CC BY
64
------ © Г.Л. Куклина, В.П. Мязин,
Т.П. Сверкунова Т.Н.,
В.А. Метелев, 2004
УДК 622.33
Г.Л. Куклина, В.П. Мязин, Т.П. Сверкунова, В.А. Метелев
КОМПЛЕКСНАЯ ГЕОЛОГО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ПЕРЕОЦЕНКА КАЧЕСТВА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИХ МНОГОЦЕЛЕВОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
Семинар №19
ТТ а территории Восточного Забайкалья (Читинская область) установлены значительные запасы бурых и каменных (марки Б-Т) ископаемых углей (далее «углей») -более 4 млрд. т., в т.ч. 3,3 млрд. т. учтенных Госбалансом и 2,5 млрд. т. активных. Большая часть запасов пригодна для открытой разработки. В настоящее время ведется разработка 8 месторождений открытым способом разрезами мощностью от 7 тыс. т. до 9,7 млн. т. углей в год. Весь добываемый рядовой уголь используется в топливно-энергетическом комплексе (ТЭКе) и коммунально-бытовом секторе без обогащения. В течение ряда лет каменные угли Олонь-Шибирского месторождения (марка Д) экспортировались в качестве энергоносителя в Японию [1]. Устойчивое функционирование ТЭКа в регионе обеспечивает успешную работу всех других отраслей, формирование большей части бюджетных доходов [2,3]. Основная часть разведанных запасов углей выявлена в ходе геологоразведочных работ (ГРР) в 50-70 гг. Качество углей при этом оценивалось для отдельных месторождений с разной степенью детальности в зависимости от стадий ГРР, их периода проведения, качества и масштабов запасов. Основное внимание уделялось изучению потребительских свойств углей как энергоносителей, в меньшей степени - как сырья в технологических процессах, за исключением коксующихся углей Апсатского месторождения. Анализ степени изученности состава и свойств углей региона [4] выявил, что она не отвечает современным требованиям для обоснования направлений их рационального использования и совершения выгодных международных торговых сделок [5]. В связи с этим
выполнен анализ современных, методологических подходов к изучению качества углей, обеспечивающих прогнозную оценку направлений их рационального и комплексного использования, и проведено доизучение его у углей с добычных участков 8 разрабатываемых месторождений.
Уголь является одним из самых масштабных по запасам и ресурсам (>14 трлн.т.) и потреблению (~2 млрд. т. в год) видов полезных ископаемых [6]. Основными потребителями его являются ТЭК и коксохимическая промышленность. Прогнозируется дальнейший рост в мире и России потребности в природном энергетическом сырье при доминирующей роли углей в получении электроэнергии [7] и сохранении в течение 20-30 лет достигнутой потребности в коксующихся углях (~600 млн. т. в год) [8]. Вместе с тем в последние годы выявлены новые области использования углей, например, для выработки дефицитной малотоннажной продукции нетопливного назначения, стоимость которой многократно превышает стоимость исходного угольного сырья [5, 9]. Ее производство (адсорбенты, фильтранты, гума-ты, углеграфитовые изделия и т.д.) может быть организовано на базе небольших по запасам месторождений и даже их отдельных участков при наличии углей соответствующего качества, к которому при этом предъявляются жесткие требования, как правило, по нескольким параметрам, причем как ограничивающий их значение, так и сами комплексы различны для конкретных технологий [5]. Несмотря на значительные разведанные запасы углей (третье место в мире) [11], Россия испытывает дефи-
цит в продуктах их глубокой переработки, спрос на которые в больших объемах удовлетворяется за счет импорта [9, 12]. Одна из основных причин этого заключается в слабой изученности состава и потребительских свойств углей и продуктов их переработки, прежде всего, вещественного состава [5, 13].
В новых экономических условиях особую актуальность приобретает стоимостная оценка и переоценка месторождений полезных ископаемых, в т.ч. угольных, с целью установления их действительной стоимости в реалиях рыночного хозяйства [14, 15]. Анализ предлагаемых методологических подходов к их реализации в угольной отрасли [14-18] показал:
- глубокую переработку твердых горючих ископаемых (ТГИ) следует считать важнейшей научной проблемой, так как получаемая при этом дорогостоящая дефицитная продукция может значительно повысить стоимостную оценку месторождения и обеспечить рентабельность угледобывающего предприятия;
- во всех предлагаемых методиках стоимостной оценки месторождений обязательными их компонентами являются потребительские свойства углей и продуктов их переработки, обуславливающие стоимость товарной продукции;
- актуальность глубокого изучения вещественного состава и потребительских свойств углей и продуктов из них, в том числе уже оцененных и разрабатываемых месторождений, так как запасы многих из них разведаны 2-3 и более десятилетий назад без учета современных технологий переработки и требований к охране окружающей среды.
