Научная статья на тему 'Физико-химические и технологические принципы производства товарных соединений микроэлементов, содержащихся в твердых горючих ископаемых'

Физико-химические и технологические принципы производства товарных соединений микроэлементов, содержащихся в твердых горючих ископаемых Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
209
38
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
УГЛИ / COALS / ПОТЕНЦИАЛЬНО ЦЕННЫЕ МИКРОЭЛЕМЕНТЫ / POTENTIALLY VALUABLE TRACE ELEMENTS / ПЕРЕРАБОТКА / PROCESSING / РАСПРЕДЕЛЕНИЕ / DISTRIBUTION / КОНЦЕНТРАТЫ / CONCENTRATES / СЖИГАНИЕ / ЗОЛА-УНОСА / ШЛАК / SLAG / COMBUSTION. FLY ASH

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Шпирт Михаил Яковлевич

Рассмотрены особенности концентрирования микроэлементов в твердых горючих ископаемых (углях горючих и твердых сланцах). Показано, что в отдельных месторождениях, пластах или участках пластов могут быть сосредоточены так называемые металлоносные угли, в которых содержания потенциально ценных микроэлементов (ПЦЭ) в десятки и сотни раз превышают их содержания в осадочных породах. Подобные ТГИ представляют интерес как сырье для производства товарных соединений ПЦЭ. Перспективные процессы переработки подобных углей должны основываться на полноценном использовании их энергохимического потенциала, образующиеся при этом побочные продукты или отходы могут быть концентратами для производства товарных соединений ПЦЭ. Выявлены особенности распределения ПЦЭ между продуктами обогащения коксования и промышленного сжигания ТГИ. Показано, что наиболее перспективным процессом в настоящее время для получения концентратов ПЦЭ является промышленное сжигание со сбором образующихся зольных уносов и шлаков. На основе расчетов по программам химической термодинамики и экспериментальных исследований выведены соотношения, позволяющие рассчитать степени обогащения этих концентратах (золе-уноса и смесях ее со шлаком)увеличения содержаний ПЦЭ по сравнению с исходным топливом, составлющие во многих случаях до 20-100 раз. На основе выполненных исследований рекомендованы топочные устройства и методы улавливания золы-уноса в зависимости от конкретного ПЦЭ, содержащегося в его концентрате.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Шпирт Михаил Яковлевич

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

PHYSICAL-CHEMICAL AND TECHNOLOGICAL PRINCIPLES OF PRODUCING SALEABLE COMPOUNDS OF TRACE ELEMENTS CONTAINING IN SOLID FOSSIL FUELS

There are revealed in some deposits, seams or seams sections so called metalliferrous solid fossil fuels (SFF coals and combustible shales) in Russia and other countries. These SFF are distinguished with concentrations of potentially valuable trace elements (PVTE Ge, Ga, U, Re, Se, Co, Ni, V, Re, Hg, Mo, W, Zn, Pb, Cr, Bi, Zr, Nb, Ta, noble metals, TRE-rare earth elements) which are > 20 30 times more than their clarks in rocks. PVTE may be accumulated in some by products or wastes while such SFF processing. These products are PVTE concentrates which can be used as a raw for the production of PVTE saleable compounds. The PVTE concentrates forming depends on their distribution between products of SFF processing. The SFF combustion is the most promising process for PVTE concentrates production. PVTE distributions between products of SFF industrial combustion may be evaluated revealed according to thermodynamic calculations results using chemical thermodynamic programmers. However this method has some limitations and experimental investigations are needed. Summing up own and published results the author has revealed probable chemical reactions of PVTE compounds which can taken place while SFF combustion. PVTE concentrates are fly ashes or their mixtures with slags caught during SFF industrial combustion. Equations are proposed to calculate PVTE contents and their yields. It is proposed how to choose the best furnace type and the best method of fly ash catching depending on the considered PVTE and the information contenting in this article to achieve getting of PVTE concentrates with best properties.

