Горючие сланцы. Характеристика и состав сырья

Горючий сланец входит в категорию химического и топливно-энергетического сырья. Это полезное ископаемое залегает на относительно небольшой глубине. Оно входит в группу твердых каустобиолитов и состоит из минеральной части и органического вещества. Промышленную ценность составляет как минеральная, так и органическая часть. Основные минеральные компоненты ископаемого – алюмосиликаты и карбонаты.

Видео: Газогенератор 16МВт тепловых (пробные пуски)

Горючие сланцы применяются в энергетике. При прямом сжигании сырья вырабатывается электрическая и тепловая энергия. Применяются горючие сланцы и в технологических целях. Они являются сырьем в металлургической, химической промышленности. Глубокая переработка горючих сланцев позволяет получать жидкое топливо.

Следует отметить, что определение "горючие сланцы" имеет много трактовок. Как правило, к ним относятся осадочные тонкозернистые глинистые, кремнистые или карбонатные горные породы, в которых содержание органического вещества от 15 до 40 %. Если органическая часть составляет от 5 до 15 %, то породу относят к категории керогеносодержащих- от 40 % и больше – к сапропелевому углю. Некоторые же авторы включают в группу горючих сланцев породы с нижним показателем содержания керогена 5 или 10 % и верхним 30-50, а в отдельных случаях 60-80 %.

Видео: Лекция 5 | Минерально-сырьевые ресурсы | Сергей Петров

Профессор Крум-Броун в 1912 году предложил использовать термин "кероген". Этим словом обозначали органическое вещество горючих сланцев в Шотландии. Позднее термин стали использовать и в других странах. Кероген при нагревании способен образовывать нефтеподобную жидкость, ее называют "сланцевая нефть" (или "сланцевая смола").

Некоторые эксперты считают, что само словосочетание, которое используется для названия породы, не совсем удачно. Английский перевод звучит как "oil shales" (масляные и нефтяные сланцы), языки латинского происхождения называют породу "bitumineux" (битуминозные сланцы). Однако достоверно известно, что именуемые так ископаемые практически не содержат битумоидов (сырой нефти). Но породы могут давать при нагревании до пятисот и больше градусов вязкую жидкость, напоминающую нефть. В одно время предполагалось сформировать специальную комиссию, которая разрабатывала бы единую терминологию. Однако все указанные понятия уже достаточно прочно вошли в обиход, так что исправлять положение нет смысла.

Для более правильной оценки свойств пород и определения наиболее рациональных сфер их использования осуществляют изучение их вещественного состава. Предварительно проводят макроскопическое исследование, а затем и более детальное.

Для изучения вещественного состава горючих сланцев изготавливают тонкие шлифы (срезы) или полируют сланцевые кусочки (аншлифы). Таким образом, становится возможным доскональное исследование. Неразличимые простым глазом частицы называют микрокомпонентами. Их рассматривают под микроскопом.

Горючие сланцы включают такие микрокомпоненты, как альгинит (остатки от планктонных водорослей), сорбомикстинит (вещество, не имеющее структуры, являющееся смесью альгинита или глинистого вещества и остатков высших растений). Встречается в составе пород и витринит (гелифицированные древесные остатки), липтинит (смоляные тельца, кутикула, пыльца, споры), семивитринит (переходное вещество от витринита к фюзиниту), фюзинит (фюзенизированные (непрозрачные) древесные остатки с выраженной структурой клеток).

Минеральная часть сланцевых пород составлена преимущественно из тонкодисперсного, как правило, гидрослюдистого материала: хемогенного, пелитоморфного или органогенно-детритусового карбонатного вещества, халцедоновых раковин диатомовых водорослей.

Наиболее важными считаются такие качества ископаемых, как состав золы, содержание и влажность серы, выход смолы, теплота сгорания и прочие.