Как технологическое сырье угли характеризуются рядом особенностей: разнообразием вещественного состава - петрографического и химического, вследствие чего различаются по своим свойствам, определяющим направления и эффективность их использования; возможностью многоцелевого использования углей любой стадии метаморфизма; присутствием в них органической и минеральной составляющей; необходимостью использования для достаточно полной оценки их состава и свойств нескольких десятков параметров, т.к. до сих пор не установлен основной и просто определяемый параметр, с изменением которого закономерно изменялись бы их свойства [5].
Возможность многоцелевого использования любого угля и различия требований к его качеству в конкретных технологиях [5, 8-10]
обуславливают необходимость дифференцирования запасов по целевому назначению в пределах одного месторождения или даже пласта уже на ранних стадиях ГРР [16], что, с одной стороны, позволит минимизировать затраты на глубокое изучение потребительских свойств углей и угольных продуктов для обеспечения их рационального использования, а, с другой стороны, более целенаправленно и качественно выполнить оценку пригодности угольного сырья в конкретных технологиях. Особенности требований к качеству углей при этом определяют глубину и схему обогащения, которые могут значительно отличаться от таковых при обогащении энергетических и коксующихся углей [19, 20] в связи с более высокой возможной стоимостью конечной нетопливной продукции.
Для прогнозной оценки технологических свойств углей широко используются их технологические классификации, которые более 150 лет [21] базировались на технологических параметрах. Практика показала, что они дают ориентировочную оценку углей как сырья, в первую очередь, для коксования и энергетических целей, но не обеспечивают необходимую степень ее в различных технологических процессах и взаимозаменяемость при международных торговых сделках. В последние десятилетия установлена сложная тесная взаимосвязь химико-технологических и углепетрографических (геолого-генетических) параметров углей. Это привело к введению последних в классификационную (кодификационную) базу современных технологических классификаций и к созданию на такой основе в 1988 г. Международной системы кодификации углей среднего и высокого рангов (МК-88) [22], которой соответствует ГОСТ 30313-95 (табл. 1). Этот принцип положен в основу отечественных систем Единой классификации ГОСТ 25543-88 (ЕК-88) «Угли бурые, каменные и антрациты. Классификация по генетическим и технологическим параметрам», заменившей с 1991 г. около 20 бассейновых классификаций, и кодификации бурых углей по ГОСТ 28664-90 (табл. 2, 3). Особенностью указанных классификаций, отличающей их от МК-88 и всех зарубежных национальных классификаций, является то, что в них на основе марочной принадлежности (ЕК-88) и комплексов геологогенетических и технологических параметров (ГОСТ 228663-90) даны рекомендации по пер-
спективным направлениям использования углей, основанные на обработке данных многолетней (несколько десятилетий) их переработки в различных технологических процессах. Апробация в течение 10 лет ЕК-88, в которой регламентированы также условия определения классификационных показателей и методы их определения, показала, что ее применение позволяет в большинстве случаев однозначно оценивать пригодность любого гумусового не-окисленного угля для того или другого направления использования. Принципиально марка и код по ЕК-88 отражают потребительскую ценность углей на внутреннем рынке, код по МК-88 - на внешнем [5].
Отечественными учеными предложен проект Единой международной классификации углей низкого, среднего и высокого рангов, базирующийся в качестве основных параметров на трех генетических характеристиках: степени метаморфизма (Я0), петрографическом составе (мацеральный групповой состав) и степени восстановленное™ (Т/й, Б1, У*4, Лк) [23] (табл. 4). По мнению ее авторов, разделяемому многими исследователями, именно эти параметры являются геолого-генетическими критериями, определяющими состав и свойства органической части любого ископаемого угля, т.е. характеризуют его качество и потребительскую ценность [5, 23].
Обычно комплекс показателей качества, регламентируемых требованиями той или иной технологии, включает в себя как показатели, вошедшие в базу классификационных по ЕК-88, так и дополнительные, характерные для рассматриваемых технологий. В связи с дальнейшим изучением потребительских свойств углей выявляются новые области их использования и критерии пригодности для прогнозной (грубой) оценки на основании комплексов гео-лого-генети-ческих и химико-технологических параметров, снижаются их ограничительные
значения. Например, показана возможность оптимизации шихт коксующихся углей с учетом их марочной принадлежности по ГОСТ 25543-88 [24]. Внесены коррективы в существующие требования по минимальным содержаниям элементов в углях (золах) [25], которые могут служить ориентиром в качестве оценочных кондиций промышленной значимости («порог ценности») углей и продуктов их обогащения (их зол) как нетрадиционных источников рудного сырья и оценку «порога токсичности» малых элементов в углях и продуктах углеобогащения [26].
