矿产资源

“工业的粮食”——煤

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，由于这里终年积水，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，由于水分减少，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，植物由于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，由于地壳下降，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，曾多次出现过有利于成煤的地质条件。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、液化用于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。电石除用于照明、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。至于焦炉气么，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，由于人们对它知之甚少，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。于是，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。

由于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。