Горючі сланці

Горючі сланці
Загальні відомості
Генезис	осадонакопичення, рештки найпростіших водоростей
Мінеральний склад	кальцит, доломіт, гідрослюди, кварц
Кислотність
Ідентифікація
Колір
Структура (петрографія)
Текстура (петрографія)	листувата або масивна
Форма залягання	залягають потужними пластами
Окремість
Різновиди
Питома вага	г/см³
Практичне значення
рідке паливо, хімічна сировина

Горю́чі сла́нці (рос. горючие сланцы, англ. petroliferous shale; oil (bituminous) shale, нім. Brennschiefer, Ölschiefer) — тверді горючі корисні копалини.

Загальний опис

Горючі сланці - осадові (глинисті, вапнякові та піщанисті) гірські породи карбонатно-глинистого (мергелистого), глинистого або кременистого складу, що містять 10—50 %, рідше до 60 % органічної речовини (керогену), сингенетичної осадонакопиченню. Як правило, це рештки найпростіших водоростей.

Мінеральна речовина — кальцит, доломіт, гідрослюди, кварц тощо.

Забарвлення горючих сланців коричневе, коричновато-жовте, сіре, оливково-сіре.

Текстура листувата або масивна. За співвідношенням сапропелевих і гумусових компонентів горючі сланці поділяються на сапропеліти і сапрогуміти. Органічна речовина горючих сланців характеризується високим вмістом водню (7—10 %), великим виходом летких речовин при термічній переробці (до 90 %), високою питомою теплотою згоряння — 29—37 МДж/кг. Мінімальна теплота згоряння — 5 МДж/кг.

Загальні потенційні ресурси горючих сланців у світі оцінені в 650 трлн. т (26 трлн. т сланцевої смоли).

Горючі і вуглисті сланці

Під сланцями взагалі (як горючими, так і вуглистими) розуміють такі викопні матеріали, в яких разом з органічними речовинами міститься велика кількість мінеральних речовин (умовно понад 40%). Термін «горючі сланці» прийнято поширювати на сланці з органічною масою (тобто з керогеном) лише сапропелевої природи. Високозольні ТГК з органічною масою гумусної природи називають звичайно «вуглистими сланцями». Слід враховувати, що за характером органічної маси в природі зустрічаються сланці як гумусного і сапропелевого, так і ліптобіолітового, а також змішаного походження.

Відмітною ознакою всіх горючих (і вуглистих) сланців у зв’язку з великою їх зольністю є висока дійсна густина (d > 2,0 • 103 кг/м³). Залежно від переважання в них мінеральних речовин, сланці забарвлені в різний колір – темно-сірий, жовтий, коричневий і чорний. В грудках всі сланці є досить твердими і щільними утвореннями, що іноді розшаровуються на плитки. Горючі сланці, крім того, легко спалахують і горять полум’ям, що коптить. Численними дослідженнями уточнена природа керогену різних родовищ горючих сланців, причому було встановлено, що ленінградські і естонські сланці належать в основному до сапропелевих; волзькі горючі сланці за походженням виявилися змішаними з переважанням сапропелітових речовин над гумусними.

Поклади

Основні ресурси — близько 430—450 трлн. т (24—25 трлн. т сланцевої смоли) зосереджені в США (штати Колорадо, Юта, Вайомінг) і пов'язані з формацією Грін-Рівер. Великі поклади горючих сланців є в Бразилії, КНР, менші — в Болгарії, Великобританії, Росії, ФРН, Франції, Іспанії, Австрії, Канаді, Австралії, Італії, Швеції, на території колишньої Югославії.

Оцінка запасів сланців (у мільйонах тонн)

Континент	Сланців поклади	Резерви керогену	Загалом керогену
Африка	12 373	500	5 900
Азія	20 570	1 100	—
Австралія	32 400	1 725	36 985
Європа	4 180	300	6 500
Близький Схід	35 360	4 600	24 600
Північна Америка	3 340 000	80 000	140 000
Південна Америка	—	400	9 600

Родовища горючих сланців поширені на всій території країн СНД. Усього відомо близько 50 родовищ, найбільш великі з них Прибалтійське, Волзьке, Оленекське (Арктика), Кендирликське в Казахстані. Прибалтійське родовище сланцю-кукерситу належить до найдревніших геологічних утворень (ордовик – нижній силур) і розробляється на території Естонії. У Волзькому сланцевому районі розробляється Кашпірське родовище, яке належить до верхньоюрської геологічної системи. Родовища горючих сланців розвідані в Узбекистані, на Кавказі, у республіці Комі, на Уралі, у Білорусії й в Україні (Болтишське родовище).

