Kőszén

A Wikipédiából, a szabad enciklopédiából

A kőszén szerves eredetű, éghető üledékes kőzet.

Feketekőszén
Antracit

Képződése[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A tengerparti és szárazföldi, dús vegetációjú lápokban felhalmozott, a nagy szervesanyag-tartalom miatt reduktív környezetben eltemetett növényi maradványokból keletkezik: képződésének folyamata a szénülés. Ennek termékei a folyamat előrehaladtával:

Az első fázisban (az eltemetett szerves anyag tőzeggé alakulásában) a fő szerepet az anaerob mikroszervezetek (gombák, baktériumok) játsszák; a további fázisok alapvetően kémiai jellegűek (a hő és a nyomás hatására). Nagy melegben és nyomáson az antracit grafittá alakul, ez azonban már nem a szénülés újabb fázisa, hanem metamorf reakció.

A földtörténetben a kőszénképződés legismertebb és legjelentősebb időszaka az éppen ezért karbonnak, azaz kőszénkornak nevezett kor volt. A magyarországi kőszenek közül a Mecsek feketeszene jura korú, a Magyar-középhegységben (és annak hegyközi részmedencéiben) egykor fejtett barnaszenek pedig az eocén, illetve a miocén időszakban keletkeztek.

Alkotórészei[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kőszén növényi szerves anyagok fő alkotóinak számító:

mellett jelentős mennyiségű, ugyancsak növényi eredetű:

emellett mindig van benne valamennyi, a növényi részekkel egyidőben leülepedő, ahhoz hozzákeveredő, szervetlen ásványi anyag (agyag, iszap, majd ezek átalakulásának termékei.

A szénülés egyes fázisaiban az elemi szén mennyisége fokozatosan nő; az egyéb alkotók részaránya ennek megfelelően csökken. Az antracit már csaknem tiszta szén.

A kőszénhamuban legtöbbször, gyakran iparilag is hasznosítható mennyiségben dúsuló nyomelemek:

A szerves anyag fő csoportjai:

A bitumenes elegyrészek elsősorban a növényi viaszokból és gyantákból keletkeznek, a huminitek pedig a ligninből és a cellulózból.

A kőszenek szövete jellemzően finomsávos; benne négy, eltérő optikai tulajdonságú elegyrész:

  • vitrén,
  • füzén,
  • durén,
  • klarén

váltakozik.

Alapanyagai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

Barnaszénből sajtolt brikett
A Hanasaari hőerőmű (Finnország, Helsinki)
Gyaníthatóan savas esők hatására kipusztult fenyőerdő (Csehország, Jizera-hegység)

Alapanyagai a földtörténetben többször is jelentősen változtak aszerint, hogy a lápokban éppen milyen növények domináltak. A jelenleg képződő tőzegek fő összetevői:

  • a mérsékelt égövi lápokban:
    • tőzegmoha,
    • nád,
    • sás,
    • különféle fás szárú növények;
  • a trópusokon a mangroveerdők növényei.

Felhasználása[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kőszeneket már a korai ókor óta használják tüzelőanyagnak, de igazán jelentőssé az ipari forradalommal (a gőzgép feltalálásával) váltak. A kőszén porából brikettet sajtolnak, ami ugyancsak tüzelőanyag.

A kőszén vegyipari felhasználása a 20. századtól jellemző. A kőszenet 1200–1300 °C-on, anaerób körülmények között lepárolva:

A koksz jelentősége a vaskohászatban alapvető; a kátrány a kőszénvegyészet alapanyaga.

A kőszenekből katalitikus hidrogénezéssel vagy Fischer-Tropsch szintézissel cseppfolyós szénhidrogén is előállítható. Ez az úgynevezett „műbenzin” meglehetősen drága, ezért csak benzinhiányos helyzetekben vált jelentőssé (mint például Németországban a II. világháborúban).

Környezeti hatásai[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]

A kőszén elégetésével éghető alkotóelemeinek oxidjai a levegőbe jutnak. A füstgáz legnagyobb része széndioxid, ami az üvegházgázok egyike; alapvetően ezt okolják a 18. század második fele óta tartó globális felmelegedésért. A nitrogén és kiváltképpen a kén oxidjai a légkörben gyorsan hidrolizálva erős ásványi savakat hoznak létre; ez a savas esők kialakulásának legfőbb oka.

Források[szerkesztés | forrásszöveg szerkesztése]