Текст научной работы на тему «Физико-химические и технологические принципы производства товарных соединений микроэлементов, содержащихся в твердых горючих ископаемых»

- © М.Я. Шпирт, 2015

УДК 622.33

М.Я. Шпирт

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ ПРОИЗВОДСТВА ТОВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ, СОДЕРЖАЩИХСЯ В ТВЕРДЫХ ГОРЮЧИХ ИСКОПАЕМЫХ

Рассмотрены особенности концентрирования микроэлементов в твердых горючих ископаемых (углях горючих и твердых сланцах). Показано, что в отдельных месторождениях, пластах или участках пластов могут быть сосредоточены так называемые металлоносные угли, в которых содержания потенциально ценных микроэлементов (ПЦЭ) в десятки и сотни раз превышают их содержания в осадочных породах. Подобные ТГИ представляют интерес как сырье для производства товарных соединений ПЦЭ. Перспективные процессы переработки подобных углей должны основываться на полноценном использовании их энергохимического потенциала, образующиеся при этом побочные продукты или отходы могут быть концентратами для производства товарных соединений ПЦЭ. Выявлены особенности распределения ПЦЭ между продуктами обогащения коксования и промышленного сжигания ТГИ. Показано, что наиболее перспективным процессом в настоящее время для получения концентратов ПЦЭ является промышленное сжигание со сбором образующихся зольных уносов и шлаков. На основе расчетов по программам химической термодинамики и экспериментальных исследований выведены соотношения, позволяющие рассчитать степени обогащения этих концентратах (золе-уноса и смесях ее со шлаком)увеличения содержаний ПЦЭ по сравнению с исходным топливом, составлющие во многих случаях до 20-100 раз. На основе выполненных исследований рекомендованы топочные устройства и методы улавливания золы-уноса в зависимости от конкретного ПЦЭ, содержащегося в его концентрате. Ключевые слова: угли, потенциально ценные микроэлементы, переработка, распределение, концентраты, сжигание, зола-уноса, шлак.

Микроэлементами (малыми или следовыми (trace) элементами) называют все элементы, концентрация которых в твердых горючих ископаемых (ТГИ - углях, сланцах, торфах) меньше 0,1 мас. Обычно микроэлементы (МЭ ) разделяют на потенциально ценные (ПЦЭ) - Ge, Ga, U, Re, Se, Co, Ni, V, Re, Hg, Mo, W, Zn, Pb, Cr, Bi, Zr, Nb, Ta, благородные металлы, редкоземельные элементы и потенциально токсичные (ПТЭ) - As, Be, Cl, Co, Cr, F, Hg, Mn, Ni, V, Pb, Sr, Sb, Se, Tl, V, Zn, U, Th, Ra, Rn, 40K. Поскольку многие ПЦЭ являются также и потенциально токсичными, то

в результате организации использования этих ПЦЭ, устраняется их неблагоприятное воздействие на среду обитания. В данной статье рассматриваются основные принципы технологий получения концентратов главным образом ПЦЭ, содержащихся в углях, но эти же принципы производства этих концентратов, практически полностью применимы и к другим видам ТГИ - горючим сланцам и торфам.

Отечественными и зарубежными исследователями суммирована информация о содержаниях МЭ в углях, горючих и черных сланцах основных месторождений земного шара, на ос-

нове обобщения которой рассчитаны средние величины их концентраций [1-4]. Несмотря на некоторую условность (большая неравномерность содержаний МЭ в пределах одного месторождения и даже пласта, отсутствие в расчетах массы опробованных ТГИ и др) [5] полученные данные можно использовать для решения вопроса о степени концентрирования МЭ, в частности ПЦЭ в ТГИ по сравнению с другими наиболее распространенными осадочными породами.

Для оценки степени концентрирования микроэлемента в расчете на всю массу ТГИ (Ю.) или в их золы Ю.А) используют соотношения [5, 6]:

Ю = С. /К (1)

QiA = /1,13 ■ К , (2)

где С , Со.А - содержание 2'МЭ соответственно в ТГИ (на сухую массу) их золу, К. - кларк (среднее содержание) 2'МЭ в земной коре или глинах, отличающиеся наибольшей массой и обычно наибольшим средним содержанием большинства МЭ по сравнению с другими осадочными породами. При этом принимали среднюю зольность углей, горючих и черных сланцах равных соответственно 20, 60 и 90%.

Микроэлементы называют типо-морфными, если Ю. > 1,4 или Р.А > 2.

Судя по средним содержаниям ТГИ месторождений всех стран, многие ПЦЭ существенно превышают их кларки в глинах и других осадочных породах. Подобные МЭ называют типо-морфными по параметру Ю.: в углях: Аи, Аэ, ве, Нд, Не, Бе; в горючих сланцах: Се, Сэ, Нд, Не, Бе; в расчете на золу по Р.А в углях: Аи, Ад, Аэ, В, Ве, ва, ве, Нд, Мо, РЬ, Не, Бе, и, Ш; в горючих сланцах: В, Се,Сэ, ве, Нд, №, Мэ, Не, Бе, Бс, Ъп, Ш.

