
и кислорода) используют для энергетических и технологических целей. Это
дешевое сырье для получения разнообразных ценных химических продуктов.
На сланцеперерабатывающих комбинатах производится топливное масло,
бытовой газ, бензин, сера, пропиточные масла, дубители, ядохимикаты,
битумы, карбамидные смолы, антисептики, красители и др. На базе жидких
фракций перегонки сланцев организовано производство бензола, ихтиола,
толуола, сланцевого сольвента, лаков, клеев, электродного кокса.
Горючие сланцы на 2/3 состоят из негорючих минеральных веществ, которые
в результате сжигания в топках электростанций приобретают вяжущие
свойства и становятся дешевым сырьем для производства строительных
материалов. Из них изготавливают стеновые блоки, пенобетон, аглопорит,
перегородные плиты, дренажные трубы и другие строительные детали.
Сланцевая зола применяется в сельском хозяйстве. В Прибалтийских
странах, Белоруссии и областях Нечерноземья сланцевую золу используют
для раскисления почв, получения строительных материалов. Это дает
возможность экономить миллионы тонн извести и цемента.
Торф
представляет
собой скопление остатков растений, подвергшихся неполному разложению в
условиях болот при затрудненном доступе воздуха и большой влажности.
Сухое вещество его содержит перегной (гумус),
придающий торфу темную
окраску и минеральные вещества. Химические продукты из торфа
вырабатываются полу коксованием, газификацией, мокрым обугливанием,
экстракцией. При полукоксовании и газификации, кроме полукокса и горючего газа, получают аммиак,
уксусную кислоту и деготь. При
переработке первичных торфяных дегтей - воски, парафины, фенолы,
креолин и карболинеум (антисептики), материалы для пропитки шпал и др.
При мокром обугливании - фурфурол, спирт. Из торфа производят битумы,
строительные материалы для теплоизоляции. В сельском хозяйстве его
используют в качестве удобрения, для изготовления торфоперегнойных
горшочков (сформированные из питательной торфяной смеси цилиндры или
призмы с углублением сверху, служат для выращивания рассады овощей,
цветочных растений и др.; это способствует ускорению роста и развития
растений и повышению урожайности; не повреждаются корни при посадке,
рост не прерывается, растение получает дополнительное удобрение из
питательной смеси торфоперегнойного горшочка), для мульчирования почвы,
в качестве биотоплива и парниковой земли в парниках, на подстилку
животным и птице, для упаковки и хранения фруктов и овощей. Торф
является сырьем для получения физиологически активных веществ,
стимуляторов роста и белковых препаратов.