Болтишське родовище горючих сапропелітових сланців знаходиться у центральній частині України на межі Кіровоградської та Черкаської областей.

В складі їх органічної речовини є сапропелітові матеріали. Пористість сланців 40-50%, густина 1,8-2,0 г/см3, зольність 52-65%, теплота згорання – 8,4 МДж/кг.

Менілітові сланці знаходяться у Українських Карпатах. Вони входять до складу менілітової серії мають вигляд монолітної шаруватої породи. Під дією вітру і води вони інтенсивно розкладаються на тонкі пластини.

Зольність їх змінюється з 68 до 90%, вологість – 0,4 – 0,7%, вихід летких речовин – 10 – 15%, густина – 2,14 – 2,84 г/см3, вихід сланцевої смоли 2 – 4, іноді 6%, теплота згоряння – 4 – 8 МДж/кг. Запаси менілітових сланців в Українських Карпатах складають більш 500 млрд. т.

Сланцева промисловість

Горючі сланці значною мірою використовуються як паливно-енергетична продукція в Австрії, Прибалтиці, Австралії, Бразилії, Південній Африці, КНР, Ізраїлі.

Широко розвинений видобуток і застосування горючих сланців в Естонії.

Серед розвіданих російських родовищ можна виділити:

• Ленінградське
• Ярегське і Айювінське (Комі)
• Кашпірське під Сизранню, Озинкське в Саратовській області і Общесиртовське в Оренбурзький області
• Родовища на сході Мордовії, в Чувашії, Кіровський і Костромський областях.

Запаси в Україні. Видобуток

На території України є на правобережжі Дніпра, в межах Дніпровсько-Донецької западини, в Карпатах і Кримських горах. Геологічні запаси мінелітових горючих сланців в Україні до глибини 200 м складають понад 500 млрд. т. Вони залягають потужними пластами від десятків до 1 500 м смугою вздовж Східного схилу Карпат і в долинах, які прилягають до гірського масиву від кордону з Польщею на півночі до Румунії на півдні.

На початку 60-х років минулого століття було відкрито найбільше у світі родовище горючих сланців — Бовтишське (Кіровоградська область). Запаси цього родовища складають близько 3,8 млрд т. Але у зв'язку з тим, що в якості паливно-енергетичної продукції на той час панувала дешева західносибірська нафта, то офіційно Бовтишське родовище горючих сланців було зарезервоване, а з часом, фактично забуте.

Потужність продуктивних пластів горючих сланців досягає 400 м.

Енергетичні характеристики

горючий сланець

Кількість горючих речовин в українських горючих сланцях 12—35 %, теплота згоряння 3,75—10,0 МДж/кг, середній вихід летких речовин — 50 % на органічну масу, вміст водню і кисню в горючій речовині відповідно 6,5—7,5 % та 16—20 %. Вміст сірки на суху масу 1,5—3,5 % (65 % — сульфіди та дисульфіди, 5—15 % — сульфати).

Економічність видобування

За попередніми розрахунками вартість отримання 1 тонни сланцевої смоли з врахуванням на видобуток та переробку сланців становить 200 — 250 доларів США, що дорівнює вартості звичайної нафти. Проте, при комплексному використанні всіх продуктів переробки (газу, мінеральної частини) позитивний економічний ефект може бути більшим.

Застосування

Основна частина сланців використовується для спалення на ТЕЦ і ДРЕС.

Смола може використовуватися як рідке паливо, хімічна сировина. Використовують як місцеве паливо, сировина для отримання рідких палив, терпких будівельних матеріалів, сировина для отримання бітумів, олив, фенолів, бензолу, толуолу, ксилолів, нафтолів, іхтіолу і інше.

Див. також

• Болтишське родовище горючих сланців
• Видобування сланцевої нафти
• Вуглистий сланець
• Кохтла-Ярвський музей сланцю
• Кукерсит
• Нафтоносні піски
• Сланець
• Сланцеві бітуми

Література

• Мала гірнича енциклопедія. В 3-х т. / За ред. В. С. Білецького. — Донецьк: Донбас, 2004. — ISBN 966-7804-14-3.
• Підвищення рівня енергетичної безпеки України за рахунок альтернативної енергетики Кіровоградщини//Ковальський В. С., Програма VII Міжнародної науково-практичної конференції «Відновлювана енергетика XXI століття» 11—15 вересня 2006 року. Пансіонат «Енергетик», смт. Миколаївка, АР Крим, Україна, Крим — 2006
• В.І. Саранчук, М.О.Ільяшов, В.В. Ошовський, В.С.Білецький. Хімія і фізика горючих копалин. - Донецьк: Східний видавничий дім, 2008. – с. 600. ISBN 978-966-317-024-4