Ввиду этого, для выбора рациональных направлений переработки, в т.ч. с учетом перспективы, оптимизации сырьевых баз обогатительных фабрик, обеспечения взаимозаменяемости углей в различных технологических процессах и быстрого реагирования на запросы потребителей целесообразно существенное расширение круга определяемых показателей качества углей и создание надежного банка данных по их качеству для всех бассейнов России [5].
Отечественными и зарубежными исследователями показана высокая эффективность использования углепетрографических параметров для прогнозирования технологических свойств исходных углей и продуктов их переработки и в ходе ГРР, особенно на ранних их стадиях, и на углепотребляющих предприятиях [5, 27, 28], а также для контроля хода технологических процессов [28] и состава углеотходов
[29].
На территории Восточного Забайкалья известно более 50 разобщенных угленосных площадей, каждая из которых может рассматриваться как самостоятельный угленосный район со своими индивидуальными чертами
[30]. Угли гумусовые, в основном низко-(Аа < 15 %) и среднезольные (Аа = 15-30 %), низко-(Б^ < 0,5 %) и малосернистые (Б^ = 0,5-2 %),
низкофосфористые (Ра <
0,01 %), с отсутствием или концентрациями ниже ПДК токсичных и потенциально токсичных элементов. Для забайкальских месторождений при небольших размерах и запасах характерны значительные пределы изменений основных технологических
Таблица 4
Классификационные параметры в проекте единой международной классификации от России [23]_______________________________________________
Классификационные параметры
Ранг углей Основные Дополнительные
класс группа
Низкий (бурые) п шаі* ХБ , МДж/кг т*“, % Мацеральный состав (Уь Ь, I)
Средние (каменные) К, % Б1**, ед. V", % Мацеральный состав Ь, I)
Высокий (антрацит) К, % Мацеральный состав (Уь Ь, I) Ак, % —
параметров (Ал, Уйа£, Ш4Г, Qiг) [1].
Объектами исследований стали угли Хара-норского, Татауровского, Тар-багатайского, Ур-туйского Таблица 5
Перечень использованной нормативно-технической документации
качественной (Татауровское) характеристикой петрографического состава углей. Разрезами значительной мощности (2,5-3,8 млн т в год углей) разрабатываются Олонь-Шибирское и
№ Показатель качества, условное обозначение Нормативный документ
п/п ГОСТ исо
1. Максимальная влагоемкость, Wmax, % 8858-93 1018-75
2. Влага аналитическая, Wa, % 11014-81 589-81
3. Зольность, Ла, % 11022-90 1171-81
4. Выход летучих веществ, УЛаГ, % 6382-91 562-81
5. Пластометрические показатели; X, у, мм 1186-87 -
6. Обогащение аналитических проб 1186-87 -
7. Индекс Рога, 1Я, ед. 9318-91 335-74
8. Индекс свободного вспучивания, 1Б, ед. 20330-91 501-81
9. Высшая теплота сгорания на сухое беззольное состояние, Qsíaf,
МДж/кг 147-74 1928-76
10. Низшая теплота сгорания на рабочее состояние, QiГ, МДж/кг 147-74 1928-76
11. Содержание серы общей, БД % 8606-94 334-75
12. Содержание серы сульфатной и колчеданной, ББо/, Ббл, % 8606-94 157-75
13. Содержание фосфора, Р11, % 1932-93 622-81
14. Химический состав золы, % 10538-87 -
15. Сумма редкоземельных элементов и иттрия (ХРЗЭ), % НСАМ№ 186-Х -
16. Минеральный и мацеральный состав углей, % 12112-78 9414-74 7404/3-84
17. Показатель отражательной способности витринита, Я0, % 12113-94 7404/5-84
18. Характеристика рефлектограммы, а 12113-94 7404/5-84
19. Обогатимость петрографическим методом 18384-73 -
20. Содержание германия, Ое, г/т угля 10175-75 -
21. Фракционный анализ 4790-80 -
22. Обогатимость фракционированием в тяжелых жидкостях 10100-84 -
23. Выход гуминовых кислот, НА, % 9617-76 5073-85
24. Окисленность углей петрографическим методом, ОКп, % 8930-94 -
25. Плавкость золы 2057-82 -
