حنين الشوق
2011-09-10, 02:08 AM
:: السلام عليكم ورحمة الله وبركاته ::
عنصر الكربون ..... تلك المادة العجيبة ...
يقول هكسلي " أن الصورتين اللتين أختزن عليهما الكربون بدرجة هائلة في قشرة الأرض هما في الغالب نتيجة لنشاط المدة الحية ، فالفحم مكوّن
في معظمه من الكربون الذي استمده النبات من جو الأرض ، وحجر الجير " ونصفه تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون " تقوم بتكوينه الحيوانات
المائية ..
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
فكيف يتكوّن الفحم ؟؟ وما هي أنواعه ؟؟
إذا تكون الفحم في تفاعل كيميائي عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا فإنه يكون بشكل كتل سوداء تُعرف بالفحم ، وتعتمد خواصه على المادة
المحضر منها وظروف تكونه ، وتحتوي الأنواع المختلفة من الفحم على كميات من الشوائب التي تؤثر في خواصه .. والواقع أنه من الصعب
التأكد عما إذا كانت هذه الشوائب توجد مختلطة بالكربون أم أن بعضها يرتبط به ارتباطًا كيميائيًا ومن المعلوم أن عملية تفحم أي مادة ما تتم على
مراحل سواء تم هذا التفاعل بطرق صناعية أو في الطبيعة ، فتسخين الخشب في معزل عن الهواء مثلاً يشبه إلى حد كبير تحلل المواد العضوية
وتفحمها تحت الأرض بعد فترة طويلة من الزمن ، ومن الصعب في كلتا الحالتين دراسة خطوات أو ميكانيكية التفاعلات التي تحدث ... وتعرف
عادة تلك المواد المتفحمة بالكربون اللاشكلي " ، ولبعضها أهمية اقتصادية ..
ومن أنواع الفحم :
"*" الفحم الحجـــري "*"
الفحم الحجري هو صخر رسوبي لونه أسود أو بني, يتكون من بقايا نباتات ومواد معدنية, قابل للاحتراق وإعطاء طاقة حرارية. والفحم الحجري
أكثر أنواع الوقود الأحفوري انتشاراً في القشرة الأرضية.
ويتواجد الفحم الحجري على شكل طبقات مع أنواع أخرى من الصخور الرسوبية, كالحجر الرملي والحجر الطينيّ. ويتواجد في الفحم
الحجري بقايا أوراق نباتات وخشبها وحتى جذورها.
يحتوي الفحم الحجري على :
90 % تقريبًا من الكربون ..
-: تكوّن الفحم الحجري :-
أ. سقوط كميات كبيرة من النباتات, وتراكُمها في قاع المستنقع, ودفنها سريعاً مع الرسوبيات الأخرى كالرمل والطين. وبفعل البكتيريا اللا هوائية
تتحلل المركبات العضوية النباتية جزئياً, أي يزداد فيها تركيز عنصر الكربون ويفقد منها الأكسجين والهيدروجين. وتسمى هذه المواد النباتية
المحللة جزئياً بالخثِّ " peat "
ب. دفن الخث تحت غطاء من الرسوبيات إلى عمق يتوقف عنده النشاط البكتيري. وترتفع درجة الحرارة ويزداد الضغط كلما زاد عمق الدفن,
مما يساعد على حفظ الخثّ وطرد الغازات منه. وتؤدي تفاعلات كيميائية إلى زيادة نسبة الكربون في, وتسمى هذه العملية بالتفحم, ومنها ينتج
الفحم الحجري البني " "
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
ج. تستمر عملية التفحم بازدياد عمق الدفن فيتكون الفحم الحجري الصلب.
د. وفي النهاية, وبارتفاع درجة الحرارة والضغط إلى درجة كبيرة يخرج مُعظم الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين من الفحم الحجري السابق,
ويتكون فحم الانثراسيت. " anthracite"
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
-: استخراج الفحم الحجري :-
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
من الصعب جداً استخراج طبقة الفحم الحجري بإزاحة ما يعلوها من صخور رملية وطينية, حيث يتم ذلك بحفر نفق من سطح الجبل باستخدام
آلات الحفر الخاصة, بحيث يتم الوصول إلى طبقة الفحم الحجري فتكسر وتعبأ في الشاحنات وتنقل خارج النفق.
