Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) Часть 2)

В работе рассмотрены вопросы высокоэнергетического воздействия на уголь в процессе приготовления ПУТ и ВУС путем помола на шаровой барабанной мельнице и последующего доизмельчения на дезинтеграторе (ПУТ) или на гравитационном генераторе кавитации (ВУС). Исследования выполнялись на образцах водоугольного топлива (ВУТ), приготовленного из антрацита АО «Сибирский антрацит» и бурого угля Беловского разреза (Кузбасс). Для проведения исследований пробы при различных способах обработки были подготовлены на экспериментальном стенде в Институте теплофизики СО РАН, с которым Институт химии ФИЦ КНЦ РАН проводит совместные исследования в рамках договора о сотрудничестве. Дезинтегратор, используемый в эксперименте, описан в работе [2]. Кавитационная обработка ВУС производилась на гидродинамическом генераторе кавитации роторного типа, разработчиками которого являются сотрудники ИТ СО РАН [3]. Наряду с изучением влияния способов помола на свойства угля, проводился сравнительный анализ золоотходов от сжигания ВУТ, приготовленного из двух видов угля по различным технологиям подготовки. При исследованиях исходного ВУТ пробы по виду угля и способу его подготовки были промаркированы следующим образом: А и У — антрацит и уголь Беловского разреза, измельченные на шаровой барабанной мельнице; АД и УД — антрацит и беловский уголь с доизмельчением на дезинтеграторе; АК и УК — антрацит и беловский уголь с доизмельчением на генераторе кавитации. Для исследования неорганической минеральной части угля и золоотходов применялись методы минералогического, физико-химического, электронно-зондового, рентгенометрического и электронно­ микроскопического анализа. В данной работе представлены результаты изучения проб угля и золоотходов методами рудной микроскопии, позволяющими исследовать механизм формирования тонких частиц как при подготовке топлива, так и оценке качества его сгорания. К ним относятся оптические методы исследования в отраженном поляризованном свете, широко применяемые для анализа минерального сырья [4]. Данные минералогические исследования обладают рядом преимуществ перед «слепыми» методами. Во-первых, они позволяют диагностировать все минеральные фазы, как неорганические, так и органические, с высоким разрешением, во-вторых, изучать морфологию частиц и минеральных агрегатов, в-третьих, систематизировать минеральные органические минеральные фазы по степени углефикации и т. д. Исследования выполнялись на микроскопах отраженного света «ПОЛАМ Р-312» (ЛОМО), “Ultrapho-3” (Opton) и др. с увеличением до 1500, разрешением до 0,2 мкм. Диагностика минералов основывалась на применении оптических и других физических свойств, а также сопоставлении с эталонными минералами [5, 6 ]. На рисунке 1 представлены основные минеральные фазы проб ВУТ из антрацита и угля Беловского разреза при различных видах обработки. а б а б ъ Рис. 1. Минеральные фазы углей: А -а — крупные зерна антрацита с налипшими пылевидными частицами; А-б — частицы силикатов и гематита в антраците; АД-в — крупные зерна антрацита; АД-г — мелкие зерна антрацита; АК-д — комочки пылевидных частиц антрацита (флокулы); АК -е — комок мелких частиц антрацита; У -а — частица угля высокой степени метаморфизма в обломке бурого угля; У -б — неоднородные частицы угля Беловского разреза с примесью силикатов; УД -в — однородные частицы угля Беловского разреза; УД - г — обломки угля Беловского разреза с примесью силикатов; УК-д — обломки угля Беловского разреза с разной степенью углефикации; УК -е — комочки пылевидных частиц бурого угля 815