กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

แอนทราไซต์

แอนทราไซต์หรือที่รู้จักกันในชื่อถ่านหินแข็งและถ่านหินดำ เป็น ถ่านหินชนิดแข็งและแน่นมีความมันวาวคล้ายโลหะ มีปริมาณ คาร์บอนสูงสุดมีสิ่งเจือปนน้อยที่สุด และมีความหนาแน่นของพลังงาน...

แอนทราไซต์

ถ่านหินแอนทราไซต์ถ่านหินดำ ถ่านหินแข็ง ถ่านหินหิน ถ่านหินตาบอด ถ่านหินคิลเคนนี ถ่านหินครอว์ ถ่านหินครอว์ ถ่านหินแบล็กไดมอนด์
หินแปร
ถ่านหินแอนทราไซต์
ถ่านหินแอนทราไซต์
องค์ประกอบ
คาร์บอน 86–97% [ 1 ]

แอนทราไซต์หรือที่รู้จักกันในชื่อถ่านหินแข็งและถ่านหินดำ เป็น ถ่านหินชนิดแข็งและแน่นมีความมันวาวคล้ายโลหะ มีปริมาณ คาร์บอนสูงสุดมีสิ่งเจือปนน้อยที่สุด และมีความหนาแน่นของพลังงาน สูงสุดในบรรดาถ่านหินทุกชนิด และได้รับ การจัดอันดับสูงสุดในบรรดาถ่านหิน ทั้งหมด

แหล่งถ่านหินใน ภาค ตะวันออกเฉียงเหนือของรัฐเพนซิลเวเนียในสหรัฐอเมริกามีแหล่งสะสมถ่านหินแอนทราไซต์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยมีปริมาณสำรองประมาณ 7 พันล้านตัน( 6.35 พันล้านเมตริกตัน ) [ 2 ]จีนเป็นผู้ผลิตส่วนใหญ่ของโลก ผู้ผลิตรายอื่น ๆ ได้แก่รัสเซียยูเครนเกาหลีเหนือแอฟริกาใต้เวียดนามออสเตรเลียแคนาดาและสหรัฐอเมริกา การ ผลิต ถ่านหินแอ นท รา ไซต์ ทั่วโลกในปี 2023 มี จำนวน 632 ล้าน ตัน (573 ล้านเมตริกตัน) [ 3 ]

แอนทราไซต์เป็น ถ่านหินประเภท ที่มีการแปรสภาพ มากที่สุด แต่ยังคงแสดงถึงการแปรสภาพระดับต่ำ ดังเช่นที่พบในแอนทราไซต์ของแอ่งนาร์ราแกนเซตต์ในโรดไอแลนด์ซึ่งมีลักษณะการแปรสภาพแบบกรีนชีสต์ ( ลักษณะย่อย ของ มัสโคไวต์ - คลอไรต์ ) [ 4 ]ปริมาณคาร์บอนในแอนทราไซต์อยู่ระหว่าง 86% ถึง 97% [ 1 ] [ 5 ] [ 6 ]คำนี้ใช้กับถ่านหินชนิดที่ไม่ปล่อยไอ น้ำมันดิน หรือไฮโดรคาร์บอน ชนิดอื่นเมื่อถูกความ ร้อนต่ำกว่าจุดติดไฟ[ 7 ]แอนทราไซต์ติดไฟยาก และเผาไหม้ด้วยเปลวไฟสีน้ำเงินสั้นๆ และไม่มีควัน

แอนทราไซต์แบ่งออกเป็นหลายเกรด แอนทราไซต์เกรดมาตรฐานส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไฟฟ้าส่วนแอนทราไซต์เกรดสูง (HG) และเกรดสูงมาก (UHG) ส่วนใหญ่ใช้ใน ภาค โลหะวิทยาแอนทราไซต์คิดเป็นประมาณ 1% ของปริมาณสำรองถ่านหินทั่วโลก[ 8 ]และมีการขุดในประเทศเพียงไม่กี่ประเทศทั่วโลก

ชื่อ

กองถ่านหินแอนทราไซต์ในเมืองเทรเวอร์ตัน รัฐเพนซิลเวเนีย
รถรางในเหมืองถ่านหินเคยใช้เข้าและออกจากทัวร์ชมเหมืองถ่านหินแลคาวันนาซึ่งเป็นที่ตั้งของเหมืองถ่านหินแลคาวันนาที่เคยดำเนินการอยู่ใน เมืองสแครน ตัน รัฐเพนซิลเวเนีย

แอนทราไซต์มาจากภาษากรีกanthrakítēs ( ἀνθρακίτης ) ซึ่งแปลตรงตัวว่า "เหมือนถ่านหิน" [ 9 ]คำอื่นๆ ที่ใช้เรียกแอนทราไซต์ ได้แก่ถ่านหินดำถ่านหินแข็งถ่านหินหิน[ 10 ] [ 11 ] ถ่านหินสีเข้ม ถ่านหินกาแฟถ่านหินตาบอด(ในสกอตแลนด์) [ 7 ]ถ่านหินคิลเคนนี (ในไอร์แลนด์) [ 10 ]ถ่านหินครอว์หรือถ่านหินครอว์และเพชรดำ " ถ่านหินสีน้ำเงิน"เป็นคำที่ใช้เรียกแบรนด์แอนทราไซต์ที่เคยได้รับความนิยมและจดทะเบียนเครื่องหมายการค้า ซึ่งขุดโดยบริษัท Glen Alden Coal Company ในรัฐเพนซิลเวเนียและพ่นด้วยสีย้อมสีน้ำเงินที่เหมืองก่อนส่งไปยัง ตลาด ทางตะวันออกเฉียงเหนือของสหรัฐอเมริกาเพื่อแยกความแตกต่างจากคู่แข่ง[ 12 ]

