Свойства применение способы добычи бережное отношение торфа

Торф: виды, способы добычи и применение

Торф является полезным ископаемым. Это осадочная горная порода, которая образуется в результате неполного разложения мха на болотах. Торф применяется широко. Это и хорошее топливо, и качественное удобрение. Полезное ископаемое успешно используется в качестве теплоизоляционного материала. При коксовании из торфа можно получить газ.

Свойства и характеристика

Торф — это органическая порода. В составе нее присутствует углерод. Его количество в полезном ископаемом может достигать 60 %. Это горючий материал. Он бывает разных цветов. Встречается бурый и практически черный торф. Он может быть и желто-бурым. По своей текстуре данная порода однородна.

Для полезного ископаемого также характерны следующие свойства:

• высокая влагоемкость;
• высокий показатель кислотности;
• низкое значение зольности;
• невысокая степень разложения.

Данное полезное ископаемое обогащает почву. Благодаря присутствию в ней торфа улучшается ее состояние. На ней лучше растут деревья, кустарники и цветы. Растения, выросшие на торфяном грунте, содержат в себе мало нитратов и прочих вредных веществ. Благодаря породе в почве поддерживается необходимый баланс воздуха и влаги.

Процесс формирования залежей торфа

Процесс формирования данного полезного ископаемого специфичен. Образование материала происходит в результате гниения растений, произрастающих на болотистых местностях. При формировании породы не происходит полного разложения всех входящих в нее компонентов. Растения, выступающие ее составными элементами, лишь отмирают и частично разлагаются в условиях малого количества кислорода.

Результатом процесса становится образование материала, обогащенного углеродом и сланцевым газом. По этой причине торф классифицируется преимущественно в качестве горючего топлива. При этом полезное ископаемое применяется и в сельском хозяйстве в качестве специфического удобрения.

Торфяные залежи по странам мира

Запасы данного полезного ископаемого в мире значительны. На Земле насчитывается порядка 500 млрд тонн торфяных залежей. Эта порода занимает почти 3 % всей площади суши. Особенно много ее на севере. В южном полушарии его запасы значительно меньше. Это связано с увеличением объема запасов пресной воды при движении от экватора к северу.

Лидером по торфяным залежам среди всех государств мира является Канада. Там запасы полезного ископаемого достигают 170–200 млрд тонн. На втором месте Россия. В стране запасы достигают 150–180 млрд тонн. Лидером по торфяникам среди регионов страны является Томская область (почти 32 %). Значительные запасы полезного ископаемого — в Вологодской области (12,5 %).

В Европе самая большая площадь торфяников в Финляндии (около 30,6 %). На втором месте Швеция (14 %), на третьем — Германия (4,8 %). Значительными запасами материала располагают такие страны: США, Китай, Индонезия, Великобритания, Украина, Беларусь, Ирландия.

Разновидности добываемой породы

В зависимости от метода добычи различают торф:

С учетом зольности породы выделяют три вида торфа. Первый — малозольный. В нем количество золы не превышает 5 %. Второй тип — среднезольный. В такой породе количество золы колеблется в диапазоне от 5 до 10 %. Третий тип — высокозольный. В нем уровень золы превышает 10 %.

Какой бывает торф

По уровню, на котором залегает полезное ископаемое, различают торф:

• верховой;
• переходный;
• низинный.

Первый тип породы возникает в результате разложения мхов на верхних слоях почвы. Такой торф отличается высокой кислотностью. В нем мало кальция. Его степень разложения меньше 15 %. Такая порода обладает хорошими водопоглотительными свойствами. Верховой торф хорошо поглощает газы. Полезное ископаемое содержит мало аминокислот. Обычно оно применяется при выращивании рассады.

Переходный торф находится посреди верхового и низинного. В нем уже имеет место процесс разложения растений, но он пока еще не завершен до конца.

Низинный торф формируется в результате гниения мхов, а также осоки и ольхи. Это легкая порода. Ее степень разложения не превышает 15 %. Такой торф залегает в нижних слоях грунта. Он отлично впитывает влагу. Порода обогащена кальцием, гумусом. Она имеет невысокую кислотность. Низинный торф в отличие от верхового активно используется в качестве удобрения.

Способы добычи торфа

Применяются четыре варианта добычи данного полезного ископаемого. Первый способ называется фрезерным. Второй — гидравлическим, третий — кусковым (экскаваторным) методом. Четвертый способ называется резным. Для каждого метода предусмотрена специальная технология.