Угли и другие ТГИ различных месторождений, пластов одного месторождения и даже участков пластов могут значительно отличаться по со-

держанию микроэлементов. Соотношение между минимальными и максимальными содержаниями достигают величин от 10 до 300. ТГИ называют металлоносными, если для ПЦЭ параметр Ю. > 20-30. Некоторые ПЦЭ, например, редкоземельные, не являющиеся типоморфными, могут образовывать на участках месторождений или их пластов скопления металлоносных ТГИ. Очевидно, в первую очередь, в качестве сырья для производства ПЦЭ следует рассматривать металлоносные ТГИ.

Технологии получения ПЦЭ из ТГИ, перспективные по технико-экономическим параметрам, должны включать процессы полноценного использования их энергохимического потенциала, а на производство товарных соединений ПЦЭ следует направлять, как правило, побочные продукты или отходы этих процессов. Вследствие относительно низкого содержания ПЦЭ в ТГИ практический интерес представляют процессы, в которых перерабатываются на одном предприятии значительные массы ТГИ (> 100 тыс. т/год). В настоящее время в России осуществляется переработка углей в процессах обогащения, коксования и энергетического сжигания. Следовательно, для организации получения ПЦЭ необходимо иметь информацию о распределении ПЦЭ между продуктами этих процессов. По-видимому, в ближайшем будущем значительные количества углей будут использоваться для газификации, а также получения жидких моторных топлив и химических продуктов. Однако рассмотрение поведения ПЦЭ в этих процессах не выходило в задачи данной статьи и частично освещено в [4].

Оценку распределения МЭ в веществах ТГИ или в продуктах их переработки проводят с использованием двух параметров - приведенной (относительной) концентрации (У.) и из-

влечения микроэлемента во фракцию (Ц, % масс.):

V. = С. / С , (3)

1д 1д ' 01'

и. = V. у , (4)

18 18 8

где С , С - соответственно содер-

.8 0.

жание Ьэлемента в д-фракции (продукте); у8 - выход д-фракции (продук-те),% масс. или отн. ед.

Фракцию или продукт переработки называют концентратором микроэлемента при V. > 1 и его носителем, если и. > 50%. .

Все количество углей, направляемых на коксование, и заметные массы углей, используемых для энергетического промышленного сжигания, обогащаются с производством концентратов или концентратов пром-продуктов, зольность которых ниже

зольности исходных углей. Оценка распределения МЭ между этими продуктами и высокозольными отходами отражается с удовлетворительной точностью результатами лабораторных исследований по распределению МЭ между низкозольными фракциями с плотностью < 1,6 или 1,8 г/см3 и высокозольными фракциями с плотностью > 1,6 или 1,8 г/см3.

В соответствие с табл. 1 фракции с плотностью < 1,8 г/см3 являются носителями большинства ПЦЭ (ве, ва, ТНЕ, Не, Мо и др.), но не для всех из них эти фракции представляют и их концентраторами. Для углей некоторых месторождений носителями и концентраторами ряда ПЦЭ (Сг, РЬ, V, А8 и др.) могут быть как низкозольные, так и высокозольные фракции. Для

Таблица 1

Распределение МЭ между низкозольными и высокозольными фракциями углей

Микроэлемент Плотность фракций, г/см3

< 1,6 > 1,6

У и..% V. и..%

Минимальное Максимальное Минимальное Максимальное Минимальное Максимальное Минимальное Максимальное

Сг 0,44 0,76 32 86 2,1 2,9 14 66

N. 0,7 0,9 54 85 2 2,7 15 46

РЬ 0,24 0,93 38 87 1,9 6,0 13 62

БЬ 0,92 0,96 72 84 1,18 1,3 16 26

0,81 1,1 53 85 0,85 2,34 17 47

V 0,5 0,98 44 74 0,5 3,0 26 56

ве 1,1 1,3 74 94 0,1 0,3 6 26

ва 0,6 1,1 53 82 0,7 1,2 18 47

Мо 0,8 0,8 59 91 0,7 1,1 9 41

У 0,5 1,1 51 89 0,6 1,1 11 49

Бс 0,6 1,1 54 88 0,8 1,05 12 46

тнЕ». 0,55 1,1 52 86 0,7 1,1 14 48

Ад 0,6 1,1 1,1 94 0,45 1,49 5 53

Яе 1,02 2,9 64 97 0,6 1,43 3 36

" Для фракций < 1,7 и > 1,7 г/см3. **) Для фракций < 1,8 и > 1,8 г/см3. "" Редкоземельные элементы.

