Makaa ya mawe ni nini na yanatumika wapi

2024 Mwandishi: Howard Calhoun | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-17 10:41

Ongezeko la bei ya mafuta na utafutaji wa vyanzo mbadala vya nishati havikuongoza tu katika maendeleo ya teknolojia mpya, bali pia vilivuta hisia kwenye malighafi nyingine, ambayo si muhimu sana - makaa ya mawe. Muhimu zaidi kwa tasnia ni makaa ya mawe. Thamani yake ni nini na inachimbwa wapi imeelezewa katika makala haya.

Kupika makaa ya mawe ni nini

Hii ni makaa ya mawe magumu, ambayo coke ya nguvu na saizi fulani hupatikana chini ya hali ya kuoka. Ni ya thamani kubwa kwa tasnia na inahitajika sana katika tasnia nyingi. Kwa hivyo, makaa ya mawe hutumika kama mafuta kuu katika utengenezaji wa chuma na nishati.

Makaa ya kupikia yanatofautiana na makaa mengine ya lami kwa uwezo wake wa kwenda katika hali ya plastiki na sinter yanapokabiliwa na halijoto ya juu bila oksijeni.

Muundo wa makaa ya kupikia

Kupika makaa ya mawe katika hali iliyokolea na ambayo haijarutubishwa kuna sifa ya maudhui ya chini ya majivu (chini ya 10%), maudhui ya chini ya vipengele tete (kutoka 15 hadi 37%) na salfa.(chini ya 3.5%). Ikilinganishwa na aina nyingine za makaa ya mawe, makaa ya coking yana joto la juu la mwako na ina sifa ya maudhui ya chini ya uchafu. Uwiano wa vitu vilivyomo katika amana tofauti za makaa ya mawe vinaweza kutofautiana kidogo. Hii ni muhimu sana kuzingatia katika mchakato wa kupikia yake. Kwa hiyo, kabla ya usindikaji wa makaa ya mawe, muundo wake, uwezo wa coking, uwezo wa keki na viashiria vingine ni lazima kuamua. Katika eneo la nafasi ya baada ya Soviet, aina zifuatazo za makaa ya mawe hutumiwa kwa kupikia:

• K - coke.
• F - mafuta.
• G - gesi.
• OS - lean-sintering.
• SS - inapendeza sana.

Mchakato wa kupikia

Kupika ni mchakato wa kiteknolojia wa kubadilisha makaa ya mawe kuwa coke. Inajumuisha hatua kadhaa. Katika hatua ya kwanza, makaa ya mawe yanatayarishwa kwa kupikia. Makaa ya mawe yaliyochimbwa yamevunjwa na mchanganyiko maalum huundwa - malipo. Hatua inayofuata ni kupika. Inafanyika katika vyumba maalum vya tanuri ya coke kwa kutumia inapokanzwa gesi. Mchanganyiko ulioandaliwa huwekwa kwenye tanuru kwa masaa 15, ambapo wakati huu wote joto hufufuliwa hadi 1000ºС. Matokeo ya mchakato huu ni "keki ya coke."

Teknolojia ya kupikia imebadilika sana katika karne yote ya ishirini, na hivyo kuruhusu uundaji wa amana mpya za makaa ya mawe.

Kulingana na makadirio, takriban 10% ya uzalishaji wa makaa ya mawe magumu duniani ni kupikia. Ukweli huu unathibitisha mahitaji makubwa ya sekta ya kupikiamakaa.

