为什么说煤是“工业粮食”？

【专家解说】：工业的粮食－煤 来源：学生百科图书 类别：阅读 发布时间：05-17 -------------------------------------------------------------------------------- 人类发现煤的历史相当长, 我国是世界上最早用煤作燃料的国家．远在 3000 多年前, 我们的祖先就已开始采煤, 并用这种”黑石”来取暖、烧水煮饭了．在汉唐时代, 就已经建立了手工煤炭业, 煤在冶铸金属（利用热能）方面得到了广泛的应用．可这时, 世界上的大多数国家还不知道煤是什么东西呢! 煤在古代除了叫黑石之外, 还有其他许多名称．如石涅啦, 黑金啦, 石墨啦, 石炭啦, 等等都是． 那么, 煤又是怎样形成的呢? 人类发现和使用煤炭, 虽然已有3000 多年的历史了, 但煤是怎样生成的, 却是近几百年来才逐步弄清的． 煤是由植物变来的, 这已是我们谁也不会怀疑的事实．但煤里面的热能是从哪里来的呢? 这就需要从植物说起了． 原来, 绿色植物中的叶绿素, 能够从空气中吸收二氧化碳, 同时吸收太阳光；依靠太阳光的能量, 把根部送来的水分解, 放出氧气, 而把氢气同二氧化碳发生一系列的复杂的化学反应, 变成为植物生存所必需的物质——各种各样的糖类．这个奇妙的过程就是我们通常所说的”光合作用”, 正因为有了光合作用, 植物才会越长越高．那么, 绿油油的树枝、粗大的树干, 是怎么变成黑色的像石头一样的煤呢? 早在远古时代, 地球上还没有人类．气候比现在也要温暖湿润得多, 因而地面上到处生长着茂密高大的造煤植物．特别是在海边和内陆湖沼地带, 由於这里终年积水, 营养丰富, 植物尤其茂盛．一开始, 这些地方生长着的植物并不高大, 但随着植物不断地生长和死亡, 这些植物的遗体越堆越多, 使得水越来越浅, 养料也越来越丰富．最后, 这些地方发育了高大茂密的森林． 森林一批批生长, 又一批批地死亡．经过许多次的不断反复之后, 植物遗体在这些地方越堆越多．在细菌的作用下, 植物的遗体最终变成一种黑褐色或褐色的淤泥状物质——泥炭．由植物遗体变成泥炭, 我们把这一变化过程叫”泥炭化阶段”, 它是煤即将形成的前奏． 如果地球的表面和地壳真是永远不变的话, 即使有了很多的植物遗体, 煤仍是无法形成的．但我们知道, 地球的表面从来没有安静过, 常常发生频繁的地壳运动． 如果地壳上升了, 低洼的地方变成平地甚至高山, 由於水分减少, 植物将生长得少而慢, 一般是无法形成煤的． 如果地壳下降了, 而且下降得很快的话, 特别是当地壳下降的速度超过植物遗体堆积的速度时, 植物由於水太深而无法继续生长下去, 那么, 煤同样也是难以形成的． 只有当地壳缓慢地下降时, 植物才能不断地生长和死亡, 泥炭层也才能不断地形成和加厚．而且有可能形成很厚的煤层． 如果这里的地壳反复地上升和下降, 则有可能形成许多煤层．在浅海和内陆湖沼, 由於地壳下降, 泥炭层会被陆地上的河流带来的泥沙掩埋, 而且随着地壳的不断下降, 覆盖在泥炭层上的泥沙会越来越厚, 泥炭层会被掩埋得越来越深．这些被掩埋的植物遗体, 经过长期的高温高压和细菌的作用, 形成了褐煤．由泥炭变成褐煤的作用, 我们把它叫做”岩化作用”． 褐煤在高温高压下, 将继续失去水分和挥发水分, 碳会进一步增加, 慢慢地变成了烟煤: 烟煤进一步变化, 最后变成了无烟煤． 由褐煤、烟煤到无烟煤的过程, 最主要的变化就是煤里面碳的含量在不断地增多, 所以这种作用又叫做”碳化作用”或者”变质作用”．所以说, 只有大量的植物是不够的；适当的、有节奏的地壳运动也是造煤的一个必要前提, 二者缺一不可．说到这里, 你对为什么把煤叫做”太阳石”这个问题应该弄清楚了吧! 在地球形成和演化的整个地质历史上, 曾多次出现过有利於成煤的地质条件．例如我国在石炭纪、二叠纪（距今2.5～3.3 亿年）和侏罗纪（距今 1.4～1.95 亿年）等时期, 对煤的形成就很有利, 我国的煤大都是这些时期形成的．把煤作为燃料烧掉, 多少年来我们都认为这是天经地义的事情．近几十年来, 随着社会的发展和科技的进步, 人们才发现煤浑身都是宝．