выбора технологической схемы производства концентратов подобных ПЦЭ необходимо выполнение соответствующих лабораторных исследований на представительных образцах углей рассматриваемых месторождений.

При коксовании, судя по промышленным данным и свойствам образующихся с наибольшей вероятностью соединений ПЦЭ основное количество большинства ПЦЭ (ве, ТНБ, 7г, Мэ, Та, Мо, Ш и др.) переходят в кокс. Вероятно, некоторое количество коксов, отличающихся повышенным содержанием таких ПЦЭ как ТНБ, V, 2г, ЫЬ, Та, N1, Со может быть использовано в производстве спецсталей, для получения которых требуются добавки соединений этих элементов. В побочные продукты коксования, полукоксования (надсмольные или подсмольные воды, смолы) переходит около 10% ве и часть ва, содержащихся в исходной угольной шихте. Осуществляется промышленное производство германия из этих продуктов [7]. Ртуть образует газообразные соединения при коксовании, которые частично конденсируются в виде металлической ртути. Вероятно, может быть организовано ее производство, но количественные показатели процесса не изучены.

В настоящее время наибольший интерес для попутного получения концентратов ПЦЭ представляет сжигание углей с производством тепла и электроэнергии. Изучение поведения ПЦЭ в данном процессе должно ответить на следующие вопросы:

• при каких условиях и для каких ПЦЭ происходит преимущественный их вынос из зоны высоких температур топочного пространства по сравнению с образующимися в этой зоне соединениями золообразующих элементов (Б1, А1, Бе, Са, Мд), составляющими основную массу минеральных веществ исходных ТГИ и продуктов их термообработки;

• конденсируются ли образующиеся газообразные соединения тех или иных МЭ при охлаждении газообразных продуктов сжигания на поверхности выносимых вместе с ними частицах зольных уносов или они преимущественно выбрасываются в атмосферу;

• каковы должны быть методы улавливания соединений МЭ, образующихся в процессах термообработки ТГИ;

• какими свойствами обладают образующиеся соединения ПЦЭ.

Ответы получают термодинамическими расчетами по программам химической термодинамики (ПХТ) и гораздо более трудоемкими экспериментальными исследованиями [5].

Применение ПХТ позволяет получить в зависимости от температуры и состава газовой фазы распределение ПЦЭ между газовой и конденсированными фазами и количественную оценку вещественного состава соединений ПЦЭ. Однако в термодинамических расчетах учитывается образование только тех соединений ПЦЭ, которые включены в базу данных использованной ПХТ. Еще больший недостаток связан с тем, результаты расчетов соответствуют только равновесным условиям, которые не достигаются в ряде случаях при промышленном сжигании ТГИ, т.е. исключаются кинетические факторы. Так в процессах сжигания, характеризующихся суммарными величинами коэффициентов избытка воздуха - а > 1, т.е. наличием кислорода в равновесных условиях в факеле вокруг каждой топливной частицы создается вследствие кинетических или диффузионных ограничений неравновесная восстановительно-окислительная газовая среда, которая состоит из Ы2, СО, С02, а также кислорода, причем концентрация последнего стремится к нулю непосредственно на поверхности частицы. Поэтому ПЦЭ, образующие газообразные соедине-

ние или различные соединения в конденсированных фазах только в восстановительной или нейтральных средах, также может выноситься из частицы топлива в окружающую ее восстановительную «микроатмосферу» или оставаться в конденсированных фазах, что приведет как к обеднению или обогащению ПЦЭ продукта (шлака), выводимого из этой зоны. Следовательно, при оценке распределения элемента между шлаком и газовой фазой, т.е. продуктами, соответственно выпадающими и выносимыми из зоны высоких температур, помимо образования его газообразных соединений в окислительной среде, следует учитывать также возможность образования газообразных соединений в восстановительной (нейтральной) среде. По указанным причинам результаты расчета по ПХТ могут значительно отличаться от реального распределения МЭ в продуктах сжигания или другого процесса термообработки ТГИ.