Kuna tofauti gani kati ya kupikia na makaa ya joto

Thamani kuu zaidi kwa sekta hii hutolewa na makaa ya mawe, ambayo hutumika kama mafuta ya mchakato katika sekta nyingi za viwanda za uchumi wa taifa. Kwa mfano, kwa kuyeyusha chuma. Kipengele kikuu kinachofautisha makaa ya mawe ya coking kutoka kwa makaa ya mawe ya nguvu ni kuwepo kwa vitren. Hii ni sehemu ya majivu ya makaa ya mawe, ambayo hutengenezwa kutokana na kuoza kwa mimea kwa kutokuwepo kwa oksijeni. Mali ya vitren yanajumuisha uwezo wa kuyeyuka na sinter chini ya ushawishi wa joto la juu. Kwa hivyo, chembe ndogo za makaa ya mawe hushikamana katika molekuli moja mnene. Kadiri mkusanyiko wa vitren unavyoongezeka, ndivyo ubora wa kupikia wa makaa hayo unavyoongezeka.

Kiasi kikubwa zaidi cha dutu fusible kimo katika viwango kama vile vya makaa ya mawe: coke, gesi, mafuta, lean-caking na coke fat.

Alama za makaa ya mawe

Kwa asili, kuna aina nyingi za makaa ya mawe, ambayo hutofautiana katika muundo wa kiufundi, utendakazi wa sintering na vipengele tete. Madarasa machache tu ya makaa ya mawe yanafaa kwa kupikia. Lakini sio wote wanaofaa kwa sintering katika fomu yao safi. Wakati mwingine baadhi ya vipengele vinahitajika kuongezwa. Kwa hivyo, kuna viwango vifuatavyo vya makaa ya kupikia:

1. K - coke. Wakati wa kupika bidhaa hii ya makaa ya mawe katika fomu yake safi, coke ya kawaida ya metallurgiska hupatikana. Ili kupata makaa ya mawe ya hali ya juu, darasa zingine zinaongezwa - kwa ujasiri augesi.
2. KZh - mafuta ya koka. Ina uwezo bora wa kupika, hutumiwa hasa kuzalisha coke bila kuongeza alama nyingine za makaa ya mawe. Utungaji wa makaa ya mawe ya mafuta ya coking ina hadi 30% ya vipengele vya tete. Kutafakari kwa Vitren - 1.3%. Unene wa safu ya plastiki ni 18 mm. Bila kubadilisha ubora wa coke, inaruhusiwa kuongeza hadi 20% ya CS, OS na KO kwenye chapa hii.
3. KO - coke konda. Unene wa safu ni 10-12 mm, kutafakari kwa vitren ni hadi 1%. Kama sheria, chapa hii haitumiwi kando, lakini tu pamoja na makaa ya mawe ya ZhK na GZh.
4. KSN – coke low-caking low-metamorphosis. Wakati wa kuchemsha, aina hii ya makaa ya mawe hutoa koka inayoweza kuosha na yenye nguvu kidogo, kwa hivyo hutumiwa hasa kwa kuchomea na gredi nyingine au kwa kutengeneza syngas.
5. KS – koki ya keki ndogo. Unene wa safu ya plastiki ni hadi 9 mm. Ina sifa ya uchezaji mdogo. Kiwango cha makaa ya mawe KS hutumiwa na makampuni ya biashara ya coke kama sehemu ya konda. Pia hutumika katika baadhi ya maeneo ya uzalishaji kwa mwako wa tabaka.
6. GK - kupikia gesi. Wakati wa kupikia, coke iliyounganishwa vizuri hupatikana, lakini kwa nguvu ndogo ya mitambo. Bidhaa ya sintered imegawanywa kwa urahisi katika vipande vidogo. Kwa kawaida makaa ya gesi hutumiwa katika mchanganyiko na makaa mengine ya kupikia.

Aina zifuatazo za makaa ya kupikia huchukuliwa kuwa bora zaidi kwa kuoka: mafuta, keki kidogo, gesi, kuoka-konda na coke katika umbo lake safi. Zina kiasi kidogo cha uchafu, na zina kiwango cha juuplastiki.