不仅是一种重要的能源, 而且是一种十分重要的有机化工原料．那么, 煤究竟有哪些用处呢? 从前面的叙述中我们已经知道, ”煤氏三兄弟”中变质程度最深的是无烟煤, 它的发热量也最高．烧起来火力很强, 烟尘很少, 燃烧后灰渣也不多, 是一种很好的燃料；烟煤虽说变质程度比无烟煤差, 发热量中等, 但它却是三兄弟中最有出息的一个, 因为它不仅可以用来炼焦冶炼钢铁, 而且还可以被气化、液化用於生产和生活的许多方面；褐煤变质程度最差, 发热量也最低, 但它却是很好的化工原料! 那么, 把煤作为化工原料又能干什么呢? 要想知道这些, 我们就首先必须知道煤焦油的来历．我们把煤放到炼焦炉里, 隔绝空气, 加热到1000℃左右时, 就可得到焦炭、煤焦油和焦炉气这些产品．1 吨优质炼焦煤, 经焦化, 可得到700～800kg 焦炭, 30～40kg 的煤焦油和100 多kg 的焦炉气．其中, 焦炭是冶金工业的 ”粮食”, 而且还可以用来生产煤气、电极、合成氨、电石等．电石除用於照明、切割和焊接金属外, 还是生产塑料、合成纤维、合成橡胶等重要化工产品的原料．至於焦炉气么, 首先它是很好的气体燃料, 使用煤气这在许多城市里已是很普遍的了．其次它也是重要的化工原料．说来说去, 最有用处的还是要数煤焦油了．它的用途真是丰富多采, 极为广泛．说来话长, 100 多年前, 由於人们对它知之甚少, 当时是把它当做废物倒掉的．光阴似箭, 日月如梭, 到了19 世纪中叶, 随着化学工业的发展, 人们才发现煤焦油原来成分极为复杂, 多达500 种以上．用它可以制造出千百种用途各异、色彩缤纷的化工产品．於是, 煤焦油一下子成了有机化学工业珍贵的”原料仓库”．比如染料、香料、合成橡胶、塑料、合成纤维、农药、化肥、炸药、洗涤剂、除草剂、溶剂、沥青、油漆、糖精、卫生球等等．制造这些产品的原料都可以从煤焦油中获得． 除煤焦油、煤气、焦炭外, 就是一向被我们看作是废物的许多东西, 今天也都是”宝贝”了．如燃烧煤过程中产生的硫氧化物, 现在用它可以生产出优质硫酸；煤灰和煤渣, 现在可以用来制造水泥等建筑材料．在煤灰里甚至还可以提取出大量的被誉为”电子工具的粮食”的半导体材料——锗和镓． 噢! 从煤里竟能得到这么多宝贵的东西, 怪不得它被人们称誉为”万能的原料, 黑色的金子”呢! 可以说, 从18 世纪末到20 世纪初的100 年时间里, 以煤为主要能源的世界, 发生了科学技术、经济和社会的巨变, 今天这个高度现代化的世界经济, 就是在以煤为主要能源的基础上建立起来的． 新中国成立40 年来, 我国的煤炭工业发展十分迅速．1990 年我国原煤产量达10.8 亿吨, 比1949 年增长了32 倍, 是世界上产煤最多的国家．我国的煤炭资源分布十分广泛而又不均匀． 主要分布在山西、内蒙古、陕西、河南、山东、河北一带, 以及安徽、江苏两省北部、新疆、贵州、云南、黑龙江等省、区也不少．其中, 尤以山西、内蒙古、新疆、陕西最为集中, 北方仅山西、内蒙古两省区的煤炭储量就占全国煤炭总储量的60％以上． 由於我国的煤炭资源主要分布在北方, 因而我国的煤炭基地也主要在北方．全国年产量超过1000 万吨的12 个大煤矿, 有10 个在北方． 目前, 我国最大的煤矿是山西的大同, 年产量达3500 万吨以上, 被誉为 ”煤都”．在大同的西南, 有我国也是世界最大的露天煤矿——山西平朔的安太堡露天煤矿, 年产量达1533 万吨．它是我国现代化水平最高的煤矿, 从剥离到采煤, 从运输到选煤, 全部是现代化设备．在这里, 你可以看到世界上最大的斗容25m3 的特大电铲, 不停地把土和岩石剥掉, 把煤挖出来．然后, 通过我国第一条现代化铁路——大秦铁路线, 将煤运到我国最大的煤炭转运港——秦皇岛港．由此再转运到我国的东北、华东和华南等地区, 支持着那里的社会主义建设． 总之, 我国不仅煤炭资源极为丰富, 而且质地优良, 品种齐全．通过广大煤矿工人的辛勤劳动, 为我国的经济发展提供了充足的”粮食”．然而, 随着工业的发展, 煤炭的消耗越来越大．因烧煤产生的大量烟灰、飘尘和有害气体, 污染了环境, 人们逐渐转向比它更优越的新能源: 石油．