26. Обозначение аналитических показателей и формулы пересчета результатов анализа для различных состояний топлива 27313-89 -
27. Методы определения бериллия, бора, марганца, бария, хрома, никеля, кобальта, свинца, галлия, ванадия, меди, цинка, молибдена, иттрия и лантана (спектральный количественный анализ) 28974-91
буроугольных, Олонь-Шибирско-го, Апсатского, Зашуланского и Нерчуганского каменноугольных разрабатываемых разрезами месторождений (рис. 1). Они различаются масштабами запасов, степенью изученности качества углей и освоения. Наиболее значимы по запасам и объемам добываемых углей Харанорское (запасы и 1 млрд т, мощность разреза 9,7 млн.т. угля в год) и Тату-ровское (соответственно и 500 млнти 1,5 млнт), которые детально разведаны в 60-е годы с качественной (Харанорское) и преимущественно с
Уртуйское месторождения, небольшим карьером («10 тыс. т в год) Зашуланское; их запасы составляют 113-250 млн т. На Зашуланском месторождении детальная разведка выполнена в 80-х годах на локальном участке, где расположен разрез (запасы и 4 млн т). Нерчуганское и Тарбагатайское месторождение с учтенными Госбалансом запасами соответственно 1,2 и 34 млн т разведаны лишь на отдельных участках в период 50-90 гг. Оцененные в 80-90 гг. на Ап-сатском месторождении запасы коксующихся
углей (марки ГЖ-Т) составляют »970 млн т, на Госбалансе числится 3,6 млн.т. окисленных углей запасов действующего разреза «Угольный»; прогнозные ресурсы на месторождении составляют и 1,1 млрд т [1]. Доизучение качества углей региона выполнено по Программе воспроизводства минерально-сырье-вой базы Читинской области.
Опробование проведено на добычных участках разрезов при тесном взаимодействии с горнорудным отделом ТЭКа областной администрации, Комитетом природных ресурсов (ГУПР по Читинской области) и геологомаркшейдерскими службами предприятий, что обеспечило представительность исследованных проб: основные показатели качества исследованных углей хорошо коррелируются с данными ГРР [1, 30] для соответствующих
пластов и участков. Объем опробования отразил масштабы добываемых углей: 15-20 рядовых проб (по 2-4 пластопересечениям) на Тар-багатайском, Зашуланском, Апсатском и Нер-чуганском месторождениях, 30-100 рядовых проб (6-35 пластопересечений) на остальных, кроме Уртуйского: его угли на исследование представлены из штабелей, подготовленных к отгрузке потребителям. Наиболее полно изучены в ходе ГРР степень метаморфизма и петрографический состав углей на Уртуйском и Апсатском месторождениях, только качественно они охарактеризованы на Харанорском, Тарба-гатайском и Нерчуганском, количественно на небольших выборках проб - на Олонь-Ши-бирском, Татауровском, Зашуланском; восстановленность в ходе ГРР не изучалась.
Месторождения угля:
■ - каменного; Я в] - объекты
В - бурого исследований
Месторождения - объекты исследования:
1 - Апсатское; 5 - Тарбагатайское;
2 - Нерч> ганское; б - Татауровское;
3 - Олонь-Шибирское; 7 - Харанорскос;
4 - Зашуланское; 8-Уртуйское
Рис. 1. Обзорная карта угольных месторождении Читинской области
Таблица 6
Коды и марочный состав углей рабочих пластов с добычных участков угольных разрезов Читинской области
№ пп Месторождение, предприятие, участок, пласт Коды, марки, группы, подгруппы
Единая классификация (ГОСТ 25543-88) для углей всех рангов (ЕК-88) Международная система кодификации (ГОСТ 30313) углей среднего и высокого рангов (МК-88)
1. Харанорское, пласт Новый 1а, участок 1 0334005 Б, 2Б, 2БВ —
участок 3 0334005 Б, 2Б, 2БВ —
участок 6 0323005 Б, 2Б, 2БВ —
2. Татауровское, пласт III, участок 1 0423005 Б, 2Б, 2БВ —
участок 2 0413010 Б, 2Б, 2БВ —
3. Тарбагатайское, уч. Новый,пл. Тигнпнский 0403015 Б, 2Б, 2БВ —
пл. Спутник 04030ХХ Б, 2Б, 2БВ —