คำว่า Culm มีความหมายต่างกันใน ภาษา อังกฤษ แบบบริติช และอเมริกัน ในภาษาอังกฤษแบบ บริติช culm หมายถึงถ่านหินแอนทราไซต์ที่ไม่สมบูรณ์ ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ในทางตอนเหนือของเดวอนและคอร์นวอลล์ซึ่งใช้เป็น เม็ดสี คำนี้ยังใช้เพื่ออ้างถึง ชั้นหิน คาร์บอนิเฟอรัสบางส่วน ที่พบทั้งในสหราชอาณาจักรและใน เขต เนินเขาไรน์ซึ่งรู้จักกันในชื่อCulm Measures [ 7 ]ในสหราชอาณาจักร คำนี้ยังอาจหมายถึงถ่านหินที่ส่งออกจากสหราชอาณาจักรในช่วงศตวรรษที่ 19 [ 10 ] ในภาษาอังกฤษแบบอเมริกัน "culm" หมายถึงของเสียหรือเศษเหลือจากการทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์[ 7 ]ส่วนใหญ่เป็นฝุ่นและชิ้นเล็กๆ ที่ไม่เหมาะสำหรับใช้ในเตาเผาในบ้าน

คุณสมบัติ

ถ่านหินแอนทราไซต์จากเมืองอิบเบนบูเรน ประเทศเยอรมนี
ถ่านหินแอนทราไซต์จากเมืองเบย์ซิตี้ รัฐมิชิแกน

แอนทราไซต์มีลักษณะคล้ายกับแร่เจ็ทและบางครั้งถูกนำมาใช้เลียนแบบเจ็ท

แอนทราไซต์แตกต่างจากถ่านหินบิทูมินัส ทั่วไปตรง ที่มีความแข็งมากกว่า (2.75–3 บนมาตราโมห์ ) [ 13 ]มีความหนาแน่นสัมพัทธ์ สูงกว่า ที่ 1.3–1.4 และมีความมันวาว ซึ่งมักจะเป็นแบบกึ่งโลหะที่มีการสะท้อนแสงสีเขียวอ่อนๆ ประกอบด้วยคาร์บอนคงที่ในปริมาณสูงและ สาร ระเหย ในปริมาณต่ำ นอกจากนี้ยังปราศจากรอยบากที่อ่อนนุ่มหรือเป็นเส้นใย และไม่ทำให้มือเปื้อนเมื่อถู[ 7 ]การเกิดแอนทราไซต์คือการเปลี่ยนรูปของถ่านหินบิทูมินัสไปเป็นแอนทราไซต์

โดยทั่วไปแล้วปริมาณความชื้นของถ่านหินแอนทราไซต์ที่ขุดใหม่จะน้อยกว่า 15 เปอร์เซ็นต์ ปริมาณความร้อนของถ่านหินแอนทราไซต์มีค่าตั้งแต่ 26 ถึง 33 เมกะจูลต่อกิโลกรัม (22 ถึง 28 ล้านบีทียูต่อตัน ) โดยคิดจากสภาพที่มีความชื้นและปราศจากแร่ธาตุ ปริมาณความร้อนของถ่านหินแอนทราไซต์ที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาโดยเฉลี่ยอยู่ที่ 29 เมกะจูลต่อกิโลกรัม (25 ล้านบีทียูต่อตัน) โดยคิดจากสภาพที่ได้รับมา ซึ่งมีทั้งความชื้นและแร่ธาตุอยู่ภายใน

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา เศษถ่านหินแอนทราไซต์หรือของเสียจากเหมืองแร่ถูกนำมาใช้ในการผลิตไฟฟ้าจากถ่านหินในรูปแบบของการรีไซเคิลวิธีการนี้เรียกว่าการฟื้นฟูสภาพพื้นที่ ซึ่งถูกนำมาใช้กับกองเศษถ่านหินก่อนที่จะมีกฎหมายบังคับให้เจ้าของเหมืองต้องฟื้นฟูพื้นที่ให้กลับคืนสู่สภาพเดิมโดยประมาณ

ในทางเคมี แอนทราไซต์อาจถือได้ว่าเป็นช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่างถ่านหินบิทูมินัสธรรมดาและกราไฟต์ซึ่งเกิดจากการกำจัดส่วนประกอบระเหยของถ่านหินบิทูมินัสธรรมดาออกไปเกือบหมด และพบได้มากที่สุดในพื้นที่ที่ได้รับแรงกดดันและความเครียดสูง เช่น บริเวณเชิงเขาของเทือกเขาขนาดใหญ่[ 7 ]แอนทราไซต์เกี่ยวข้องกับหินตะกอน ที่เสียรูปอย่างรุนแรง ซึ่งได้รับแรงดันและอุณหภูมิสูง (แต่ไม่ถึงสภาวะการแปรสภาพ) เช่นเดียวกับที่ถ่านหินบิทูมินัสโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับหินตะกอนที่เสียรูปน้อยกว่าหรือวางตัวในแนวราบ ชั้นถ่านหินแอนทราไซต์อัดแน่นที่ถูกขุดลึกในเขตเทือกเขาและหุบเขาที่พับงอของเทือกเขาแอปพาเล เชียน ในเขตเหมืองถ่านหินทางตอนกลางและตะวันออกของ รัฐเพน ซิลเวเนียเป็นส่วนขยายของชั้นถ่านหินบิทูมินัสเดียวกันที่ถูกขุดบนหินตะกอนที่โดยทั่วไปแล้วราบเรียบและไม่ถูกบิดเบี้ยวทางตะวันตกของที่ราบสูงแอลเลเก นี ในรัฐเคนตักกี้และ เวสต์ เวอร์จิเนียทางตะวันออกของรัฐโอไฮโอและทางตะวันตกของรัฐเพนซิลเวเนีย

