Download
1 / 44
450 likes | 867 Views
VÝROBA A ZÍSKÁVÁNÍ ŽELEZA. Historie. Železo je lidstvu známo již od prehistorické doby Železo je meteorického původu První železo vzniklé člověkem, které je možno kovářsky opracovat, je houbovité železo
E N D
Historie • Železo je lidstvu známo již od prehistorické doby • Železo je meteorického původu • První železo vzniklé člověkem, které je možno kovářsky opracovat, je houbovité železo • Významný krok ve zpracování železných rud bylo zavedení koksu jako redukčního činidla na konci 18. století
Zajímavosti • Železo je 2. nejrozšířenější kov na Zemi • V přírodě se minerály železa vyskytují velmi hojně • V organismu se podílí na přenášení kyslíku k buňkám a tím umožňuje život mnoha organismů na naší planetě.
Dělení železa • Surové železo-poměrně složitá slitina železa s uhlíkem • Technické železo-čistéželezo • Litina-produkt vzniklý ve slévárně, je to pevný a tvrdý materiál surové litina technické
Základní postupy pří zpracování železa • Železné rudy se redukují oxidem uhelnatým s uhlíkem za přítomnosti tavidla při vysoké teplotě. Jde tedy o fyzikálně-chemický proces. • Surové železo se na licím poli odlévá do housek, které se po vychladnutí expedují ke zpracování do jiných závodů mimo huť • Z hlušiny a vápence vzniká kapalná struska, která chrání povrch roztaveného tekoucího železa před oxidací
Černé uhlí zvané někdy také kamenné uhlí je druh usazené horniny, která vznikla z organického materiálu v prvohorách a druhohorách řadící se mezi uhlí.[1] Jedná se o hořlavou surovinu, jež se používá především jako palivo pro získávání teplaaenergie. Řadí se mezi neobnovitelné zdroje.[2] Nachází se nerovnoměrně rozložené na celém zemském povrchu v nejsvrchnější zemské kůře. Tato ložiska dosahují různé mocnosti a kvality černého uhlí, která je závislá na stupni přeměny organického materiálu a době prouhelnění. • Černé uhlí tvoří spolu s hnědým uhlím a hořlavými břidlicemi skupinu spadající pod kaustobiolity. Druhou velkou skupinou jsou pak přírodní uhlovodíky.
antracit – geologicky nejstarší, lesklý, černý, s nejvyšším obsahem uhlíku, nejkvalitnější a nejvýhřevnější • černé kamenné – vzniklo v karbonu, černé, tvrdé, lesklé • koksovatelné druhy – na výrobu koksu • plynové uhlí – na výrobu svítiplynu • Typ černého uhlí je dán jeho kvalitou, která se odvozuje z obsahu uhlíku v celkovém složení horniny. Čím více uhlíku se v černém uhlí nachází, tím kvalitnější toto uhlí je. Obsah uhlíku je pak přímo závislý na době, kdy uhlí vznikalo. Starší uhlí procházelo prouhelňováním déle, takže obsah uhlíku je vyšší než u uhlí mladšího. Tato vlastnost má hlavní vliv na výhřevnost - uhlíkem bohatší černé uhlí ji má vyšší.[1]
Těžba a využití černého uhlí přispěla k bouřlivému rozvoji průmyslu v 19. století a měla významný vliv na rozvoj průmyslové revoluce, jelikož se jednalo o snadno dostupný zdroj energie. V té době docházelo k masivní těžbě a vzniku nových průmyslových center v blízkosti uhelných oblastí. To se projevilo i v rozložení světové populace, když se lidé stěhovali za prací do průmyslových měst. Dodnes platí, že většina uhlí je využita v blízkosti místa, kde bylo vytěženo a jen nepatrná část je transportována na vzdálenost větší než 1000 km.[2] • V průmyslu se současně uhlí rozděluje na dvě hlavní skupiny: • uhlí hubená (antracitická) — je skupina černého uhlí, které obsahuje malé procentuální zastoupení prchavých látek, což vede k tomu, že tyto uhlí se nedají koksovat. Jejich hlavní využití je v energetice, kde se spalují za uvolnění energie. • uhlí mastná (žírná, spékavá) — obsahují 20 až 28 % prchavých látek, což jim dává dobré vlastnosti k produkci koksu využívaného v metalurgii[2] • Černé uhlí je podstatnou surovinou v energetickém průmyslu, jelikož se používá jako kvalitní palivo pro tepelné elektrárny generující většinu elektrické energie na světě.