4. Уртуйское, пласт Мощный, потреб. уголь 0333005 Б, 2Б, 2БВ —
энергет. уголь 0334005 Б, 2Б, 2БВ —
5. Олонь-Шибирское, пласт 18, участок 1 0504400 Д, — , ДВ 05001044150231
участок 2 0504200 Д, — , ДВ 05001042140230
6. Зашуланское, пласт XI“ 0504210 Г, 1Г, 1ГВ 05101142060533
7. Нерчуганское, Опытный карьер, пласт II 0504400 Д, — , ДВ 05001044061032
8. Апсатское, участок Угольный, пласт В7 1022600 СС, 2СС 10121026150232
пласт В5 1012400 СС, 2СС 10111024160232
Возможность многоцелевого использования любых углей и необходимость характеристики их качества широким комплексом углепетрографических и химико-технологических параметров для выбора рациональных направлений их использования, с одной стороны, слабой степени изученности состава и свойств углей забайкаль-
ских месторождении, каждое из которых несет индивидуальные черты углеобразования и строения, с другой, обусловили выполнение комплексной геолого-технологи-ческой системной оценки качества углей Восточного Забайкалья. Методика системной и сравнительной оценок пригодности углей при этом включает:
Таблица 9
Перспективные направления многоцелевого использования углей Восточного Забайкалья по результатам системной оценки их качества
Месторождения
Направления использования Харанор- ское Татауров- ское Тарбага- тайское Уртуйское Олонь- Шибирское У X 5 « ^ § Э л ГО Нерчуган- ское Апсатское, уч. Угольный
1. Технологические
1.1 Слоевое коксование _і) - - - - +2) - -
1.2 Специальные процессы подготовки - - - - + + + +
коксования
1.3 Производство генераторного - - - - - - - +
смешанного газа
1.4 Газификация в куске - - + - + 1уч. + + +
1.5 Производство синтетического -5) - + - + + + -
жидкого топлива
1.6. Полукоксование - - + - + + + -
2. Энергетическое
2.1 Пылевидное сжигание + + + + + + + +
2.2 Слоевое сжигание - + + - + + + +
2.3 Сжигание в кипящем слое + + + + + + + +
2.4 Сжигание в отражательных печах - - - - - + - +
2.5 Топливо для коммунальных и бытовых
нужд 1
- рядовой уголь J без ограничения по + + + + + + + +
- сортовой уголь ГОСТ по показателям - - - - + - - +
ЛЛ, ЯД СД
3. Производство строительных материалов
3.1 Цемента (ГОСТ 28993-91) + + + + + + + +
3.2 Извести (ГОСТ 9610-83) + + + + + + + -
3.3 Кирпича (ГОСТ 9611-83) + + + + + + + -
4. Прочие
4.1 Производство угольных адсорбентов + 1,6 + + + + + + -
- «зерненых» из полукоксов уч. - + - + + + -
- по технологии ИНУСа (плавающие) - + + + + + + -
- сферические по технологии ИГИ + - - - - + - +
4.2 Производство активного угля - - - - + + - -
4.3 Процессы металлургии (карбюризатор) - - - - - ЯК3) - -
4.4 Производство карбида кальция - - - - - + ЯК + -
4.5 Производство гуматов - + + - + - + +
4.6 Облагораживание почв + +
4.7 Перспективные (зола) - - - - В5
- производство алюминия (А12О3 ? 20 %) + - + + + 2уч. - - +
- малые элементы - - - + + - + +
- Е РЗЭ ( > 500 г/т золы) + - - - - - - -
4.8 Брикетирование без связующих - - -
5. Потребительская ценность по ЕК-88
- марка Б Б Б Б д Д-Г д СС
- группа 2Б 2Б 2Б 2Б,3Б - 1Г - 2СС
4) - подгруппа ’ 2БВ 2БВ 2БВ 2БВ ДВ 1ГВ ДВ -
~
Знак «+» означает пригодность к использованию, знак «-» - непригодность к использованию; ; в шихте; ; ЯК -
■>яутсотсс/. 4) иссяеяовянньтх vгяeй•. 5) петсоменяяттия по ГК-88 не поятиепжяеня из-зя особенностей вещественного со-
3. Оценка потребительской ценности (марка, код) по ЕК-88, ГОСТ 28663-90 и МК-88.
4. Обобщение данных по технологическому использованию углей и требований к их качеству в различных процессах (рис. 2).
1. Исследование состава и свойств углей
с характеристикой их расширенным комплексом углепетрографических и химикотехнологических параметров
2. Изучение потребительских свойств в ряде технологических процессов.