ในทำนองเดียวกัน ภูมิภาคแอนทราไซต์ของเซาท์เวลส์ถูกจำกัดอยู่ในส่วนที่บิดเบี้ยวทางตะวันตกของสวอนซีและลลาเนลลีส่วนกลางและส่วนตะวันออกผลิตถ่านหินไอน้ำถ่านหินโค้กและถ่านหินสำหรับใช้ในครัวเรือน[ 14 ]

แอนทราไซต์แสดงการเปลี่ยนแปลงบางอย่างโดยการพัฒนาของระนาบแบ่งชั้นรองและรอยแตก ทำให้เส้นแบ่งชั้นดั้งเดิมไม่สามารถมองเห็นได้ง่ายเสมอไป นอกจากนี้ค่าการนำความร้อนยังสูงกว่าด้วย ก้อนแอนทราไซต์จะรู้สึกเย็นกว่าอย่างเห็นได้ชัดเมื่อถืออยู่ในมือที่อุ่นเมื่อเทียบกับก้อนถ่านหินบิทูมินัสที่มีขนาดใกล้เคียงกันที่อุณหภูมิเดียวกัน[ 7 ]

แอนทราไซต์มีประวัติการใช้งานในเตาหลอมเหล็ก อย่างไรก็ตาม แอนทราไซต์ขาดช่องว่างรูพรุนของโค้ก โลหะวิทยา ซึ่งในที่สุดก็เข้ามาแทนที่แอนทราไซต์[ 15 ]

ประวัติการทำเหมืองและการใช้ประโยชน์

อาคารโรงบดถ่านหินแอนทราไซต์และโรงไฟฟ้าในเมืองมาดริด รัฐนิวเม็กซิโกประมาณปี 1935
"ถ่านหินแอนทราไซต์คือ 'เชื้อเพลิงสำหรับการต่อสู้' " โปสเตอร์สมัยสงครามโลกครั้งที่ 2ที่ส่งเสริมการใช้ถ่านหินแอนทราไซต์ ซึ่งถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในการผลิตทางทหาร

ในเวลส์ ตะวันตกเฉียงใต้ ถ่านหินแอนทราไซต์ถูกนำมาเผาเป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนมาตั้งแต่สมัยยุคกลางเป็นอย่างน้อย[ 16 ]เมื่อมีการขุดเหมืองใกล้กับซอนเดอร์สฟุตเมื่อไม่นานมานี้ มีการทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ขนาดใหญ่ในพื้นที่ทางตะวันตกของแหล่งถ่านหินเซาท์เวลส์จนถึงปลายศตวรรษที่ 20

ในสหรัฐอเมริกา ประวัติศาสตร์ของถ่านหินแอนทราไซต์เริ่มต้นขึ้นในปี พ.ศ. 2333 ที่เมืองพ็อตส์วิลล์ รัฐเพนซิลเวเนียด้วยการค้นพบถ่านหินโดยนักล่าเนโช อัลเลน ในพื้นที่ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อเขตถ่านหินตำนานเล่าว่าอัลเลนหลับไปที่เชิงเขาบรอดเมาน์เทนและตื่นขึ้นมาพบกับกองไฟขนาดใหญ่ เนื่องจากกองไฟของเขาได้จุดไฟเผาถ่านหินแอนทราไซต์ที่โผล่ขึ้นมา[ 17 ]

ในช่วงปลายศตวรรษที่ 18 เป็นที่ทราบกันในสหรัฐอเมริกาว่าถ่านหินแอนทราไซต์สามารถนำมาเผาได้ แต่เทคนิคที่จำเป็นในการเผายังไม่เป็นที่รู้จัก ถ่านหินแอนทราไซต์แตกต่างจากไม้และถ่านหินบิทูมินัสตรงที่มีอุณหภูมิการจุดติดไฟสูงกว่าและต้องการกระแสลมจากด้านล่างเพื่อช่วยในการเผาไหม้ มีการกล่าวอ้างหลายครั้งเกี่ยวกับผู้ที่ "เผา" ถ่านหินแอนทราไซต์เป็นคนแรกในสหรัฐอเมริกาในช่วงเวลานั้น และการกล่าวอ้างทั้งหมดมาจากรัฐเพนซิลเวเนีย เมือง Pottsville รัฐเพนซิลเวเนีย อ้างว่าเมืองของพวกเขาก่อตั้งขึ้นรอบเตาหลอมเหล็ก ที่ใช้ถ่านหินแอนทราไซต์เป็นเชื้อเพลิง ซึ่ง John Pottsซื้อมาในปี 1806 และสร้างขึ้นบนแม่น้ำ Schuylkillในปี 1795 [ 17 ] Charles V. Hagner ชาวเพนซิลเวเนีย เล่าในหนังสือของเขาในปี 1869 ว่าพนักงานที่ไม่ระบุชื่อของJosiah WhiteและErskine Hazardบังเอิญเผาถ่านหินแอนทราไซต์ในโรงรีดเหล็กของพวกเขาที่Falls of the Schuylkill River (หลังจากทดลองเผาถ่านหินแอนทราไซต์ไม่สำเร็จหลายครั้ง) [ 18 ]ในช่วงระหว่างปี 1812 [ 19 ]และ 1815 [ 18 ] มีการอ้างว่า ผู้พิพากษาJesse Fellเป็นบุคคลแรกที่เผาถ่านหินแอนทราไซต์เพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ความร้อนในที่อยู่อาศัยในสหรัฐอเมริกาในWilkes-Barre รัฐเพนซิลเวเนียเมื่อวันที่ 11 กุมภาพันธ์ 1808 ผู้พิพากษา Fell ใช้ตะแกรงเปิดในเตาผิงของเขาเพื่อเผาถ่านหินแอนทราไซต์ เป็นการทดลองเพื่อพิสูจน์ว่ามันเป็นเชื้อเพลิงให้ความร้อนในที่อยู่อาศัยที่ใช้ได้[ 20 ]