Гидроторф

Указанный вариант добычи полезного ископаемого разработан в 1914 году. Он активно применялся в первой половине 20 века. При указанном способе торфяная залежь предварительно размывалась большим объемом воды. Затем масса всасывалась торфососом. Добытое гидравлическим методом полезное ископаемое вызревало 2,5 месяца. Влажность готового для использования материала составляет 33 %, а зольность — 9,6 %. Гидравлический метод добычи породы применим только для крупных торфяных хозяйств.

Фрезоторф

Указанный способ, при котором добывается полезное ископаемое, наиболее распространен. Суть метода заключается в разрыхлении породы на небольшой глубине. Обычно 2 см. Для этого применяется трактор, оборудованный фрезерным барабаном. Может использоваться и ножевой фрезер.

Фрезы движутся вокруг своей оси, все больше углубляясь в породу. В результате верхний неглубокий слой превращается в крошку. Затем он оставляется сохнуть на солнце. В этот период полезное ископаемое до трех раз переворачивается трактором, оборудованным специальной ворошилкой.

Подсушенный материал проходит процедуру валкования. В ее ходе порода собирается в гряды (валки). В таком состоянии полезное ископаемое дольше остается сухим. Оно меньше впитывает в себя влагу. После валкования запускается новая процедура фрезерования болота. Так проводится до 6 циклов, в ходе которых собирается торф.

Собранная порода погружается на прицепы. Для этого используется конвейер из валков. Торф привозят в специальное место. Там порода складируется в виде валообразной кучи (бурты). Готовый для применения материал представляет собой смесь, состоящую из небольших частиц. Такая порода сыпуча.

Добыча фрезерного торфа сопряжена с рядом сложностей. Для его сушки необходима только сухая и солнечная погода. Поэтому добыча полезного ископаемого возможна только в течение небольшого временного периода.

Экскаваторный, или кусковой

Данный метод добычи схож с фрезерным. В ходе процедуры используется экскаватор, оснащенный навесным диском с гидроприводом. Благодаря диску порода поднимается с 50-сантиметровой глубины. Затем в цилиндре создается давление. Под ним торфяная смесь прессуется, после чего посредством прямоугольных сопел выбрасывается наружу. Прессованный материал укладывается волнами прямо на поле. Там он сушится в течение нескольких часов. Затем кусковой торф собирается в валки. В таком состоянии порода продолжает сушиться. Затем еще порция полезного ископаемого поднимается экскаватором на поверхность. В совокупности валкуют от 1 до 3 слоев породы. В конце торфяная масса собирается и перевозится в хранилище. Там она укладывается в бурты.

Резной

Указанный вариант добычи считается не очень продуктивным. Это кустарный метод. В ходе него торфяная смесь вручную при помощи лопат нарезается на «кирпичи». Вместо лопат может использоваться мелкая техника. Резной метод давно вытеснен другими более продуктивными способами добычи. Сейчас он изредка используется на не очень глубоких и не слишком больших по размеру торфяниках.

Где применяется торф

Данное полезное ископаемое используется во многих отраслях. Его применение нашло себя в таких сферах, как:

• энергетика (в качестве топлива);
• сельское хозяйство (в качестве удобрения для улучшения почв);
• строительство (в качестве утепляющего материала для домов);
• животноводство (в качестве подстилки для домашнего скота);
• медицина (в качестве компонента для грязелечебных ванн);
• экология (в качестве сорбента);
• алкогольная промышленность (в качестве компонента при производстве шотландского виски).

Материал нашел применение в текстильной промышленности. Из его нитей изготавливаются прочные ткани. Из них шьются ковры и повседневная одежда. Торф применяется при производстве уксусной кислоты. Из него также делают парафин, этанол и фенол.

Перспективы торфяной промышленности

Торф — выгодный и безопасный материал для удобрений. В отличие от химических веществ он не загрязняет почву и не ухудшает качество культур, для выращивания которых используется. Эта порода обладает важным свойством — она хорошо возобновляется. В одной только России за год возобновляется до 280 млн тонн торфяного материала. Это делает торфяную промышленность самой перспективной по сравнению с другими видами промышленности.

Торфотерапия гораздо эффективнее грязевого лечения. Торфяные ванны значительно мягче переносятся пациентами. Их можно успешно применять при лечении сердечно-сосудистых заболеваний и артрита.

Возможности торфяной промышленности сильно недооценены. Залежи полезного ископаемого нуждаются в куда более эффективном использовании. Благодаря своему быстрому восполнению в природе, несложности добычи, простоте переработки торф можно считать эффективным полезным ископаемым для самых различных сфер деятельности.