Следовательно, возникает необходимость экспериментального изучения данного вопроса непосредственно в промышленных условиях или на стендовых установках. Однако и в этом случае могут быть погрешности (не менее ±20-30 отн.%), связанные с неточностью отбора представительных проб и непосредственно аналитического определения ПЦЭ.

Экспериментальное изучение поведения МЭ в этих процессах весьма трудоемко [5], но облегчается тем, что во многих случаях с удовлетворительной точностью может сводиться, как будет показано ниже, к определению выхода шлака (К5) содержанию в нем ПЦЭ с использованием соотношений (3) и (4).

Результаты экспериментального изучения распределения ПЦЭ при сжигании углей различных месторождений, проведенного на стендовых установках и промышленных условиях [5] представлены в табл. 2.

Таблица 2

Распределение МЭ при сжигании углей У^ / U¡1" в топках различных типов

Элемент Слоевые топки Пылеугольные топки

(факельно-слоевые) при Кв = 0,8" сухое шлакоулавлива-ние, при Кв = 0,07 жидкое шлакоулавливание (циклонная топка), при К> = 0,85

ве (0,07-0,19)/(84-94) (0,064-0,55)/(97-99) (0,06-0,55)/(53-95)

ва (0,2-0,35)/(72-84) (0,2-0,4)/(97-98) (0,3-0,6)/(52-74)

Мо (0,2-0,8)/(36-84) (0,4-0,6)/(95-97) (0,05-0,1)/(91-94)

Яе (0,02-0,05)/(96-98) - -

2п (0,2-0,42)/(64-84) (0,15-0,6)/(95-98) -

Бе (0,05-0,1)/(95-90) - -

РЬ (0,1-0,3)/(76-92) (0,1-0,6)/(95-99) (0,04-0,5)/(58-97)

Бг (0,84-0,99)/(20-32) - -

ЯЬ (1-1,15)/(2-20) - -

Се (0,9-1,2)/(4-28) - -

Ьа (0,9-1,3)/(2-28) - -

" В числителе - интервал изменений приведенный в концентрации элемента в шлаке; в знаменателе -интервал изменения степени выноса (%) элемента из высокотемпературной зоны. " При сжигании углей с ЛЛ < 28-30% ; Щ < 30%. "" Прочерк означает отсутствие данных

На основании выполненных экспериментальных и расчетных исследований [5-8], можно сделать вывод, что образование газообразных соединений ПЦЭ при сжигании описывается следующими основными реакциями:

7 (с) ^ 7 (д) ;

(5)

7 - У205, Аэ203, МоО3, Ш03, Не03, Бе02, РЬО, 7ПО, СсС0, Т120, БЬ203, Нд, СэС1, НЬС1;

7(к) ^ У(г) + п02 (6)

7 - ве02, ва203, Нд0, Аэ205; У - ве0, ва20, Нд, Аэ^^ Аэ0

Х(д, с) + аН 0 ^ X ■ аН 0 (с) ; (7)

X - У205, Бе02, МоО3, Ш03, Не03 РЬ0, 7п0, СсС0; ве0, ве02 ; НОт- Ре203, А1203, Са0, Мд0;

Х(д) + пБ102 ^ X ■ пБ102 (с) ; (8)

(Ь С) (с, д) + 02 ^

^ С0п (с, д) + С02 + Н20; (9)

Ь - органические радикалы; в - ве, ТНЕ, Мо, Ш, ва

МБп + п02 ^

^ М0п(с, д) + Б02 (Б03) (10)

М - Мо, Нд, 7п, РЬ, Са, Аэ,БЬ

Суммируя собственные и опубликованные в литературе данные, например [2, 93, 111, 122], ПЦЭ в зависимости от их распределения в продуктах сжигания можно классифицировать по трем группам, отличающиеся различными величинами приведенных концентраций ПЦЭ в шлаке (У) и в золе-уноса (У(), рассчитываемых по (3) и (4):

1 группа - ПЦЭ в зоне высоких температур топочного пространства образуют преимущественно газообразные соединения, которые после охлаждения продуктов сжигания, вы-

ходящих из топочного пространства, конденсируются количественно на поверхности частиц золы-уноса (У < 0,5; У( > 1); концентраты ПЦЭ - зольные уносы, получаемые при сухой очистке газообразных продуктов сжигания перед их поступлением в атмосферу со степенью улавливания (пУЛ) > 98%: ве, Ад, Аи, Аэ, Мо, Ш, ва, Сс1, РЬ, 7п,

2 группа - ПЦЭ не образуют заметных количеств газообразные соединения в зоне высоких температур топочного пространства, их соединения количественно улавливаются при сухой очистке газообразных продуктов сжигания перед их поступлением в атмосферу (У. « 1; У( « 1); концентраты ПЦЭ - смесь зольные уносов и шлака: ТНЕ, V, Сг, N1, МЬ, Ыа, и.