ในฤดูใบไม้ผลิปี 1808 จอห์นและอบิยาห์ สมิธ ได้ขนส่งถ่านหินแอนทราไซต์ที่ขุดได้ในเชิงพาณิชย์ล็อตแรกไปตามแม่น้ำซัสเควฮันนาจากเมืองพลีมัธ รัฐเพนซิลเวเนีย ซึ่งถือเป็นการเริ่มต้นของการทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์เชิงพาณิชย์ในสหรัฐอเมริกา จากเหมืองแห่งแรกนั้น ผลผลิตได้เพิ่มขึ้นสูงสุดเป็นประวัติการณ์กว่า 100 ล้านตันในปี 1917

ความยากในการจุดไฟถ่านหินแอนทราไซต์ทำให้การใช้งานในช่วงแรกเป็นไปได้ยาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งในเตาหลอมเหล็ก เมื่อมีการพัฒนาระบบเป่าลมร้อนในปี พ.ศ. 2461 ซึ่งใช้ความร้อนเหลือทิ้งในการอุ่นอากาศสำหรับการเผาไหม้ ถ่านหินแอนทราไซต์จึงกลายเป็นเชื้อเพลิงที่ได้รับความนิยม โดยคิดเป็น 45% ของการผลิตเหล็กดิบในสหรัฐอเมริกาภายใน 15 ปี[ 21 ] ต่อมาการถลุง เหล็กด้วยถ่านหินแอนทราไซต์ก็ ถูกแทนที่ด้วยถ่านโค้ก

ตั้งแต่ปลายศตวรรษที่ 19 จนถึงทศวรรษ 1950 ถ่านหินแอนทราไซต์เป็นเชื้อเพลิงที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการให้ความร้อนแก่บ้านเรือนและอาคารอื่นๆ ในภาคเหนือของสหรัฐอเมริกา จนกระทั่งถูกแทนที่ด้วยระบบเผาไหม้น้ำมัน และเมื่อไม่นานมานี้ก็คือระบบก๊าซธรรมชาติ อาคารสาธารณะขนาดใหญ่หลายแห่ง เช่น โรงเรียน ยังคงใช้เตาเผาถ่านหินแอนทราไซต์ในการให้ความร้อนจนถึงทศวรรษ 1980

ในช่วงสงครามกลางเมืองอเมริกาเรือฝ่าวงล้อมของฝ่ายสัมพันธมิตรใช้ถ่านหินแอนทราไซต์เป็นเชื้อเพลิงไร้ควันสำหรับหม้อไอน้ำเพื่อหลีกเลี่ยงการเปิดเผยตำแหน่งของตนต่อผู้ปิดล้อม[ 22 ]

การประดิษฐ์เตาเผาแบบวูทเทน (Wootten firebox)ทำให้หัวรถจักรสามารถเผาถ่านหินแอนทราไซต์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกากถ่านหิน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ในสหรัฐอเมริกา บริษัทรถไฟเดลาแวร์ แลคาวันนา แอนด์ เวสเทิร์น (Delaware, Lackawanna and Western Railroad)เริ่มใช้เฉพาะถ่านหินแอนทราไซต์ที่มีราคาแพงกว่าในหัวรถจักรโดยสารของตน โดยขนานนามตัวเองว่า "เส้นทางแห่งแอนทราไซต์" (The Road of Anthracite) และโฆษณาอย่างกว้างขวางว่าผู้โดยสารบนเส้นทางของพวกเขาจะสามารถเดินทางโดยรถไฟได้โดยไม่ต้องกังวลว่าเสื้อผ้าจะเปื้อนเขม่า โฆษณาเหล่านั้นมีภาพผู้หญิงสวมชุดสีขาวชื่อฟีบี สโนว์ (Phoebe Snow)และบทกวีที่มีเนื้อหาเช่น "ชุดของฉันยังคงขาวสะอาด / ตั้งแต่เช้าจรดค่ำ / บนเส้นทางแห่งแอนทราไซต์" ในทำนองเดียวกันบริษัทรถไฟเกรทเวสเทิร์น (Great Western Railway ) ในสหราชอาณาจักรก็สามารถใช้ประโยชน์จากการเข้าถึงถ่านหินแอนทราไซต์ (เนื่องจากเป็นเจ้าของพื้นที่ผลิตแอนทราไซต์รายใหญ่) เพื่อสร้างชื่อเสียงด้านประสิทธิภาพและความสะอาดที่ไม่มีบริษัทอื่นใดในสหราชอาณาจักรเทียบได้

เครื่องยนต์สันดาปภายในที่ขับเคลื่อนด้วยก๊าซที่เรียกว่า "ก๊าซผสม" "ก๊าซคุณภาพต่ำ" "ก๊าซกึ่งน้ำ" หรือ " ก๊าซดาวสัน " ซึ่งผลิตขึ้นจากการแปรสภาพถ่านหินแอนทราไซต์เป็นก๊าซด้วยอากาศ (และไอน้ำในปริมาณเล็กน้อย) เคยเป็นวิธีการที่ประหยัดที่สุดในการผลิตพลังงาน โดยต้องการพลังงานเพียง 1 ปอนด์ต่อแรงม้า-ชั่วโมง (0.6  กก. / kWh ) หรือน้อยกว่านั้น ถ่านหินแอนทราไซต์จำนวนมากสำหรับการผลิตพลังงานเคยถูกส่งออกไปจากเซาท์เวลส์ไปยังฝรั่งเศส สวิตเซอร์แลนด์ และบางส่วนของเยอรมนี[ 23 ]

การทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์เชิงพาณิชย์ในเวลส์ยุติลงในปี 2013 แม้ว่าจะ ยังมีเหมือง เปิด ขนาดใหญ่ เหลืออยู่บ้าง รวมถึง การทำ เหมืองแบบอุโมงค์ขนาด เล็กอีกจำนวนหนึ่ง การทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์เชิงพาณิชย์ยังคงดำเนินต่อไปในเพนซิลเวเนีย โดยรัฐดังกล่าวผลิตถ่านหินแอนทราไซต์ได้ "รวม 4,614,391 ตัน ส่วนใหญ่มาจากเหมืองถ่านหินแบบเปิด" [ 24 ]ในปี 2015

ถ่านหินแอนทราไซต์ในปัจจุบัน

ถ้วยรางวัล อเมริกันฟุตบอลสั่งทำพิเศษจากถ่านหินแอนทราไซต์

โดยทั่วไปแล้วถ่านหินแอนทราไซต์มีราคาสูงกว่าถ่านหินธรรมดา 2 ถึง 6 เท่า ในเดือนมิถุนายน พ.ศ. 2551 ราคาขายส่งของถ่านหินแอนทราไซต์อยู่ที่ 150 ดอลลาร์สหรัฐต่อตัน[ 25 ]ลดลงเหลือ 107 ดอลลาร์สหรัฐต่อตันในปี พ.ศ. 2564 และคิดเป็น 1% ของการผลิตถ่านหินของสหรัฐฯ[ 26 ]

ปัจจุบัน แอนทราไซต์ถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนเป็นหลัก ไม่ว่าจะเป็นเตาเผาด้วยมือหรือเตาเผาอัตโนมัติ แอนทราไซต์ให้พลังงานสูงเมื่อเทียบกับน้ำหนัก และเผาไหม้ได้สะอาดโดยมีเขม่าเพียงเล็กน้อย ทำให้เหมาะสำหรับการใช้งานประเภทนี้ อย่างไรก็ตาม มูลค่าที่สูงทำให้การนำไปใช้ในโรงไฟฟ้ามีราคาแพงเกินไป การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การใช้อนุภาคละเอียดเป็นวัสดุกรอง และเป็นส่วนผสมในถ่านอัดแท่ง แอนท ราไซต์เป็นเชื้อเพลิงที่ได้รับอนุญาต[ 27 ]ตามพระราชบัญญัติอากาศสะอาดของสหราชอาณาจักร พ.ศ. 2536ซึ่งหมายความว่าสามารถใช้ได้ภายในพื้นที่ควบคุมควันไฟที่กำหนดไว้ เช่น เขตใจกลางกรุงลอนดอน

การทำเหมือง

ณ ปี 2023 จีนทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ได้มากที่สุดเป็นอันดับหนึ่งของโลก โดยคิดเป็นสัดส่วนมากกว่าสามในสี่ของผลผลิตทั่วโลก[ 3 ]การผลิตถ่านหินแอนทราไซต์ส่วนใหญ่ของจีนเป็นเกรดมาตรฐาน ซึ่งใช้ในการผลิตไฟฟ้า ความต้องการที่เพิ่มขึ้นในจีนทำให้ประเทศนี้กลายเป็นผู้นำเข้าเชื้อเพลิงสุทธิ โดยส่วนใหญ่นำเข้าจากเวียดนาม ซึ่งเป็นผู้ผลิตถ่านหินแอนทราไซต์รายใหญ่อีกรายหนึ่งสำหรับการผลิตไฟฟ้า แม้ว่าการบริโภคภายในประเทศที่เพิ่มขึ้นในเวียดนามจะหมายความว่าการส่งออกอาจลดลง[ 28 ]

ปัจจุบันการผลิตถ่านหินแอนทราไซต์ของสหรัฐฯ เฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 5 ล้านตันต่อปี ในจำนวนนั้นประมาณ 1.8 ล้านตันถูกขุดในรัฐเพนซิลเวเนีย[ 29 ]การทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ยังคงดำเนินต่อไปจนถึงทุกวันนี้ในเพนซิลเวเนียตะวันออก และมีส่วนสนับสนุนผลิตภัณฑ์มวลรวมของรัฐถึง 1% ในปี 1995 มีคนงานมากกว่า 2,000 คนทำงานในเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ การทำเหมืองส่วนใหญ่ในวันนั้นเกี่ยวข้องกับการนำถ่านหินกลับมาใช้ใหม่จากกองตะกรัน (กองขยะจากการทำเหมืองถ่านหินในอดีต) ที่เหมืองที่ปิดไปแล้วในบริเวณใกล้เคียง นอกจากนี้ยังมีการขุดถ่านหินแอนทราไซต์ใต้ดินบางส่วนด้วย

ประเทศที่ผลิตถ่านหินแอนทราไซต์ HG และ UHG ได้แก่ รัสเซียและแอฟริกาใต้ ถ่านหินแอนทราไซต์ HG และ UHG ใช้เป็นถ่านโค้กหรือถ่านหินทดแทนใน งาน โลหะวิทยา ต่างๆ ( การเผาผนึก , PCI , การป้อน เตาหลอม โดยตรง , การอัดเม็ด ) มีบทบาทสำคัญในการลดต้นทุนในกระบวนการผลิตเหล็ก และยังใช้ในการผลิตเฟอร์โรอัลลอย ซิลิ โคแมงกานีส แคลเซียมคาร์ไบด์และซิลิคอนคาร์ไบด์แอฟริกาใต้ส่งออกถ่านหินแอนทราไซต์คุณภาพต่ำที่มีเถ้าสูงกว่าไปยังบราซิลเพื่อใช้ในการผลิตเหล็ก

