Ugljen

Ugljen
Ugljen, kao vrsta fosilnog goriva, je crna ili crno-smeđa, sedimentna stijena, sa sadržajem ugljika od 30% (lignit) do 98% (antracit), pomiješanog s malim količinama sumpornih i dušikovih spojeva. Nastao je raspadanjem i kompakcijom biljne tvari u močvarama tijekom milijuna godina. Ugljen se vadi u ugljenokopima, a primarno se upotrebljava kaogorivo.
Nastanak ugljena
Ugljen je organskog podrjetla, uglavnom biljnog, a u manjoj mjeri životinjskog.
Razlikujemo dvije faze nastanka ugljena:
1. U prvoj fazi nakupljena organska tvar taloži se u slatkovodnim sredinama i redukcijskim uvjetima. Tada dolazi do truljenja organskih ostataka djelovanjem ograničene količine kisika i aerobnih bakterija, te gnjiljenja i raspadanja djelovanjem anaerobnih bakterija. Tako organski ostatci postupno prelaze u humusne tvari itreset.
2. Druga faza ili pougljenjivanje zbiva se nakon slijeganja tla i prekrivanja treseta nanosima pijeska i gline, pod utjecajem fizikalnih i kemijskih činitelja (povišenitlak i temperatura, djelovanje mineralnih primjesa, kemijski učinak plinova). To je proces redukcije i kompakcije u kojem se i dalje istiskuje voda, a treset počinje pretvorbu u lignit (ili po nekim klasifikacijama u mekani smeđi ugljen). Nastavkom dehidratacije stvara se (tvrdi) smeđi, zatim kameni ugljen, a na kraju eventualnoantracit. Pri povišenoj temperaturi i povišenom tlaku može nastati grafit.
Ugljenonosni bazeni su depresije i uleknuća (uglavnom sinklinale), u kojima su taložine često sinsedimentacijske i mogu doseći iznimno velike debljine (cijela serija do nekoliko stotina metara). Građa bazena najčešće je karakterizirana manje ili više poremećenim sinklinalama, sinklinorijima i tektonskim grabama.
Obzirom na položaj, ugljena serija može biti otkrivena, poluotkrivena i pokrivena.
Unutar cijele serije može biti jedno ili više ležišta. Dijelovi ležišta koji su istraženi, ograničeni i određeni za otkopavanje označuju se kao polja. Stupanj ugljenonosnosti polja iskazuje se masom ugljena na 1 m³, a stupanj ugljenonosnosti bazena u tonama na 1 km³.
Podjela ugljena
Ugljen možemo podijeliti na prirodni i umjetni.
• Prirodni ugljen nastaje milijunima godina procesom koji se zove karbonizacija ili pougljenjivanje.
• Posebnim postupkom može se proizvesti i umjetni ugljen tako da se organska materija zagrijava bez prisustva zraka. Taj proces se zove suha destilacija. Pri suhoj destilaciji uz umjetni ugljen kao čvrsti proizvod nastaju još i plinoviti i tekući prizvodi koji se koriste kao sirovine za kemijsku industriju. Koks je najpoznatija vrsta umjetnog ugljena. Ima veliku primjenu u industriji jer je zbog visokog sadržaja ugljika kvalitetno gorivo i dobro redukcijsko sredstvo. Drugi česti primjer, koji se ranije puno upotrebljavao u kućanstvima, je drveni ugljen.
Razlike među pojedinim vrstama ugljena potječu od različite ishodišne tvari, ali nastaju i tijekom niza biokemijskih, geokemijskih i geoloških pretvorbi te tvari.
S obzirom na sastav ishodišne tvari ugljen može biti humusni, sapropelitni ili liptobiolitni. Na Zemlji ima najviše humusnog ugljena, dok su sapropelitni i liptobiolitni rjeđi.
1. Humusni ugljen nastaje od ligninsko-celuloznog tkiva viših biljaka. To je ogrjevni ugljen, slojevit, trakaste teksture i ne sadrži mnogo bitumena.
2. Sapropelitni ugljen potječe od sapropela, ostataka nižih organizama, fitoplanktona i zooplanktona. Ishodišne su tvari bile bjelančevine i masti, a nastali proizvod bitumen. Razlikuju se pravi sapropeliti i saprokoliti. U sapropelite spadaju ugljeni kenel i boghed.
3. Liptobiolitni ugljen nastao je od otpornih ostataka viših biljaka. On ne sadrži dijelove lingninsko-celuloznih tkiva. Obično je homogen u cijeloj svojoj masi. Postoje smolni i kutikulski liptobioti. Glavni su predstavnici disodil, piropisit i rabdopisit.
S obzirom na stupanj karbonizacije razlikuju se dvije velike skupine: kameni ugljen (plameni, plinski, kovački, koksni, polumasni, mršavi, antracit) i smeđi ugljen(lignit, zemljasti, obični, sjajni) te treset koji se ne smatra pravim ugljenom. Ugljen se može razlikovati po geološkoj starosti i po primjeni (energetski i tehnološki). Najmlađi je treset, pa smeđi ugljen. Kameni ugljen je stariji, a antracit je najstarija vrsta ugljena.