3 группа - ПЦЭ в зоне высоких температур топочного пространства образуют преимущественно газообразные соединения, которые после охлаждения продуктов сжигания, выходящих из топочного пространства, не конденсируются количественно на поверхности частиц золы-уноса (У. < 0,5; У( > 1 или у < 1); для улавливания ПЦЭ могут применяться водные скруббер или их сочетание с аппаратами сухой очистки газообразных продуктов сжигания перед их поступлением в атмосферу: Нд, Бе, Не.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Для металлоносных углей, содержащих ПЦЭ 1-ой и 3-ей групп или 2-ой группы целесообразно использовать котлоагрегаты, имеющие соответственно топки с К > 0,75 или при любых величинах К.. Содержание ПЦЭ 1-ой и 2-ой групп в золе-уноса ориентировочно оценивается по (11), а после проведения экспериментальных исследований на выбранном котлоа-грегате для сжигания металлоносных углей с определением степени улавливания (пУЛ) ЗУ и концентрации ПЦЭ в не уловленном зольном уносе по (12):

у = (1 - У ■ К) / (1 - К)

(11)

У, = ((1 - у. ■ к -

11 44 1Б Б

- (1 - К) ■ У'., ■ Ь )/(1 - К) ■ Пул (12)

У, = А ■ С//А -100 ■ С.о (13)

где У, и У" - приведенные содержания 2'ПЦЭ в уловленном и не уловленном ЗУ; пУЛ - степень улавливания ЗУ,

отн. единиц, Ь = 1 - ; С С А - со' 1 У/ / ' 10 Б

держание 2'ПЦЭ в исходном топливе и шлаке, рассчитанные по (14) )лри его недожеге равном 0; А - зольность исходного топлива, масс.%

Концентратами ПЦЭ, направляемыми в специализированные организации являются ЗУ для ПЦЭ 1-ой груп-

пы и смесь ЗУ и шлака для ПЦЭ 2-ой группы.

Для оценки содержаний в продуктах, направляемых для производства товарных соединений ПЦЭ 3-ей группы необходимы специальные экспериментальные исследования с определением количеств ПЦЭ, содержащихся в водных скрубберах, ЗУ, улавливаемых в аппаратах сухой очистки газообразных продуктов, а также количеств ПЦЭ, поступающих в атмосферу. Методики проведения этих работ основаны на сведениях опубликованных в [5].

1. Ren D., Zhao F., Wang Y., Dai S and other. Geochemistry of elements in coal. -2006. - 556 p.

2. Bouska V., Pesek J. Quality parameters of lignite of the North Bogemian Basin in the Czech Republic in comparison with the world average lignite // International Journal of Coal Geology. - 1999. - vol. 40. - № 2-3. -Pp. 211-235.

3. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Неорганическое вещество углей. - Екатеринбург, 2002. - 422 с.

4. Середин В.В. Металлоносность углей / Угольная база России, т. 6. - М.: ООО «Гео-информмарк», 2004. - 779 с.

_ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

5. Шпирт М.Я., Рашевский В.В. Микроэлементы горючих ископаемых. - М. : Кучко-во поле, 2010. - 384 с.

6. Ren D., Zhao F., Wang Y. Distribution of minor and trace elements in Chinese coals // International Journal of Coal Geology. - 1999. -vol. 40. - № 2-3. - Pp. 109-118

7. Environmental aspects of trace elements in coal, ed. Swaine D., Goodarzi F. - Rlu-wer Acad. Publ. Dordrecht. Boston. London, 1995. - 313 p.

8. Querol X., Fernandez-Turiel J.L., Lopez-Soler A. Trace elements in coal and their behaviour during combustion in a large power station // Fuel. - 1995. - Vol. 74. - № 3. -Pp. 331-343. EES

КОРОТКО ОБ АВТОРЕ_

Шпирт Михаил Яковлевич - доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник, e-mail: [email protected], Институт нефтехимического синтеза РАН.