การกำหนดขนาดและเกรด

ภาพถ่ายในปี 1908 โดยลูอิส ไฮน์แสดงภาพกลุ่มเด็กชายคนงานคัดแยกไม้ในเมืองพิตต์สตัน รัฐเพนซิลเวเนีย

ถ่านหิน แอนทราไซต์จะถูกแปรรูปเป็นขนาดต่างๆ โดยใช้สิ่งที่เรียกกันทั่วไปว่าเครื่องบด ถ่านหินขนาดใหญ่จะถูกยกขึ้นจากเหมืองและส่งผ่านเครื่องบดที่มีลูกกลิ้งฟันเพื่อลดขนาดก้อนให้เป็นชิ้นเล็กๆ ชิ้นเล็กๆ เหล่านั้นจะถูกแยกออกเป็นขนาดต่างๆ โดยใช้ระบบตะแกรงที่มีสเกลเรียงตามลำดับจากมากไปน้อย[ 23 ]การกำหนดขนาดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับเตาและเตาเผาประเภทต่างๆ

ถ่านหินแอนทราไซต์แบ่งออกเป็นสามเกรด ขึ้นอยู่กับปริมาณคาร์บอน เกรดมาตรฐานใช้เป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนและในการผลิตไฟฟ้าในภาคอุตสาหกรรม ส่วนเกรดที่สูงกว่าและหายากกว่านั้นมีความบริสุทธิ์กว่า กล่าวคือ มีปริมาณคาร์บอนสูงกว่า และใช้ในการผลิตเหล็กและอุตสาหกรรมโลหะวิทยาอื่นๆ คุณลักษณะทางเทคนิคของถ่านหินแอนทราไซต์แต่ละเกรดมีดังนี้:

ถ่านหินแอนทราไซต์เกรดมาตรฐานถ่านหินแอนทราไซต์คุณภาพสูงถ่านหินแอนทราไซต์เกรดสูงพิเศษโค้ก
ความชื้น (สูงสุด)15%15%13%5%
เถ้า (สูงสุด)20%15%12%14%
สารระเหย (สูงสุด)10%10%5%2%
คาร์บอนคงที่ (ขั้นต่ำ)73%80%85%84%
กำมะถัน (สูงสุด)1%1%0.6%0.8%

แอนทราไซต์แบ่งตามขนาดเป็นหลักออกเป็นสองประเภท คือ ประเภทที่ต้องการก้อน (โดยทั่วไปมีขนาดใหญ่กว่า 10 มม.) – กระบวนการทางอุตสาหกรรมต่างๆ ที่ใช้แทนโค้ก โลหะวิทยา และเชื้อเพลิงในครัวเรือน – และประเภทที่ต้องการผงละเอียด (ขนาดเล็กกว่า 10 มม.) เช่น การเผาผนึกและการทำเม็ด[ 28 ]

การจำแนกขนาดตามเกณฑ์ทั่วไปของอเมริกา มีดังนี้:

ถ่านก้อน ถ่านสำหรับหม้อไฟ ถ่านรูปไข่ และถ่านสำหรับเตา ซึ่งถ่านสำหรับเตาอาจมีสองหรือสามขนาด โดยทั้งสามชนิดต้องมีขนาดใหญ่กว่า1+ขนาด 1/2นิ้ว ( 38  มม.) บนตะแกรงรูทรงกลม

เกรดสูง

ถ่านหินแอนทราไซต์เกรดสูง (HG) และเกรดสูงมาก (UHG) เป็นถ่านหินแอนทราไซต์คุณภาพสูงสุด เป็นถ่านหินที่มีความบริสุทธิ์สูงสุด มีระดับการกลายเป็นถ่านหินสูงสุด มีปริมาณคาร์บอนและพลังงานสูงสุด และมีสิ่งเจือปน (ความชื้น เถ้า และสารระเหย) น้อยที่สุด

แอนทราไซต์เกรดสูงและเกรดสูงมากจะแข็งกว่าแอนทราไซต์เกรดมาตรฐาน และมีความหนาแน่นสัมพัทธ์สูงกว่า ตัวอย่างสูตรเคมีของแอนทราไซต์เกรดสูงคือ C 240 H 90 O 4 NS [ 30 ]ซึ่งแสดงถึงคาร์บอน 94% [ 31 ]โดยทั่วไปแอนทราไซต์ UHG จะมีปริมาณคาร์บอนขั้นต่ำ 95%

นอกจากนี้ การใช้งานยังแตกต่างจากถ่านหินแอนทราไซต์เกรดมาตรฐาน (ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตไฟฟ้า) โดยถ่านหินชนิดนี้จะใช้ในอุตสาหกรรมโลหะวิทยาเป็นหลัก เพื่อเป็นเชื้อเพลิงทดแทนโค้ก ที่มีต้นทุนต่ำกว่า ในกระบวนการต่างๆ เช่นการเผาผนึกและการอัดเม็ดรวมถึงการฉีดถ่านหินบดละเอียด (PCI) และการฉีดโดยตรงเข้าไปในเตาหลอมเหล็กนอกจากนี้ยังสามารถใช้ในการบำบัดน้ำและใช้ในครัวเรือนเป็นเชื้อเพลิงไร้ควันได้อีก ด้วย

ถ่านหินแอนทราไซต์ชนิด HG และ UHG มีสัดส่วนเพียงเล็กน้อยในตลาดถ่านหินแอนทราไซต์ทั้งหมด ประเทศผู้ผลิตรายใหญ่ ได้แก่ รัสเซีย ยูเครน เวียดนาม แอฟริกาใต้ และสหรัฐอเมริกา