Источник

Торф: свойства, способы добычи и применение

Продукт неполного разложения остатков органических пород, находящийся в природе в виде рыхлых осадочных горных пород, носит название торфа. Он является возобновляемым полезным ископаемым биологического происхождения. Служит в качестве топлива, удобрения, химического сырья, теплоизоляционного материала.

Классификация торфа

Существует ряд показателей применяющихся для классификации торфа:

• Зольность. Она отражает процент содержания минералов в сухом веществе.

• До 5% – малозольный.
• От 5 до 10% – среднезольный.
• Свыше 10% – высокозольный.

• Характер залегания.

• Низинный торф. Представляет собой сформировавшуюся массу разложившихся веществ растительного происхождения.
• Переходный. Промежуточная фаза формирования торфа.
• Верховой. Органический слой горной породы, находящийся в начальной стадии торфообразования.

• Степень гумификации. Показывает уровень насыщения почвы питательными веществами, необходимыми для жизнедеятельности высших растений.

• Слаборазложившийся торф. Разложению подверглось менее 20% остатков флоры.
• Среднеразложившийся. От 20 до 35%.
• Разложившийся. Свыше 30% бывшей растительности пребывает в стадии распада.

Способы добычи торфа

Так как в силу объективных природных факторов, торф залегает на поверхности земли, то сама торфодобыча производится открытым способам на профильных месторождениях. Выполняется она путём срезания небольших, предварительно просушенных и взрыхлённых верхних слоёв почвы, толщиной в 2-3 см; или – в более глубоких карьерах с помощью техники, выбирающей весь объём торфяника на полную глубину залегания, отправляемого затем на сушку и обработку.

В зависимости от применяемой технологии и используемого оборудования, различают следующие основные способы торфодобычи:

Гидроторф

Гидравлический метод размывания залежей с помощью водяной струи высокого давления, разработанный в начале XX-го века, наиболее целесообразен в больших организациях. Технология процесса включает в себя несколько этапов:

• Размыв залежей.
• Торфосос на предварительно подготовленные площади с равномерным распределением слоями толщиной в 20-40 см.
• Удаление избытков воды с помощью истечения её в нижележащий грунт (55% влаги), а также – естественного испарения (25% влаги).
• Формирование кирпичей самоходными гусеницами.
• Сушка кирпичей.
• Уборка сформированного воздушно-сухого торфа в штабели.

Фрезоторф

Добыча торфа фрезерным способом представляет собой 5-6 кратное рыхление почвы с последующей в каждом случае сушкой, переворачиванием, формированием валков. Выполняется этот неоднократно повторяемый процесс с помощью ножевого фрезера или фрезерного барабана, ворошилки и устройств валкования. После выполнения «цикла сбора», валки с помощью конвейеров погружаются на прицепы и отвозятся на место хранения, где формируются в бурты.

Способ достаточно распространённый, но вместе с тем и сильно зависимый от сухой солнечной погоды, требующейся для просушки исходного сырья.

Экскаваторный или кусковой

Достоинство этого метода заключается в значительно меньшей зависимости от благоприятной погоды. С помощью экскаватора, оснащённого навесным оборудованием в виде диска и цилиндра, торф извлекается с глубины в 50 см и прессуется. Готовые формирования, укладываемые волнообразно, высушиваются на солнце. После чего их собирают, досушивают в валках и отвозят для складирования в бурты.

Резной

Старинный способ добычи с помощью подручного инструмента или технических приспособлений, заключается на нарезании торфовых кирпичей прямоугольной формы, предназначенных в дальнейшем для сушки и функционального употребления.

Хранение и транспортировка

Специфика хранения и транспортировки столь ценного сырья для топливной индустрии и сельского хозяйства, каким является торф, заключается в необходимости сохранения его природных качеств.

Складирование и хранение полезного ископаемого производится на открытых площадках и в складах. При этом очень важно принимать профилактические меры против самовозгорания сложенного материала. Перевозка торфа осуществляется железнодорожным (обычно – узкоколейным) и автомобильным транспортом. В случае создания оптимальных условий хранения, защищающих от непогоды, она может производиться круглогодично.

Безотходная переработка

Одним из наиболее перспективных направлений оптимального использования торфа, является его безотходная переработка, разработанная в недалёком прошлом ведущими специалистами отрасли.

Преимущества данного метода:

• Отсутствие отходов.
• Получение высококачественного топлива, естественных удобрений, водяного пара.
• Низкая энергоёмкость.
• Малые тепловые потери.
• Высокая скорость переработки.
• Значительный КПД торфа использования.

