Горючий сланець

Горючі сланці – метаморфічна гірська порода із групи твердих каустобіолітів. Займистими сланцями називають осадові породи, тонкоплітчасті аргіліти або мергелі зі значним, до 50-60%, вмістом бітумінозних речовин. По суті вони є глинистим або вапняним вугіллям-сапропелітами.

Фізичні властивості горючих сланців

Структура сланцювата. Легко розпадається на плитки. Загоряється від сірника та видає запах паленої гуми, сильно коптить. Глинисті або мергелисті сланці, збагачені органічними речовинами і мають через це чорний колір, а іноді жовтий і оливковий. Щільність залежить від вмісту органічної речовини та мінералів, коливаючись у межах 0,9-1,99 г/см 3 . Твердість за шкалою Моосу від 2 до 6. Питома теплота згоряння до 14 МДж/кг (порівняння у сухих дров 15 МДж/кг, у бензину 44 МДж/кг).

Відмінні ознаки. Для пального сланцю характерні сланцювата будова, чорний, жовтий колір. Горючі сланці нагадують глинисті сланці. Відрізняються горючі сланці від глинистих тим, що мають здатність горіти, і легші, порівняно з глинистими сланцями.

Склад та фото горючих сланців

Мінералогічний склад. Органічна частина (кероген) 10-70%, каолініт, монтморилоніт, кальцит, доломіт, гідрослюди та польові шпати.

Хімічний склад. З органічних речовин у складі горючих сланців входять петролени, бітум, гумусові речовини. Для органічної частини сланців наступний склад: вуглець C 56-80%, водень Н 6-10%, О 11-24% кисень, сірка S до 16%, азот N до 2,5%. Неорганічна частина сланців дуже різноманітна і змінює склад у широкому діапазоні: алюмосилікати, оксиди заліза, гіпс та ін.

Походження

Горючі сланці утворилися на дні морів завдяки одночасному відкладенню органічного та неорганічного мулу близько 450 мільйонів років тому.

Утворюються з опадів морських, озерних водойм, лагун при одночасному осадженні глинистих і карбонатних частинок, тонкого органічного мулу, що складається з дрібних водоростей та інших організмів. Розкладаючись під водою, без доступу повітря, органічні залишки поступово перетворюють мул на темну горючу речовину, що твердне при діагенезі. Складають протяжні пласти потужністю 15-20 м-коду.

Застосування горючих сланців

Горючі сланці – паливо та технологічна сировина. З горючих сланців отримують олії та смоли. Перші йдуть як паливо на електростанції, а смоли є цінною хімічною сировиною для виробництва майже п'ятдесяти різних продуктів. Естонська та Прибалтійська ДРЕС – найбільші у світі електростанції, що працюють на сланцях.

З горючих сланців у низці країн (в основному США та Канаді) вже на повну силу ведеться видобуток сланцевого газу та сланцевої нафти з похило-спрямованих свердловин з горизонтальним стволом і попереднім проведенням багатостадійного ГРП (сланці – низькопроникна осадова порода).

Горючі сланці використовуються для отримання бензину, побутового газу, фенолу, ароматичних вуглеводнів, електродного коксу, бензолу, синтетичного дублювача, клею для будівельної індустрії (для скріплення блоків будинків), пластмас, гербіцидів, дорожніх бітумів. Сланці називають паливом майбутнього, тому що їхні світові запаси у багато разів перевищують запаси інших горючих копалин (нафту, природний газ, кам'яне вугілля) разом узятих.Сланцева смола є гарним ізолятором, «захисником» від корозії, у ряді випадків замінює пайку та зварювання. Вона також використовується для удобрення ґрунту. Сланцева зола використовується у виробництві в'яжучих речовин та будівельних деталей. Смола знаходить застосування у виробництві хімічних препаратів та навіть ліків.

Родовища горючих сланців

Горючі сланці видобуваються як відкритим, так і підземним способом. У Росії її виділяються цілі басейни з покладами цінної породи: Тимано-Печорський, Прибалтійський, Волзький, Вичегодський.