การจำแนกประเภทมาตรฐานตามขนาด
ชื่อระบบอิมพีเรียล (นิ้ว)หน่วยเมตริก (มม.)
เกาลัด78 1+1/2 นิ้ว ​ 22–38 มม.
ถั่ว916 7814–22
บัควีท3/8 9/169.5–14.3
ข้าว3/16 3/84.8–9.5
บาร์เลย์3/32 3/162.4–4.8

ขนาดหลักที่ใช้ในสหรัฐอเมริกาสำหรับการทำความร้อนในครัวเรือน ได้แก่ ขนาดเกาลัด ถั่วลันเตา บัควีท และข้าว โดยขนาดเกาลัดและข้าวเป็นที่นิยมมากที่สุด ขนาดเกาลัดและถั่วลันเตาใช้ในเตาเผาแบบใช้มือจุดไฟ ในขณะที่ขนาดข้าวและบัควีทที่เล็กกว่าใช้ในเตาเผาแบบป้อนเชื้อเพลิงอัตโนมัติ ปัจจุบันขนาดข้าวเป็นขนาดที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากใช้งานง่ายและเป็นที่นิยมในเตาเผาประเภทนี้

ในเซาท์เวลส์มีการใช้การจำแนกประเภทที่ไม่ซับซ้อนมากนัก แต่ใช้ความระมัดระวังอย่างมากในการคัดเลือกและทำความสะอาดถ่านหินจากอนุภาคไพไรต์ในถ่านหินคุณภาพสูงที่เรียกว่าถ่านหินมอลต์ที่ดีที่สุด ซึ่งใช้สำหรับการอบแห้งมอลต์ด้วยเตาเผา[ 23 ]

ผงถ่านหินแอนทราไซต์สามารถนำมาอัด เป็นก้อน และจำหน่ายในสหราชอาณาจักรภายใต้ชื่อทางการค้าต่างๆ เช่นPhurnacite , Ancit และ Taybrite

เซมิแอนทราไซต์

ในทางตรงกันข้ามกับถ่านหินแอนทราไซต์คุณภาพสูง ถ่านหินเซมิแอนทราไซต์ถูกกำหนดให้เป็นถ่านหินที่อยู่ระหว่างถ่านหินแอนทราไซต์และถ่านหินบิทูมินัส และโดยเฉพาะอย่างยิ่งถ่านหินที่มีลักษณะไม่ระเหยใกล้เคียงกับแอนทราไซต์[ 32 ]

ไฟใต้ดิน

โปสการ์ดปี 1908 แสดงภาพถ่านหินแอนทราไซต์ที่กำลังลุกไหม้ใกล้เมืองสแครนตัน รัฐเพนซิลเวเนีย

ในอดีตที่ผ่านมา ชั้นถ่านหินใต้ดินเคยเกิดไฟไหม้ขึ้นเป็นครั้งคราว ซึ่งมักเกิดจากกิจกรรมการทำเหมืองที่ไม่ระมัดระวังหรืออุบัติเหตุ ถ่านหินที่ลุกไหม้จะได้รับออกซิเจนจากช่องระบายอากาศที่ยังไม่ถูกค้นพบ และอาจลุกไหม้อยู่ได้นานหลายปี โดยทั่วไปแล้ว ช่องระบายอากาศในพื้นที่ที่มีประชากรหนาแน่นจะถูกตรวจพบและปิดผนึกได้อย่างรวดเร็ว ในขณะที่ช่องระบายอากาศในพื้นที่ที่ไม่มีผู้คนอาศัยอยู่จะยังคงไม่ถูกค้นพบ บางครั้ง ช่องระบายอากาศจะถูกค้นพบผ่านกลิ่นควันไฟที่ผู้คนสัญจรไปมาได้กลิ่น โดยส่วนใหญ่มักอยู่ในพื้นที่ป่า ความพยายามที่จะดับไฟที่เหลืออยู่บางครั้งก็ไร้ผล และยังมีพื้นที่ที่เกิดการเผาไหม้ใต้ดินอยู่หลายแห่งในปัจจุบัน บางครั้งสามารถระบุแหล่งเผาไหม้ใต้ดินได้ในฤดูหนาว โดยจะเห็นหิมะที่ตกลงมาละลายเนื่องจากความร้อนที่ส่งมาจากใต้ดิน ข้อเสนอในการนำความร้อนนี้มาใช้เป็นพลังงานความร้อนใต้พิภพยังไม่ประสบความสำเร็จ

เส้นแร่แอนทราไซต์ที่เกิดไฟไหม้ในเมืองเซ็นทราเลีย รัฐเพนซิลเวเนียเมื่อปี พ.ศ. 2505 ยังคงลุกไหม้อยู่เรื่อยมา ทำให้เมืองที่เคยเจริญรุ่งเรืองแห่งนี้กลายเป็นเมืองร้าง[ 33 ]

แหล่งสำรองหลัก

ในทางธรณีวิทยา แหล่งถ่านหินแอนทราไซต์ที่มีความเข้มข้นมากที่สุดในโลกพบได้ในเหมืองถ่านหิน Lackawannaทางตะวันออกเฉียงเหนือของรัฐเพนซิล เวเนีย สหรัฐอเมริกา ในและรอบๆเมืองสแครนตันรัฐเพนซิลเวเนีย แหล่งถ่านหินนี้เรียกกันในท้องถิ่น ว่า เขตถ่านหิน ( Coal Region ) มีพื้นที่ 480 ตารางไมล์ (1,200 ตารางกิโลเมตร)ของหินที่มีถ่านหิน ซึ่งเดิมทีมีถ่านหินแอนทราไซต์อยู่ 22.8 พันล้านตัน (20.68 พันล้านตัน) [ 34 ]พื้นที่ทางภูมิศาสตร์นี้มีความยาวประมาณ 100 ไมล์ (161 กิโลเมตร) และกว้าง 30 ไมล์ (48 กิโลเมตร) เนื่องจากการทำเหมืองและการพัฒนาที่ดินเหนือถ่านหินในอดีต คาดว่ายังมีปริมาณสำรองที่สามารถขุดได้อีก 7 พันล้านตัน (6.3 พันล้านตัน) นอกจากนี้ พื้นที่อื่นๆ ในสหรัฐอเมริกายังมีแหล่งถ่านหินแอนทราไซต์ขนาดเล็กอีกหลายแห่ง เช่น แหล่งถ่านหินที่เคยขุดในเมืองเครสเต็ดบัตต์ รัฐโคโลราโด