Nejrozšířenějším fosilním palivem na planetě je uhlí, které je po světě zastoupeno nerovnoměrně, ale oproti například ropě, jsou jeho velká ložiska ve více státech. Jeho zastoupení je 478 771 miliónů tun černého uhlí (53%) a 430 293 miliónů tun hnědého uhlí (47%), což dává celkově přes 900 miliard tun uhlí.[5] Zásoby černého uhlí jsou z největší části na území šesti států a to v pořadí USA (23%), Indie (19%), Čína (13%), Rusko (10%), Jižní Afrika (10%) a Austrálie (8%). Těchto šest států dohromady spravuje 84% světových těžitelných zásob černého uhlí. Na území USA jsou zásoby rozprostřeny hlavně mezi státy Západní Virginie, Kentucky, a Pensylvánie, kde dochází i k největší těžbě.[6] Předpokládá se, že celková zásoba všeho uhlí vystačí minimálně na 134 let spotřeby.[7] • Ložiska v jižní Americe jsou z větší části umístěna pod pralesem, což znesnadňuje a prodražuje jejich případnou těžbu
Černé uhlí se těží téměř po celém světě na většině lokalit, kde se vyskytuje. V některých případech je možné černé uhlí objevit na povrchu a to převážně v místech, kde se koryta řek zahlubují do podloží. Archeologické nálezy naznačují, že na podobném místě v Číně před přibližně deseti tisíci lety došlo k první těžbě uhlí. Postupně se začaly hloubit tunely s postupujícími slojemi. • Během hlubinné těžby je potřeba vyhloubit vertikální šachty, kterými se následně dostává stavební materiál, lidé, svěží vzduch do podzemí a těžená surovina na povrch. Při těžení sloje se následně vybudují horizontální šachty (či se sklonem kopírující směr sloje zvané štola). V současnosti se využívají dvě hlavní těžební metody, jak získávat černé uhlí z podzemí, jež jsou rozšířeny převážně v Evropě, Americe a Austrálii.
Na území České republiky se černé uhlí vyskytuje, či vyskytovalo v několika oblastech, kde bylo později i těženo. Těmito oblastmi jsou plzeňsko-manětínská pánev, kladensko-slánská pánev, žacléřsko-svatoňovická pánev, ostravsko-karvinská pánev a rosicko-oslavanská pánev.[1] Na území Česka se nacházejí ložiska jak energetického tak i koksovatelného uhlí, které se nachází převážně v oblasti hornoslezské pánve.[9] • V průběhu 18. až 20. století bylo černé uhlí dobýváno v řadě lokalit, mezi které patřil Kladenský revír, Rosicko-oslavanský revír, Ostravsko-karvinský revír. Většina lokalit s činnou těžbou byla utlumena v 90. létech 20. století. • V současnosti se černé uhlí těží pouze v Ostravsko-karvinském revíru prostřednictvím firmy OKD. Ročně je vytěženo kolem 15 milionů tun černého uhlí.[10] V roce 1999 se těžilo přibližně 20 miliónu tun, což odpovídalo přibližně 1 % těžitelných zásob.[4] Tento objem je ale dostatečný pro zabezpečení domácí poptávky, i když je část černého uhlí dovážena z Polska. Na druhou stranu je část české produkce černého uhlí určena na export.[11]
Ostravsko-karvinská uhelná pánev, pro kterou je také užíván hospodářský termín ostravsko-karvinský revír, je označení části české části hornoslezské uhelné pánve. Jedná se o nejrozsáhlejší uhelnou pánev v Česku. Nachází se zde černé uhlí, které je v současnosti dobýváno výhradně hlubinnou těžbou.
Diamant je nejtvrdší známý přírodní minerál (nerost)[pozn. 1] a jedna z nejtvrdších látek vůbec (tvrdší jsou např. fullerit,romboedrická modifikace diamantu či nanokrystalická forma diamantu – ADNR). Jedná se o krystalickou formu uhlíku C. Tvoří hlavně jednotlivé krystalyoktaedrického, dodekaedrického nebo krychlového vzhledu. Pro použití ve šperku je nejoblíbenější výbrus nazývaný briliant.