Родовища сланців є Білорусії (Полісся), Естонії (Кохтла-Ярве, Йыхви), у Росії (Сланці – Ленінградська область), Середньому Поволжі (Ульяновськ, Сизрань). Найбагатші поклади горючих сланців є також у США (Колорадо, Юта. Вайомінг), Канаді, Бірмі, Бразилії (Параїба, Іраті), Італії, Конго та багатьох інших країнах.

Вам може бути цікаво:

Сланці горючі

Горючі сланці - це, насправді, гірська порода, що містить кероген, з якого виділяється сланцева нафта.

Сланці горючі - це корисна копалина, тверда палива осадова порода, вид викопного палива, що складається з органічної та мінеральної частин.
Горючі сланці - корисна копалина з групи твердих каустобіолітів, що дає при сухій перегонці значну кількість смоли (близька за складом до нафти).
Сланці в основному утворилися 450 млн. років тому на дні моря з рослинних та тваринних залишків.
Термін "Горючі сланці" іноді застосовують для позначення всіх високозольних твердих каустобіолітів, що містять органічні речовини різного походження та різних умов перетворення (вуглистих, бітумінозних та ліптобіолітових сланців).

• з'єднання під назвою кероген, з якої при термічному розкладі виділяється сланцева нафта;
• горючі гази;
• підсмольні води.

• мінеральна частина:
  • піробітумінозні сланці - осадові породи:
    • карбонатно-глинистого (мергелістого), глинистого або крем'янистого складу, що містять 10-50% сингенетичного осадконакопичення органічної речовини керогену,
    • зі шаруватою (пластинчастою) структурою сірого, темно-сірого, чорного, коричневого, жовтого та оливкового кольору або масивною текстурою,
    • кальцит, кварц та глинисті мінерали,
    • підлегле значення мають польові шпати, пірит, акцесорні мінерали;
    • одна з форм нетрадиційної нафти,
    • у процесі перетворення органічного матеріалу на сиру нафту протягом багатьох років існують певні етапи. Кероген – один із таких етапів;
      
    • зовні він нагадує смолу.
    • при згорянні – тепло;
    • при термічному розкладанні керогену:
      • сланцеву нафту,
      • сланцевий газ;
      • видобуток пального сланцю та подальше нагрівання його в середовищі з низьким вмістом кисню;
      • безпосереднє нагрівання нафти на місці шляхом впливу теплом на пласт сланцю та видобуток нафти на місці після завершення процесу нагрівання;
      • відмінність між цими методами полягає в тому, що метод видобутку пального сланцю вимагає більше тепла, ніж метод нагрівання на місці, при якому тепло закачується безпосередньо в пласт.

      За розрахунками геологів запасів горючих сланців значно більше, ніж звичайної нафти.
      Однак поклади сланцю не відіграють провідної економічної ролі.
      Він відноситься до альтернативних джерел тепла та хімічної сировини.

      Лідером як у промисловому видобутку та переробці горючих сланців у СРСР, так і локомотивом наукових розробок та інновацій сланцевої галузі промисловості була Естонія.
      
      Вся енергетика Естонії базувалася на технології переробки горючих сланців: при прямому спалюванні одержують тепло та електроенергію, при глибокій переробці - нафтопродукти: сланцеву нафту, а також висококалорійний газ, і хімічну сировину, з якої виробляли сорбенти, феноли, тіофенові сполуки та нафтополімери. Високоліквідну продукцію.
      
      Сланцевий газ останнім часом став більш популярним, ніж ГС у зв'язку з стрімким розвитком його видобутку, особливо в США.
      
      

      Кероген

      • біомаса переважно нижчих водоростей (сапропелеві компоненти);
      • меншою мірою – вищих рослин (гумусові компоненти);
      • частково тваринних організмів.
      • сапропеліти (ГС Прибалтійського сланцевого басейну, Bолзького басейнів та Болтиського родовища);
      • сапрогуміти (менілітові сланці Карпат).