ในบรรดาผู้ผลิตในปัจจุบัน รัสเซีย จีน โปแลนด์ และยูเครนมีปริมาณสำรองถ่านหินแอนทราไซต์ที่คาดว่าจะสามารถกู้คืนได้มากที่สุด ประเทศอื่นๆ ที่มีปริมาณสำรองจำนวนมาก ได้แก่ เวียดนามและเกาหลีเหนือ[ 35 ]

แหล่งแร่แอนทราไซต์ Groundhog ในบริติชโคลัมเบียประเทศแคนาดา เป็นแหล่งแร่แอนทราไซต์ที่ยังไม่ได้รับการพัฒนาที่ใหญ่ที่สุดในโลก เป็นของบริษัท Atrum Coal ซึ่งเป็น บริษัทมหาชน ของออสเตรเลียและมีแอนทราไซต์คุณภาพสูงจำนวน 1.57 พันล้านตัน[ 36 ]

แอนทราไซต์ที่มีอายุยุคเทอร์เชียรีหรือครีเทเชียสตอนต้นพบได้ใน บริเวณ ช่องเขาโครว์เนสต์ในเทือกเขาร็อกกี้ในแคนาดาและในหลายแห่งในเทือกเขาแอนดีสในเปรู[ 23 ]

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

  • Chandler, Alfred D. (1972). "ถ่านหินแอนทราไซต์และจุดเริ่มต้นของการปฏิวัติอุตสาหกรรมในสหรัฐอเมริกา" Business History Review . 46 (2): 141– 181. doi : 10.2307/3113503 . JSTOR  3113503 . S2CID  154542035 .
  • บริษัทฮัดสันโคล (1932). เรื่องราวของถ่านหินแอนทราไซต์ . นิวยอร์ก. หน้า 425.{{cite book}}: CS1 maint: ไม่พบตำแหน่งผู้เผยแพร่ ( ลิงก์ )– ภาพรวมที่เป็นประโยชน์ของอุตสาหกรรมในศตวรรษที่ 20; มีความเป็นกลางและมองจากมุมมองของผู้ประกอบการ

แหล่งข้อมูลปฐมภูมิ

  • รายงานของคณะกรรมการถ่านหินแห่งสหรัฐอเมริกา... (5 เล่มใน 3 ชุด; 1925) การสอบสวนอย่างเป็นทางการของรัฐบาลสหรัฐฯฉบับออนไลน์ เล่ม 1-2
    • ไทรอน, เฟรเดอริก เกล และ โจเซฟ เฮนรี วิลลิทส์ (บรรณาธิการ) สิ่งที่คณะกรรมการถ่านหินพบ: บทสรุปที่น่าเชื่อถือโดยเจ้าหน้าที่ (1925)
  • คณะกรรมการนโยบายทั่วไปของผู้ประกอบการเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์การนัดหยุดงานของคนงานเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ในปี 1922: คำแถลงเกี่ยวกับสาเหตุและวัตถุประสงค์เบื้องหลัง (1923); คำแถลงอย่างเป็นทางการจากผู้ประกอบการ(ออนไลน์ )
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Anthracite&oldid=1339697308 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ แอนทราไซต์

แอนทราไซต์หรือที่รู้จักกันในชื่อถ่านหินแข็งและถ่านหินดำ เป็น ถ่านหินชนิดแข็งและแน่นมีความมันวาวคล้ายโลหะ มีปริมาณ คาร์บอนสูงสุดมีสิ่งเจือปนน้อยที่สุด และมีความหนาแน่นของพลังงาน...

ชื่อ

แอนทราไซต์มาจากภาษา กรีก anthrakítēs ( ἀνθρακίτης ) ซึ่งแปลตรงตัวว่า "เหมือนถ่านหิน" [ 9 ] คำอื่นๆ ที่ใช้เรียกแอนทราไซต์ ได้แก่ ถ่านหินดำ ถ่านหินแข็ง ถ่านหิน หิน [ 10 ] [ 11 ] ถ่านหิน สี เข้ม ถ่านหิน กาแฟ ถ่านหินตาบอด(ในสกอตแลนด์) [ 7 ] ถ่านหินคิลเคนนี...

คุณสมบัติ

แอนทราไซต์มีลักษณะคล้ายกับ แร่ เจ็ท และบางครั้งถูกนำมาใช้เลียนแบบเจ็ท

ประวัติการทำเหมืองและการใช้ประโยชน์

ใน เวลส์ ตะวันตกเฉียงใต้ ถ่านหินแอนทราไซต์ถูกนำมาเผาเป็นเชื้อเพลิงในครัวเรือนมาตั้งแต่สมัยยุคกลางเป็นอย่างน้อย [ 16 ] เมื่อมีการขุดเหมืองใกล้กับ ซอนเดอร์สฟุต เมื่อไม่นานมานี้ มีการทำเหมืองถ่านหินแอนทราไซต์ขนาดใหญ่ในพื้นที่ทางตะวันตกของแหล่ง ถ่านหินเซาท์เวลส์...