UDC 622.33

PHYSICAL-CHEMICAL AND TECHNOLOGICAL PRINCIPLES OF PRODUCING SALEABLE COMPOUNDS OF TRACE ELEMENTS CONTAINING IN SOLID FOSSIL FUELS

Shpirt M.Ya., Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher, e-mail: [email protected], Institute of petrochemical synthesis, Russian Academy of Sciences, Moscow, Russia.

There are revealed in some deposits, seams or seams sections so called metalliferrous solid fossil fuels (SFF - coals and combustible shales) in Russia and other countries. These SFF are distinguished with concentrations of potentially valuable trace elements (PVTE - Ge, Ga, U, Re, Se, Co, Ni, V, Re, Hg, Mo, W, Zn,

Pb, Cr, Bi, Zr, Nb, Ta, noble metals, TRE-rare earth elements) which are > 20 - 30 times more than their clarks in rocks. PVTE may be accumulated in some by products or wastes while such SFF processing. These products are PVTE concentrates which can be used as a raw for the production of PVTE saleable compounds. The PVTE concentrates forming depends on their distribution between products of SFF processing. The SFF combustion is the most promising process for PVTE concentrates production. PVTE distributions between products of SFF industrial combustion may be evaluated revealed according to thermodynamic calculations results using chemical thermodynamic programmers. However this method has some limitations and experimental investigations are needed. Summing up own and published results the author has revealed probable chemical reactions of PVTE compounds which can taken place while SFF combustion. PVTE concentrates are fly ashes or their mixtures with slags caught during SFF industrial combustion. Equations are proposed to calculate PVTE contents and their yields. It is proposed how to choose the best furnace type and the best method of fly ash catching depending on the considered PVTE and the information contenting in this article to achieve getting of PVTE concentrates with best properties.

Key words: coals, potentially valuable trace elements, processing, distribution, concentrates, combustion. fly ash, slag.

REFERENCES

1. Ren D., Zhao F., Wang Y., Dai S and other. Geochemistry of elements in coal. 2006. 556 p.

2. Bouska V., Pesek J. Quality parameters of lignite of the North Bogemian Basin in the Czech Republic in comparison with the world average lignite. International Journal of Coal Geology. 1999, vol. 40, no 2-3, pp. 211-235.

3. Yudovich Ya.E., Ketris M.P. Neorganicheskoe veshchestvo uglei (Coals inorganic substance), Ekaterinburg, 2002, 422 p.

4. Seredin V.V. Ugolnaya baza Rossii, t. 6 (Coal base of Russia, vol. 6), Moscow, OOO «Geoinformmark», 2004, 779 p.

5. Shpirt M.Ya., Rashevskii V.V. Mikroelementy goryuchikh iskopaemykh (Trace elements of fossil fuels), Moscow, Kuchkovo pole, 2010, 384 p.

6. Ren D., Zhao F., Wang Y. Distribution of minor and trace elements in Chinese coals. International Journal of Coal Geology. 1999, vol. 40, no 2-3, pp. 109-118

7. Environmental aspects of trace elements in coal, ed. Swaine D., Goodarzi F. Rluwer Acad. Publ. Dordrecht. Boston. London, 1995. 313 p.

8. Querol X., Fernandez-Turiel J.L., Lopez-Soler A. Trace elements in coal and their behaviour during combustion in a large power station. Fuel. 1995, vol. 74, no 3, pp. 331-343.

A

_ НОВИНКИ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ГОРНАЯ КНИГА»

Расчет аэродинамических параметров выработанных пространств

Автор: Каледина Н.О., Кобылкин С.С. Год: 2015 Страниц: 44

ISBN: 978-5-98672-393-8 UDK: 622.41:533.6

Методические указания разработаны в соответствии с программой дисциплины «Аэрология горных предприятий». Приведены теоретические основы и методика расчета параметров выработанных пространств как элементов шахтной вентиляционной сети, позволяющая осуществлять расчет утечек выемочных участков при основных типах схем проветривания с учетом режима фильтрации. Даны необходимые справочные материалы, требуемая литература, указания по выполнению работы.

Для студентов специальности «Горное дело» специализации «Технологическая безопасность и горноспасательное дело», а также могут быть использованы студентами других специализаций для углубленного изучения специальных вопросов вентиляции шахт и рудников и выполнения дипломных проектов.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.