Марка, группа, подгруппа
ЕК-88
Рекомендуемые на- (ГОСТ
правления использования 25543)
углей по маркам, группам,
подгруппам
Комплекс углеп химико-технолс ров качества угс етрографических и гических парамет-1ей: >ых генных
ка
Код по МК-88 (ГОСТ 30313)
Требования к качеству углей в различных процессах ГОСТ 28663
Справочные и литературные источники, ГОСТы
Направления исполь- Справочные и
зования, не отражен- литературные
ные в рекомендациях источники
ЕК-88
Использование стандартизированной и унифицированной научно-технической документации (ГОСТов и стандартов ИСО) (табл. 5) позволяет выполнить прогнозные системные и сравнительные оценки пригодности как многоцелевого сырья Забайкальских углей с углями различных бассейнов и месторождений в том числе зарубежных, создать технологические основы прогнозного определения их конкурентоспособности на сырьевых рынках и для постановки экспериментов более глубокого изучения потребительских свойств. Изучением вещественного, химического, элементного, гранулометрического и фракционного составов углей, выходов продуктов полукоксования, состава и свойств смолы полукоксования и полукоксов, содержания гуминовых кислот, биологической активности и состава активных функциональных групп гуматов, степени окис-ленности и восстановленности, химического состава золы и концентраций в ней микроэлементов получен обширный комплекс взаимосвязанных углепетрографических и химикотехнологических параметров углей как доказательная база для оценки их качества по критериям предварительной прогнозной оценки, потребительской ценности в соответствие с МК-88 (коды) и ЕК-88 (ГОСТ 25543-88 - марки, группы, подгруппы, коды).
В ходе исследования, с целью наиболее полного отражения особенностей состава и свойств изучаемых углей, использованы модифицированные методики оценки:
- степени окисления петрографическим методов по ГОСТ 8930-94, дополненным дифференцированным определением содержаний зерен с разной степенью окисления; - степенью вос-станоленности на основе методологического подхода, предложенного в [5] для обобщении
Рис. 2. Схема взаимосвязи компонентов методики системной оценки качества и потребительских свойств углей
данных по восстановленности углей СССР (СНГ) и их классификации;
- комплексной металло-носности углей на технологической основе минимальных промышленно значимых концентраций элементов, установленных на основании анализа современного уровня техники и технологии их извлечения из традиционного сырья [26].
Полученная в ходе исследования новая комплексная научно-техническая информация о составе, технологических свойствах и потребительской ценности углей позволила установить:
1. Коды и марочный состав добываемых в регионе углей по Единой классификации (ГОСТ 25543-88) и Международной системе кодификации углей среднего и высокого рангов (табл. 6), при этом выявлены марки углей ранее не установленные (марка СС на участке «Угольный» Апсатского месторождения).
2. Наличие компактно залегающих ультра-низкозольных газовых углей на детально разведанном участке Зашуланского месторождения, по качеству не имеющих аналогов в России [5]. По всем параметрам они пригодны для производства по отечественной экологически чистой и ресурсосберегающей технологии [9] сферических адсорбентов широкого спектра использования, в том числе для извлечения золота из промышленных растворов и пульп (табл. 7, 8).
3. Пригодность углей для переработки в различных технологических процессах, в т.ч. глубокой (полукоксования, производства синтетического жидкого топлива, сорбционных материалов), и перспективность как нетрадиционного рудного сырья тарбагатайских и ур-туйских углей (табл. 9).
4. Необходимость проведения оценки потребительских свойств углей месторождений на основе комплексов геолого-генетических и химико-технологических параметров с локализацией участков разного целевого назначения.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Асосков В.М., Куклина Г.Л., Чабан H.H., Федоров В.П. и другие. Угольные месторождения Забайкалья: Читинская область. Угольная база России. Т. IV. - М.: ЗАО «Геоинформмарк». - с. 365-448
2. Чечеткин B.C., КуклинаГ.Л, ФедоровВ.П., Пузынин
A.А. Проблемы комплексного использования углей Забайкалья. Материалы I НТ-конференции Горного института ЧитГТУ - Чита: ЧитГТУ, 1998. - с. 30-33.
3. Уцын Ю.Б., Козлов В.А., Кусакин A.A., Куклина Г.Л. Роль топливно-энергетического комплекса в устойчивом функционировании объектов экономики Читинской области. Вестник Международной академии наук экологии и жизнедеятельности - Чита, 1998, № 8 - с. 3235.
4. Куклина Г.Л., Сверкунова Т.П., Мязин В.П., Метелев
B.А. Перспективы использования углей Зашуланского месторождения как сырья для технологии глубокой переработки. Международное совещание «Экологическое проблемы и новые технологии комплексной переработки минерального сырья» (Плаксинские чтения) - М.-Чита: РАН-ЧитГТУ, 2002 - с. 54-63.
5. Еремин ИВ., Броновец Т.М. Марочный состав углей и их рациональное использование - М.: «Недра», 1994
6. Шахов Р.А., Уланов H.H. Тенденции развития сырьевой базы и угледобывающей промышленности мира. X Всероссийское угольное совещание «Ресурсный потенциал ТГИ на рубеже XXI века» (тезисы докладов) - Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 1999 - с. 18-20.