Maeneo ya maombi

Lengo kuu la kupikia makaa ya mawe ni mafuta ya viwandani. Wakati wa mwako, makaa ya mawe ya coking hutoa kiasi kikubwa cha nishati ya joto. Kwa hivyo, joto la kuwasha la mafuta haya ni 470ºС. Lakini kuchoma sio njia pekee ya kutoa mali muhimu kutoka kwa kisukuku hiki. Kuna sekta nyingine nyingi za uchumi wa taifa zinazotumia ipasavyo makaa ya mawe. Matumizi ya rasilimali hii ya asili katika michakato ya viwanda hufanya iwezekanavyo kupata risasi, molybdenum, zinki, germanium, sulfuri, galliamu na vipengele vingine vya kemikali kutoka kwake. Taka kutoka kwa tasnia ya makaa ya mawe pia zina matumizi ya viwandani. Kwa hivyo, husindika kuwa nyenzo za kinzani na abrasives. Nyenzo za ujenzi pia hutolewa kutoka kwa taka.

Kwa jumla, zaidi ya aina 300 za bidhaa zimetengenezwa kutokana na nishati ya mawe. Makaa ya mawe hutumiwa kama nyenzo kuu kwa ajili ya uzalishaji wa vipengele vya miundo ya kaboni-graphite, asidi ya juu ya nitriki, ambayo hutumiwa katika mbolea. Dutu zinazotolewa wakati wa mchakato wa kupika zina matumizi yenye ufanisi. Kwa hivyo, wakati wa kunereka kavu, lami ya makaa ya mawe na maji ya amonia huundwa. Pia zinaweza kutumika tena.

Aidha, coking hutoa bidhaa za gesi ambazo zina benzini, phenoli, amonia na toluini. Hutumika kama vyanzo vya vitu vingine vya manufaa.

Kupika uzalishaji wa makaa ya mawe nchini Ukraini

Kupika makaa ya mawe nchini Ukraini hutumiwa zaidimakampuni ya biashara ya metallurgiska. Kwa hivyo, madini yanachukua takriban 90% ya mahitaji yote ya aina hii ya mafuta. Sekta ya uziduaji nchini hutoa makaa ya mawe kwa soko la ndani kwa 60% tu. Asilimia 40 iliyobaki ya makaa ya mawe yanayotumiwa huagizwa kutoka nje. Mtoaji mkuu wa makaa ya mawe ya kupikia nchini Ukraine ni Urusi.

Katika miaka ya hivi majuzi, nchi imeona ongezeko la mahitaji ya malighafi ya kigeni. Hii ni kutokana na kupungua kwa uzalishaji wa ndani. Pia, mahitaji ya malighafi ya ndani yanashuka kwa sababu ya kupungua kwa ubora wake, kwani mitambo ya metallurgiska haiwezi kutumia makaa ya mawe yenye salfa nyingi.

Nchini Ukraini, makaa ya mawe ya kupikia yanachimbwa katika mabonde: Donetsk, Lvov-Volyn, Dnieper. Kiasi kikubwa cha akiba ya makaa ya mawe imejilimbikizia katika mikoa ya Donetsk, Luhansk na Dnepropetrovsk. Kwa sasa, kutokana na kukosekana kwa utulivu wa kisiasa, uzalishaji wa makaa ya mawe mashariki mwa Ukraine umesitishwa.

Uchimbaji wa makaa ya mawe nchini Urusi

Nchini Urusi kuna akiba kubwa ya makaa ya mawe. Kwa mujibu wa takwimu, nchi inachukuwa moja ya nafasi za kwanza duniani katika suala la hifadhi ya makaa ya mawe. Zaidi ya 67% yao ni makaa ya mawe magumu. Kati ya hizi, 10% ni makaa ya kupikia.

Nchini Urusi, makaa ya mawe ya kupikia yanachimbwa katika mabonde: Kuznetsk, Pechora, Yuzhno-Yakutsk, Donetsk na Kizelovsk. Mabeseni mawili ya kwanza hutoa makaa mengi zaidi.