-: تحضير الفحم الحجري للاستعمال :-
إذاً, فأن الفحم الحجري يتكون من مواد عضوية قابلة للحرق, ومواد معدنية غير قابلة للحرق. وتشكل المواد المعدنية 10%-35% من كتلة الفحم
الحجري.
وإذا استعمل الفحم الحجري مباشرة في الحرق فقد تتسبب هذه المكونات المعدنية بعض المشكلات البيئية. للك يفضل تنقية الفحم الحجري من
مكوناته المعدنية قبل حرقه. وتتم التنقية بطرائق عدة من أهمها طريقة الفصل الميكانيكي –الجذبي- للمعادن.
تتراوح كثافة المعادن التي توجد في الفحم الحجري من 2غ/سم مكعب إلى 5غ/سم مكعب. في حين تتراوح كثافة الفحم الحجري النقي من
1.3غ/سم مكعب إلى 1.7غ/سم مكعب. ويستعمل لفصل هذه المكونات الماء المذاب فيه بعض الأملاح, أو محلول معلق, أي يحتوي على
جسيمات دقيقة جداً, وكثافتها عالية مثل معدن الماغنيت. وتستعمل عادةً أجهزة خاصة لإتمام عملية الفصل. وهذه الأجهزة تحتوي على اسطوانات
تدور حول نفسها. وبعد الحصول على الفحم الحجري النقي يجفف ويستعمل في الحرق أو في إنتاج فحم الكوك الذي يستخدم في صناعة الفولاذ
والحديد.
-: استعمالات الفحم الحجري :-
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
يستعمل الفحم الحجري في عدة مجالات من أهمها :
محطة توليد الطاقة, وقديما كان يستعمل في تسيير القطارات والسفن البخارية. وبسبب صعوبة استعمال الفحم الحجري في أغراض الحياة اليومية
تُجرى بعض المحاولات والتجارب لتحويله إلى وقود سائل أو غازيّ سهل الاستعمال.
ومن ناحية أخرى, يمكن الاستفادة من الفحم الحجري بتحويله إلى مواد مفيدة وثمينة, وقد دخلت هذه المواد العضوية في صناعة المنسوجات
والبلاستيك والأدوية والأسمدة والعطور..
ومنقول للمعلومة
عنصر الكربون ..... تلك المادة العجيبة ...
يقول هكسلي " أن الصورتين اللتين أختزن عليهما الكربون بدرجة هائلة في قشرة الأرض هما في الغالب نتيجة لنشاط المدة الحية ، فالفحم مكوّن
في معظمه من الكربون الذي استمده النبات من جو الأرض ، وحجر الجير " ونصفه تقريبًا من ثاني أكسيد الكربون " تقوم بتكوينه الحيوانات
المائية ..
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
فكيف يتكوّن الفحم ؟؟ وما هي أنواعه ؟؟
إذا تكون الفحم في تفاعل كيميائي عند درجة حرارة منخفضة نسبيًا فإنه يكون بشكل كتل سوداء تُعرف بالفحم ، وتعتمد خواصه على المادة
المحضر منها وظروف تكونه ، وتحتوي الأنواع المختلفة من الفحم على كميات من الشوائب التي تؤثر في خواصه .. والواقع أنه من الصعب
التأكد عما إذا كانت هذه الشوائب توجد مختلطة بالكربون أم أن بعضها يرتبط به ارتباطًا كيميائيًا ومن المعلوم أن عملية تفحم أي مادة ما تتم على
مراحل سواء تم هذا التفاعل بطرق صناعية أو في الطبيعة ، فتسخين الخشب في معزل عن الهواء مثلاً يشبه إلى حد كبير تحلل المواد العضوية
وتفحمها تحت الأرض بعد فترة طويلة من الزمن ، ومن الصعب في كلتا الحالتين دراسة خطوات أو ميكانيكية التفاعلات التي تحدث ... وتعرف
عادة تلك المواد المتفحمة بالكربون اللاشكلي " ، ولبعضها أهمية اقتصادية ..
ومن أنواع الفحم :
"*" الفحم الحجـــري "*"
الفحم الحجري هو صخر رسوبي لونه أسود أو بني, يتكون من بقايا نباتات ومواد معدنية, قابل للاحتراق وإعطاء طاقة حرارية. والفحم الحجري
أكثر أنواع الوقود الأحفوري انتشاراً في القشرة الأرضية.