7. Файдов O.E., Логвинов МИ Уголь в системе топливно-энергетического баланса мира и России: динамика, состояние, перспективы. - Там же, с. 18-20.
8. Голицын М.В., Голицын А.М. Коксующиеся угли России и мира - М.: «Недра», 1996.
9. Передерий М.А. Сорбционные материалы на основе ископаемых углей. Химия твердого топлива, 2000, № 1 - с. 35-44.
10. Малолетнев A.C., Кричко A.A., Гаркуша A.A. Получение синтетического жидкого топлива гидрогене-зацией углей - М.: «Недра», 1992.
11. Логинов М.И., Быкадоров B.C., Файдов O.E. Угольная сырьевая база России на рубеже XXI века. X Всероссийское угольное совещание «Ресурсный потенциал ТГИ на рубеже XXI века» (тезисы докладов) - Ростов-на-Дону: ВНИГРИуголь, 1999 - с. 3-6.
12. Косинский В.А., Хрусталева Г.К Минеральносырьевая база производства дефицитных и нетрадиционных видов продукции на основе переработки ТГИ. -Там же, с. 10-12.
13. Медведев А.Я., Гордеева НИ, Пронина Т.И. Прогнозные ресурсы углей России (результаты переоценки по состоянию на 01.01.1998) - Там же, с.22-24.
14. Логинов М.И., Павлова ГГ., Пашко Е.В. Требования к геолого-экономической оценке угольных ме-
сторождений в новых условиях - Там же, с. 30-33.
15. Столбова О.В., Игнатьева Т.Н. Переоценка минерально-сырьевого потенциала в рыночных условиях -Там же, с. 55-56.
16. Винницкий А.Е., Журбинский Б.И., Файдов O.E. Система оценок углей в недрах - состояние и пути совершенствования - Там же, с. 33-34.
17. Быкадоров B.C., Логвинов М.И., Файдов O.E. Научно-методическое и технологическое обеспечение воспроизводства и комплексного использования минеральносырьевых ресурсов - Там же, с. 14-15.
18. Заверткин В.Л., Прокофьева Л.М. Топливноэнергетические ресурсы и их роль в экономике России -Там же, с. 20-21.
19. Берт P.O. Технология гравитационного обогащения - М.: «Недра», 1990.
20. Молчанова М.В. Анализ технического уровня предприятий по обогащению и переработке угля. Экспресс-информация, вып.28 - М.: ЦНИЭИуголь, 1991.
21. Камнева А.И., Платонов В.В. Теоретические основы химической технологии горючих ископаемых - М.: «Химия», 1990.
22. Международная система кодификации углей среднего и высокого рангов - Нью-Йорк: Издание ООН, 1988, № 88. R II. E. 15.
23. Еремин ИВ., Броновец Т.М. Проект Международной классификации углей низкого, среднего и высокого рангов. Химия твердого топлива, 1997, № 2, с. 3-12.
24. Броновец Т.М., Гагарин С.Г. Анализ коксуемости угольных шихт различного состава. Там же, 2000, № 5, с. 36-46.
25. Инструкция по изучению и оценке попутных твердых полезных ископаемых и компонентов при разведке месторождений угля и горючих сланцев. - М.: «Наука», 1987.
26. Жаров Ю.Н., Мейтов Е.С., Шарова И.Г. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России - М.: «Недра», 1996.
27. Хрусталева Г.К, Косинский В.А. Современные прикладные аспекты петрологии ТГИ. X Всеросс. угольн. совещ. «Ресурсный потенциал ТГИ на рубеже XXI века (тезисы докладов)» - Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 1999, с. 108-109.
28. Штах Э., Маковски M.-Т., Тейхмюллер М. и др. Петрология углей - М.: «Мир», 1978.
29. Коломенский В.Г. Изменение петрографического состава несгоревших частиц антрацитовой пыли в отходах сжигания на Новочеркасской ГРЭС. X Всеросс. угольн. совещ. «Ресурсный потенциал ТГИ на рубеже XXI века (тезисы докладов)» - Ростов-на-Дону, ВНИГРИуголь, 1999, с. 130-131.
30. Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т. 9, кн. 1 - М.: «Недра», 1973.
— Коротко об авторок --------------------------------------------------------------------------------
Куклина Г.Л., Мязин В.П. - ЧитГТУ.
Сверкунова Т.П. - ГУП ЛИЦИМС ДП ФГУГП «Читагеолсъемка»
Метелев В.А. - Управление топливно-энергетического комплекса областной администрации Читинской области.
Федоров В.П. - ЧГФГИ.
