Ածխածինը, ջրածինը և թթվածինը ածխի հիմնական օրգանական նյութերն են, որոնք կազմում են ավելի քան 95%; Որքան խորն է կոալիֆիկացիան, այնքան բարձր է ածխածնի պարունակությունը և այնքան ցածր է ջրածնի և թթվածնի պարունակությունը: Ածխածինը և ջրածինը ածխի այրման ժամանակ ջերմություն առաջացնող տարրերն են, իսկ թթվածինը այրմանն օժանդակող տարրն է։ Ածուխն այրելիս ազոտը ջերմություն չի առաջացնում, այլ բարձր ջերմաստիճանում վերածվում է ազոտի օքսիդների և ամոնիակի և նստում է ազատ վիճակում։ Ծծումբը, ֆոսֆորը, ֆտորը, քլորը և մկնդեղը ածխի վնասակար բաղադրիչներն են, որոնցից ամենակարևորը ծծումբն է։ Ածուխի այրման ժամանակ ծծմբի մեծ մասը օքսիդացվում է ծծմբի երկօքսիդի (SO2), որը արտանետվում է ծխատար գազով, աղտոտելով մթնոլորտը, վտանգելով կենդանիների և բույսերի աճը և մարդկանց առողջությունը և կոռոզիայի ենթարկելով մետաղական սարքավորումները. Երբ մետալուրգիական կոքսավորման մեջ օգտագործվում է ծծմբի բարձր պարունակությամբ ածուխ, այն ազդում է նաև կոքսի և պողպատի որակի վրա։ Ուստի «ծծմբի» պարունակությունը ածխի որակը գնահատելու կարևոր ցուցանիշներից մեկն է։

Որոշակի ջերմաստիճանի և պայմաններում ածխի մեջ օրգանական նյութերի տարրալուծման արդյունքում առաջացած այրվող գազը կոչվում է «ցնդող», որը խառը գազ է՝ կազմված տարբեր ածխաջրածիններից, ջրածնից, ածխածնի օքսիդից և այլ միացություններից։ Ցնդող է նաև ածխի որակի հիմնական ինդեքսը, որը կարևոր տեղեկատու դեր է խաղում ածխի վերամշակման և օգտագործման ուղիների և տեխնոլոգիական պայմանների որոշման գործում: Ցածր ածուխի ածուխը ավելի ցնդող նյութ ունի։ Եթե ​​այրման պայմանները հարմար չեն, ապա բարձր ցնդող պարունակությամբ ածուխը այրելիս հեշտությամբ կառաջացնի չայրված ածխածնի մասնիկներ, որոնք սովորաբար հայտնի են որպես «սև ծուխ»: Եվ արտադրվում են ավելի շատ աղտոտիչներ, ինչպիսիք են ածխածնի օքսիդը, պոլիցիկլիկ արոմատիկ ածխաջրածինները և ալդեհիդները, և ջերմային արդյունավետությունը նվազում է: Հետևաբար, այրման համապատասխան պայմանները և սարքավորումները պետք է ընտրվեն ըստ ածխի ցնդող նյութի:

Ածխի մեջ անօրգանական նյութերը քիչ են, հիմնականում՝ ջուրը և հանքանյութերը, և դրանց առկայությունը նվազեցնում է ածխի որակը և օգտագործման արժեքը։ Հանքանյութերը ածխի հիմնական կեղտերն են, ինչպիսիք են սուլֆիդը, սուլֆատը և կարբոնատը, որոնց մեծ մասը վնասակար բաղադրիչներ են:

«Խոնավությունը» մեծ ազդեցություն ունի ածխի վերամշակման և օգտագործման վրա։ Երբ այրման ժամանակ ջուրը վերածվում է գոլորշու, այն կլանում է ջերմությունը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով ածխի ջերմային արժեքը։ Ածխի խոնավությունը կարելի է բաժանել արտաքին և ներքին խոնավության, իսկ ներքին խոնավությունը սովորաբար օգտագործվում է որպես ածխի որակը գնահատելու ինդեքս: Որքան ցածր է քարածխի աստիճանը, այնքան մեծ է ածուխի ներքին մակերեսը և այնքան բարձր է խոնավության պարունակությունը:

«Մոխիրը» ածուխի ամբողջական այրումից հետո մնացած պինդ մնացորդն է, և դա ածխի որակի կարևոր ցուցանիշ է։ Մոխիրը հիմնականում առաջանում է ածխի մեջ պարունակվող չայրվող հանքանյութերից։ Երբ հանքանյութը այրվում է, այն պետք է ներծծի ջերմությունը, և մեծ քանակությամբ խարամը կհեռացնի ջերմությունը, ուստի որքան բարձր է մոխիրը, այնքան ցածր է ածուխի այրման ջերմային արդյունավետությունը. Որքան շատ մոխիր, այնքան ավելի շատ մոխիր է արտադրվում ածուխի այրման արդյունքում, և այնքան ավելի շատ մոխիր է արտանետվում: Ընդհանուր առմամբ, բարձրորակ և մաքուր ածխի մոխրի պարունակությունը համեմատաբար ցածր է [1]:

Ածուխը բաշխված է բոլոր մայրցամաքներում և օվկիանոսի կղզիներում, սակայն ածխի բաշխումն աշխարհում շատ անհավասար է, և տարբեր երկրներում ածխի պաշարները նույնպես շատ տարբեր են։ Չինաստանը, ԱՄՆ-ը, Ռուսաստանը և Գերմանիան հարուստ են ածխի պաշարներով, և նրանք նաև աշխարհի խոշոր ածուխ արտադրող երկրներն են, որոնց թվում Չինաստանն աշխարհում ամենաբարձր ածխի արդյունահանմամբ երկիրն է։ Չինաստանի ածխի պաշարները աշխարհում առաջին տեղում են՝ զիջելով միայն ԱՄՆ-ին, Ռուսաստանին և Ավստրալիայի [9]:

Թեև ածխի կարևոր դիրքը փոխարինվել է նավթով, երկար ժամանակ այն անխուսափելիորեն կնվազի նավթի աստիճանական սպառման պատճառով։ Ածխի հսկայական պաշարների և գիտության և տեխնիկայի արագ զարգացման շնորհիվ նոր տեխնոլոգիաները, ինչպիսին է ածխի գազաֆիկացումը, հասունացել և լայնորեն կիրառվում են:

Ըստ տարբեր սկզբնական նյութերի և ածխի ձևավորման պայմանների՝ բնության մեջ ածուխը կարելի է բաժանել երեք կատեգորիայի՝ հումուսային ածուխ, մնացորդային հումուս ածուխ և սապրոպելային ածուխ:

Չինաստանն աշխարհում առաջին երկիրն է, որն օգտագործում է ածուխ։ Լյաոնինգ նահանգի Սինլե հնագույն մշակութային վայրում հայտնաբերվել են ածուխի արհեստներ, իսկ Հենան նահանգի Գոնգի քաղաքում՝ ածուխի տորթեր:

Շան Հայ Ջինգում ածուխը կոչվում է քարե նի, մինչդեռ Վեյ և Ջին դինաստիաներում ածուխը կոչվում է գրաֆիտ կամ ածխածին: Ածուխ անվանումն առաջին անգամ օգտագործվել է Մին դինաստիայում Լի Շիզենի կողմից Materia Medica-ի Compendium-ում:

Ավելի վաղ ածուխ օգտագործող երկրներ էին նաև Հունաստանը և Հին Հռոմը: Հույն գիտնական Թեոֆրաստոսը գրել է «Քարի պատմությունը» մ.թ.ա. մոտ 300 թվականին, որտեղ արձանագրվել է ածխի բնույթն ու ծագումը։ Հին Հռոմը սկսել է ածուխ օգտագործել ջեռուցման համար մոտ 2000 տարի առաջ։

Ածուխը սև հումուսի չափազանց հաստ շերտ է, որը կուտակվել է գետնին բույսերի ճյուղերի և արմատների կողմից միլիոնավոր տարիներ շարունակ: Երկրակեղևի փոփոխության պատճառով այն երկար ժամանակ թաղված է գետնի տակ և մեկուսացված օդից և բարձր ջերմաստիճանի և բարձր ճնշման տակ մի շարք բարդ ֆիզիկական և քիմիական փոփոխություններից հետո ձևավորում է սև այրվող նստվածքային ապար, որը ածխի առաջացման գործընթացն է։

Ածխահանքում ածխի կարի հաստությունը կապված է կեղևի անկման արագության և այս տարածքում բույսերի մնացորդների կուտակման հետ: Երկրի ընդերքը արագորեն ընկնում է, և բույսերի մնացորդները խիտ են կուտակված, ուստի այս ածխահանքում ածխի կարը հաստ է: Ընդհակառակը, երկրակեղևը դանդաղորեն ընկնում է, և բույսերի մնացորդները բարակ են կուտակվում, ուստի այս ածխահանքում ածխի կարը բարակ է։ Երկրակեղևի տեկտոնական շարժման պատճառով ածխի սկզբնական հորիզոնական կարերը ծալված և ճեղքված են։ Որոշ ածուխի կարեր թաղված են ավելի խորը գետնի տակ, մյուսները դուրս են մղվում դեպի մակերես կամ նույնիսկ ենթարկվում են գետնին, ինչը հեշտ է գտնել մարդկանց կողմից: Կան նաև որոշ ածխային կարեր, որոնք համեմատաբար բարակ են և փոքր տարածքով, ուստի հանքարդյունաբերական արժեք չկա, և չկա թարմացված հայտարարություն ածխի ձևավորման մասին:

Արդյո՞ք ածուխը ձևավորվում է այս ձևով: Արդյո՞ք որոշ ցուցադրություններ պետք է լրացուցիչ ուսումնասիրվեն և քննարկվեն: Ածխի մեծ հանքն ունի հաստ ածխի կար և ածխի գերազանց որակ, բայց դրա տարածքն ընդհանուր առմամբ այնքան էլ մեծ չէ։ Եթե ​​դա բույսերի տերեւների ու արմատների բնական կուտակում է միլիոնավոր տարիների ընթացքում, ապա դրա տարածքը պետք է շատ մեծ լինի։ Քանի որ հին ժամանակներում երկրագնդի վրա ամենուր անտառներ և խոտածածկ տարածքներ են եղել, գետնի տակ ամենուր պետք է լինեն ածուխի պահեստավորման հետքեր. Պարտադիր չէ, որ ածխի կարը շատ հաստ լինի, քանի որ բույսերի տերևներն ու արմատները փտում են հումուսի, որը կլանվի բույսերի կողմից։ Եթե ​​դա կրկնվի, ապա այն այդքան կենտրոնացված չի լինի, երբ վերջնականապես թաղվի գետնի տակ, և հողաշերտի և ածխի կարի միջև սահմանն այնքան էլ պարզ չի լինի։

Այնուամենայնիվ, անհերքելի է այն փաստը և հիմքը, որ ածուխն իսկապես ձևավորվում է բույսերի մնացորդների համակարգված էվոլյուցիայի արդյունքում, ինչը անհերքելի ճշմարտություն է։ Քանի դեռ ուշադիր հետևում եք ածխի բլոկին, կարող եք տեսնել բույսերի տերևների և արմատների հետքեր. Եթե ​​դուք կտրատեք ածուխը և դիտեք այն մանրադիտակի տակ, դուք կարող եք գտնել շատ հստակ բույսերի հյուսվածքներ և կառուցվածքներ, և երբեմն այնպիսի բաներ, ինչպիսիք են կոճղերը, պահպանվում են ածխի կարերի մեջ, իսկ որոշ ածուխի կարեր դեռ փաթաթված են միջատների ամբողջական բրածոներով:

Մակերեւույթի նորմալ ջերմաստիճանի և ճնշման ներքո լճացած ջրում կուտակված բույսի մնացորդները տորֆի կամ սապրոպելիկի միջոցով վերածվում են տորֆի կամ սապրոպելիկի; Թաղվելուց հետո տորֆը կամ սապրոպելային ցեխը ավազանի նկուղի անկման պատճառով իջնում ​​է խորը ստորգետնյա հատված և դիագենեզի միջոցով վերածվում է լիգնիտի. Երբ ջերմաստիճանը և ճնշումը աստիճանաբար բարձրանում են, այն փոխակերպվում է բիտումային ածխի, վերածվում է անտրացիտի՝ մետամորֆիզմով։ Տորֆացումը վերաբերում է այն գործընթացին, երբ բարձրագույն բույսերի մնացորդները կուտակվում են ճահիճներում և կենսաքիմիական փոփոխությունների միջոցով վերածվում տորֆի: Սապրոպարգիզացիան վերաբերում է այն գործընթացին, երբ ստորին օրգանիզմների մնացորդները ճահիճներում կենսաքիմիական փոփոխությունների միջոցով վերածվում են սապրոպելային ցեխի: Սապրոպարգիտը ջրով և ասֆալտինով հարուստ ցեխոտ նյութ է։ Սառցադաշտային գործընթացը կարող է նպաստել ածուխ առաջացնող բույսերի մնացորդների հավաքագրմանը և պահպանմանը [2]:

Ածխի առաջացման տարիքը

Ամբողջ երկրաբանական դարաշրջանում աշխարհում կա ածխի ձևավորման երեք հիմնական ժամանակաշրջան.

Պալեոզոյան ածխածնի և պերմի շրջաններում ածուխ առաջացնող բույսերը հիմնականում սպորային բույսեր էին։ Ածխի հիմնական տեսակներն են բիտումային ածուխը և անտրացիտը:

Մեզոզոյական Յուրայի և Կավճի դարաշրջանում ածուխ առաջացնող բույսերը հիմնականում մարմնամարզիկներն էին։ Ածխի հիմնական տեսակներն են լիգնիտը և բիտումային ածուխը:

Կենոզոյան երրորդ շրջանում ածուխ առաջացնող բույսերը հիմնականում անգիոսպերմներն էին։ Հիմնական ածուխը լիգնիտն է, որին հաջորդում է տորֆը և որոշ երիտասարդ բիտումային ածուխ:

Ածուխը աշխարհում ամենալայն տարածված հանածո էներգիայի ռեսուրսն է, որը հիմնականում բաժանված է չորս կատեգորիաների՝ բիտումային ածուխ և անտրացիտ, ենթաբիտումային ածուխ և լիգնիտ: Աշխարհի վերականգնվող ածխի պաշարների 60%-ը կենտրոնացած է ԱՄՆ-ում (25%), խորհրդային հանրապետություններում (23%) և Չինաստանում (12%)։ Բացի այդ, Ավստրալիային, Հնդկաստանին, Գերմանիային և Հարավային Աֆրիկային բաժին է ընկնում ածխի համաշխարհային արտադրության 29%-ը, իսկ ապացուցված ածխի պաշարները ավելի քան 63 անգամ գերազանցում են նավթի պաշարները: Աշխարհում ածխի հարուստ պաշարներով երկրները նույնպես ածուխ են։