Vzniká v horním zemském plášti za vysokých teplot a tlaků v ultrabazických vyvřelinách - kimberlitech, lamproitech a komatiitec
Na diamantu bývá vyvinuto rýhování, plochy někdy naleptány a pak jsou matné. Diamant jako jediný drahý kámen se vyskytuje ve všech barevných modifikacích, nejčastěji je však bílý. Bývá šedý, neprůhledný bort, karbonádo, bezbarvý, dokonale štěpný podle osmistěnu {111}. Má tvrdost 10 v Mohsově stupnici, je 140× tvrdší než korund, nejvyšší tvrdost má na plochách štěpného osmistěnu (což umožňuje broušení diamantu diamantovým práškem), hustota 3,52-3,6 g/cm³. Má vysoký index lomu světla - přes 2,4 (ale moissanit má vyšší - 2,65–2,69) a nejvyšší tepelnou vodivost ze všech látek vůbec. Relativní permitivitaεr je 5,5. Vede také elektřinu.
Hmotnost diamantů se udává v karátech. Metrický karát (Carat) je definován jako 0,2 g a značí se ct. • Diamant o hmotnosti 1 g má tedy 5 karátů. Diamanty v běžně prodávaných špercích mají obvykle hmotnost v setinách, desetinách až jednotkách karátů. • Tato jednotka hmotnosti se historicky vyvinula od hmotnosti semene svatojánského chleba (Rohovník obecný - Ceratoniasiliqua - CarobTree - St. John's Bread). Semena byla tradičně používána v Arábii a Persii jako závaží při určování hmotnosti drahých kamenů. Důvodem je skutečnost, že velikost a hmotnost těchto semen je poměrně uniformní a v uvedené oblasti světa jsou semena běžně dostupná. • Diamanty jsou oceňovány podle 4C tříd: Carat - Váha, Clarity - Čistota, Colour – Barva, Cut – Brus.
Chemicky čistý a strukturálně perfektní diamant je dokonale transparentní bez odstínů nebo zabarvení. Barva diamantu může být způsobena chemickou nečistotou nebo strukturálními kazy v krystalové mřížce. Sytost a barva odstínu může zvýšit i snížit cenu diamantu. Například bílé diamanty s odstínem žluté nebo hnědé jsou většinou levnější, zatímco růžové, červené, sytě žluté nebo modré diamanty (jako například diamant Hope) jsou velmi ceněny. Proto se také někdy provádí umělá změna barvy diamantů fyzikálními procesy, jako je ozařování nebo žíhání za vysokého tlaku a teploty. Další úpravou (zlepšením) barvy je bělení diamantů. Všechny úpravy barev diamantů mají za účel zvýšit cenu diamantu. Diamanty s upravenou barvou musí být označeny jako
Přírodní diamanty se průmyslově těží ve velkých povrchových dolech, hlubinnou důlní těžbou kimberlitových nebo lamproitovýchkomínů (důl Argyle v severní Austrálii), nebo podmořskou těžbou ze splavenin. • Lze také vyrobit umělé diamanty, např. krystalizací uhlíku z kovových slitin za velmi vysokých tlaků a teplot. Jejich výroba je poměrně levná a používají se jako průmyslové diamanty pro řezné nástroje a brusivo. Výroba velkých syntetických diamantů poslední dobou potenciálně ohrožuje průmysl přírodních šperkářských diamantů. Konečný efekt obecné dostupnosti syntetických diamantů šperkařské kvality na cenu přírodních diamantů lze těžko předvídat. Přírodní a umělé (syntetické) diamanty lze rozlišit většinou spektroskopickými metodami v dobře vybavené laboratoři. Pomocí epitaxe z molekulárních svazků se za vysokého tlaku a teploty získávají diamanty ve tvaru tenkých destiček. Tyto umělé diamanty jsou velmi drahé a mají použití např. v optice, elektronicea v jiných speciálních zařízeních.
Nejznámější je využití diamantů ve šperkařství. Aby vynikly jejich optické vlastnosti, jsou vybrušovány do tvaru speciálního mnohostěnu - briliantu. Hmotnost diamantu se vyjadřuje v karátech (ct). • Velmi významné je využití diamantů v průmyslu. Vyrábějí se z nich řezné, vrtné a brusné nástroje, prášky a pasty. Pro tento účel se využívají diamanty pro šperkařství bezcenné (špatná barva, špatná čistota), diamantový prach a průmyslově vyráběné diamanty.
Zdroje: * Google obrázky * Wikipedie * Knihy, Časopisy * Příručka Geologického Klubu * Internet
Prezentace: • NEROSTNÉ SUROVINY ČR: • VYTVOŘIL: GEOLOGICKÝ KLUB • TŘÍDA: 6.B. • DNE: 5.3.2014 • PŘEJEME VÁM PĚKNÉ POČASÍ. S POZDRAVEM GEOLOGICKÝ KLUB.