Процесс осуществляется в два этапа:

• Первый заключается в нагреве оперативно подаваемых порций торфа (весом не более 1,05 кг) до температуры в 120 0 C. С целью доведения перерабатываемой массы до уровня 15% влажности. Происходит это за счёт удаления влаги и сопутствующего образования топочных газов. Влага и газы подвергаются очистке, а затем используются для энергетических нужд муниципальных образований.
• Второй этап осуществляется за несколько секунд, в течение которых полученный продукт, изолированный от кислорода, доводят до 530 0 C. В результате чего получаются:

• Калийные удобрения или полукокс, предназначенный для использования при выплавке металла.
• Сконденсированный пиролизный газ, применяемый в качестве топлива.

Область применения

Практическое использование торфа обусловлено уникальностью его состава, процессом происхождения и значительным набором ценных физических свойств, среди которых наиболее выделяются:

• Влагоёмкость – от 6 до 30 л/кг. Величина варьируется в зависимости от содержащихся биоматериалов и степени разложения.
• Зольность – от 2 до 18%.
• Скорость прохождения влаги – 0,1-4,0 метра в сутки. Увеличивается по мере углубления залежей.
• Плотность – порядка 1 тонны на кубометр.
• Пористость – 98%.
• Удельная теплота сгорания, доходящая, для субстанции достигшей высокого уровня разложения, до 25МДж/м 3 .

В основном торф применяется в качестве:

• Топлива. Обусловленность энергетического использования этого вида биологического сырья определяется: высоким содержанием углерода и малым количеством негорючих примесей и остатков. Торф в этом отношении оказывает при сгорании значительно меньшее вредное воздействие на атмосферу, чем мазут, уголь или сланцы.
• Удобрения. Насыщенная аминокислотами и гуминовыми кислотами, а также обладающая бактерицидными свойствами природная порода естественного происхождения находит широкое применение для улучшения почвенной структуры. Однако, для повышения эффекта, верховой торф (низинный можно использовать и непосредственно) необходимо смешивать с минеральными и органическими удобрениями, в противном случае применение его будет приносить мало пользы.
• Сырья для изготовления медицинских препаратов, таких как воск, фенол, спирты и кислоты. Кроме того, на основе это замечательного природного материала готовят бактерицидные грязи и торфяные ванны.
• Средства утилитарного назначения. Это – абсорбенты для впитывания масел, нефтепродуктов, и целого ряда опасных химических веществ, негативно воздействующих на природу в случае возникновения техногенных аварий. Также в список входят: подстилочные материалы для животных, торфяные биотуалеты и средства теплоизоляции.

Месторождения в России и мире

176 млн. га – площадь, занимаемая торфяные месторождения в мире. В то время как общая территория торфяников на планете (неразработанных месторождений) оценивается в 421 млн. га. Распределение территорий месторождений среди ведущих стран мира сложилось следующим образом:

• 56,8 млн. га – Россия.
• 29,2 млн. га – страны СНГ.
• 26,0 млн. га – Индонезия.
• 12,9 млн. га – Канада.
• 10,2 млн. га – США (без Аляски).
• 10,0 млн. га – Финляндия.

Самые большие месторождения в России располагаются в Сибири – это порядка 80% залежей полезного ископаемого. Особенно богата запасами торфа Томская область, имеющая на своей территории самые крупные в мире Васюганские болота. На их месте располагаются следующие месторождения:

• Васюганское – 2310,4 тыс. га
• Коноваловское-Югорское-Карасье – 373,5 тыс. га.
• Пасол и Когот – 210,3 тыс. га.
• Малое Васюганское – 141,7 тыс. га.
• Лебяжье-Исанское – 53,3 тыс. га.

Кроме них, в области также расположены торфяные залежи:

• Озёрное большое – 572,4 тыс. га,
• АндрюшкиноII – 77,7 тыс. га,
• Александровское – 75 тыс. га,
• Кулай – 72 тыс. га.

Страны, добывающие торф

По итогам 2015 года ведущими мировыми разработчиками торфа были:

• Финляндия – 6,5 млн. тонн в год.
• Ирландия – 4,1 млн. тонн.
• Швеция – 3,7 млн. тонн.
• Германия – 3 млн.
• Белоруссия – 1,8 млн. тонн.
• Россия – 1,5 млн. тонн.
• Канада – 1,2 млн. тонн.
• Латвия – 1 млн. тонн.
• Эстония – 1 млн. тонн.

Россия в последние пять лет смогла увеличить объёмы производства этого ценнейшего природного сырья на 39,1%. Причём основными потребителями торфа выступили сельскохозяйственные производители, осуществляющие стратегию замещения импорта продовольственной продукции. Что стало актуальным в связи с введёнными санкциями.

Источник