ويتواجد الفحم الحجري على شكل طبقات مع أنواع أخرى من الصخور الرسوبية, كالحجر الرملي والحجر الطينيّ. ويتواجد في الفحم
الحجري بقايا أوراق نباتات وخشبها وحتى جذورها.
يحتوي الفحم الحجري على :
90 % تقريبًا من الكربون ..
-: تكوّن الفحم الحجري :-
أ. سقوط كميات كبيرة من النباتات, وتراكُمها في قاع المستنقع, ودفنها سريعاً مع الرسوبيات الأخرى كالرمل والطين. وبفعل البكتيريا اللا هوائية
تتحلل المركبات العضوية النباتية جزئياً, أي يزداد فيها تركيز عنصر الكربون ويفقد منها الأكسجين والهيدروجين. وتسمى هذه المواد النباتية
المحللة جزئياً بالخثِّ " peat "
ب. دفن الخث تحت غطاء من الرسوبيات إلى عمق يتوقف عنده النشاط البكتيري. وترتفع درجة الحرارة ويزداد الضغط كلما زاد عمق الدفن,
مما يساعد على حفظ الخثّ وطرد الغازات منه. وتؤدي تفاعلات كيميائية إلى زيادة نسبة الكربون في, وتسمى هذه العملية بالتفحم, ومنها ينتج
الفحم الحجري البني " "
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
ج. تستمر عملية التفحم بازدياد عمق الدفن فيتكون الفحم الحجري الصلب.
د. وفي النهاية, وبارتفاع درجة الحرارة والضغط إلى درجة كبيرة يخرج مُعظم الهيدروجين والأكسجين والنيتروجين من الفحم الحجري السابق,
ويتكون فحم الانثراسيت. " anthracite"
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
-: استخراج الفحم الحجري :-
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
من الصعب جداً استخراج طبقة الفحم الحجري بإزاحة ما يعلوها من صخور رملية وطينية, حيث يتم ذلك بحفر نفق من سطح الجبل باستخدام
آلات الحفر الخاصة, بحيث يتم الوصول إلى طبقة الفحم الحجري فتكسر وتعبأ في الشاحنات وتنقل خارج النفق.
-: تحضير الفحم الحجري للاستعمال :-
إذاً, فأن الفحم الحجري يتكون من مواد عضوية قابلة للحرق, ومواد معدنية غير قابلة للحرق. وتشكل المواد المعدنية 10%-35% من كتلة الفحم
الحجري.
وإذا استعمل الفحم الحجري مباشرة في الحرق فقد تتسبب هذه المكونات المعدنية بعض المشكلات البيئية. للك يفضل تنقية الفحم الحجري من
مكوناته المعدنية قبل حرقه. وتتم التنقية بطرائق عدة من أهمها طريقة الفصل الميكانيكي –الجذبي- للمعادن.
تتراوح كثافة المعادن التي توجد في الفحم الحجري من 2غ/سم مكعب إلى 5غ/سم مكعب. في حين تتراوح كثافة الفحم الحجري النقي من
1.3غ/سم مكعب إلى 1.7غ/سم مكعب. ويستعمل لفصل هذه المكونات الماء المذاب فيه بعض الأملاح, أو محلول معلق, أي يحتوي على
جسيمات دقيقة جداً, وكثافتها عالية مثل معدن الماغنيت. وتستعمل عادةً أجهزة خاصة لإتمام عملية الفصل. وهذه الأجهزة تحتوي على اسطوانات
تدور حول نفسها. وبعد الحصول على الفحم الحجري النقي يجفف ويستعمل في الحرق أو في إنتاج فحم الكوك الذي يستخدم في صناعة الفولاذ
والحديد.
-: استعمالات الفحم الحجري :-
(http://www.baddawi.com/forum/showthread.php?t=34066)
يستعمل الفحم الحجري في عدة مجالات من أهمها :
محطة توليد الطاقة, وقديما كان يستعمل في تسيير القطارات والسفن البخارية. وبسبب صعوبة استعمال الفحم الحجري في أغراض الحياة اليومية
تُجرى بعض المحاولات والتجارب لتحويله إلى وقود سائل أو غازيّ سهل الاستعمال.
ومن ناحية أخرى, يمكن الاستفادة من الفحم الحجري بتحويله إلى مواد مفيدة وثمينة, وقد دخلت هذه المواد العضوية في صناعة المنسوجات
والبلاستيك والأدوية والأسمدة والعطور..
ومنقول للمعلومة