Hifadhi ya makaa ya mawe ya kupikia katika Shirikisho la Urusi inafikia tani bilioni 47.3. Walakini, ni sehemu ndogo tu ambayo inaweza kutumika. KATIKAKatika miaka ya hivi karibuni, uzalishaji wa makaa ya mawe nchini Urusi umekuwa katika kiwango cha tani milioni 70 kwa mwaka. Hii inatosha kuzipatia biashara za viwanda nchini malighafi.

Makaa ya kupikia nchini Urusi yanachimbwa kwa kasi thabiti. Kuongezeka kwa uzalishaji wa makaa ya mawe kutafanyika katika tukio la ongezeko la mahitaji ya aina hii ya malighafi, kutokana na maendeleo ya sekta ya metallurgiska na kuhusiana na uchumi wa Kirusi.

Mtazamo wa soko la makaa ya mawe ya kupikia

Katika miaka ijayo, sekta ya makaa ya mawe nchini Urusi inasubiri mabadiliko. Maeneo muhimu ya maendeleo ya sekta yatahusiana na mfumo wa wima wa uzalishaji wa makaa ya mawe. Kwa hivyo, sera ya serikali hutoa uundaji wa vifaa vya nishati vya uwezo mdogo na wa kati kwa msingi wa migodi ya makaa ya mawe. Pia imepangwa kusakinisha vifaa katika makampuni ya biashara ya uchimbaji wa makaa ya mawe ambayo yanaruhusu makaa ya mawe kuchakatwa na kuwa mafuta ya sintetiki ambayo ni rafiki kwa mazingira.

Kulingana na kiasi cha mauzo, mahitaji ya makaa ya mawe ya kupikia nchini Urusi yataongezeka. Ukweli ni kwamba pamoja na viwanda vya chuma, metallurgy zisizo na feri na viwanda vingine vingi hutumia coke. Kwa hiyo, kwa ajili ya uzalishaji wa tani 1 ya chuma cha nguruwe, karibu tani 0.4 za coke zinahitajika. Na teknolojia mbadala zinazoiruhusu kubadilishwa na rasilimali yenye faida zaidi hutumiwa kwa kiwango fulani.

Mitindo katika soko la kimataifa la makaa ya kupikia

Leo, kampuni nyingi za makaa ya mawe katika nchi zote zinakabiliwa na tatizo la bei ya chini ya kupikia makaa ya mawe. Tatizo hili linazidishwa na mataifa ambayo hutoa coke kwa kiasi kikubwa. Pia, hamu ya wanunuzi kupunguza gharama ina ushawishi mkubwa kwa bei. Hali nyingine mbaya hutokea kutokana na tamaa ya wazalishaji wa chuma ili kupunguza gharama za uzalishaji. Katika Ulaya na China, mahitaji ya makaa ya mawe ya coking yanaendelea kukua, lakini hii ni kwa gharama ya bidhaa za juu. Lakini kwa ujumla, kiasi cha ununuzi wa malighafi kwenye soko la dunia kinashuka.

Iliimarisha hali kidogo kwa kutumia malighafi ya nishati katika soko la Marekani. Lakini bei yake inaendelea kushuka kutokana na mahitaji ya chini ya chuma. Kwa sababu hiyo, uzalishaji wa makaa ya mawe nchini Marekani na Ulaya unaweza kupungua.

Lakini wataalamu wanatabiri kuongezeka kwa uagizaji wa malighafi ya nishati nchini India. Kwa upande wa uagizaji wa makaa ya kupikia, nchi hii inashika nafasi ya tatu duniani.

Bei ya malighafi

Katika robo ya pili ya 2015, bei za kupikia makaa ya mawe zimepungua. Makampuni makubwa ya kimataifa hutoa malighafi kwa bei ambayo ni 5-10% chini ikilinganishwa na robo ya kwanza. Hivyo, kampuni ya Anglo American ya Afrika Kusini iliipatia Japan makaa ya mawe yenye ubora wa juu zaidi ya dola 116 kwa tani 1. Bei ya wastani ya tani 1 ya makaa ya mawe ni $117.