Таблица 1
Классификационные параметры Международной системы кодификации углей среднего и высокого рангов (ГОСТ30313-95)
Петрографические Технологические
Отражательная способность Характеристика содержание микрокомпонентов групп, % Индекс свободного вспучивания, SI, ед. Выход летучих веществ, Vdef, % Зольность Atd, % Содержание серы общей, Теплота сгорания /-V dat высшая, Qs ,
витринита, R0, % рефлектограммы инертинита, I липтинита, L Std, % МДж/кг
1, 2 3 4 5 6 7, 8 9, 10 11, 12 13, 14
Таблица 2
Классификационные параметры Единой классификации (ГОСТ25543-88)
Углепетрографические Технологические
Отражательная способность витринита, Ro, % Содержание отощающих компонентов, 2 ОК, % Влага общая, Wtraf, % или влагоемкость максимальная, Wmaxaf, % Выход летучих веществ, Vdaf, % Объемный выход летучих веществ, V0бdaf, % Выход смолы полукоксования, Tskdaf, % Толщина пластического слоя, у, мм Анизотропия витринита, Ar, %
Класс Категория Тип углей Подтип углей
Углей всех марок Бурых Каменных Антрацитов Бурых Каменных Антрацитов
Порядковые номера цифр в 7-значном коде
1, 2 3 4, 5 6, 7
Таблица 3
Основные показатели в базе классификации бурых углей по ГОСТ 28663-90
УглепетрО] графические Технологические
Отражательная способность гуминита (витринита), R0, % Влага общая, Wtraf, % или влагоемкость максимальная, Wmaxaf, % VT max ? 70 Сумма гелифицирова иных мацералов, Е G, % Сумма отощающих (инертинитовых) мацералов, Е ОК, % Выход смолы полукоксования, Tskdaf, % Зольность, Ad, % Низшая теплота сгорания рабочего топлива, QiГ, МДж/кг Сера общая, Std, %
Порядковые номера цифр в 11-значном коде
1, 2 3 4 5 6, 7 8 9, 10 11
Таблица 7
Критерии грубой оценки пригодности углей как сырья для получения адсорбентов, синтетического жидкого топлива (СЖТ) и в процессе полукоксования_______________
№№ Наименование направления Показатели качества 1 Марка-
п/п использования Wtr, % А11, % V“, % у, мм Std, % С", % Hdaf, % Tskdaf, % Ro, % SOK, % ГОСТ 25543
1. Производство адсорбентов —
1.1. сферических: - общие требования - оптимальное качество — < 10 6,0-9,0 40-50 9-12 10-12 < 1,0 0,5-1,0 78-81 > 4,5 — 0,5-0,9 0,5-0,8 < 30 8-12 ДГ,г (1 Г)
1.2. активных углей 10,0 6,0 14,0 — 0,5 — — — — — СС (2 СС), Т
2. Производство СЖТ методом гидрогенизации
2.1. - по Малолетову А.С. — < 10-15 >30-35 — < 1,0 65-85 — — 0,30-0,95 < 20 Б-Г(1 Г)
2.2. - по Еремину И.В. — < 10 — < 1,0 — — — 0,30-0,75 < 10 Б-Г (1 Г)
3. Полукоксование
3.1. - общие требования — — — — — — — > 10 — — Б-Г (1 Г)
3.2. - технические требования к чере-мховским углям (ГОСТ 3681-84) < 12,5 < 18,5 — — < 1,2 — — > 12 — < 30 Д, г
4. Зашуланское месторождение, пласт XIa - угли текущей добычи 1 6,2 42,9 10-11 0,50 — — 0,57 7 Г (1 Г)
Таблица 8
Показатели качества и области применения адсорбентов из ископаемых углей по технологии Института горючих ископаемых [9]
№ п/п Вид сорбента Характеристика исходного угля Свойства адсорбента Область применения
размер гранул, мм удельная поверхность, 2, м /г механическая прочность, % (ГОСТ 16188)
1 Порошкообразный сорбент (ПБС) Бурый < 10-3 > 600 — Удаление нефтепродуктов с поверхности воды и грунта
2 Дробленый адсорбент (ДБА) Бурый 1,0-3,0 >600 70-75 Очистка хозбытовых и сточных вод
3 Сферический носитель мезопористый Бурый 2,0-5,0 500-600 75-80 Катализаторы экологического назначения
4 Дробленый адсорбент Каменный марок ДГ, Г 1,0-3,0 750-800 80 Очистка воды от органических соединений
5 Сферический адсорбент (САГ) Каменный марок ДГ, Г 0,5-1,0 950-1100 80-85 Очистка воды и газов
6 Сферический адсорбент (САГ) Каменный марок ДГ, Г 1,0-2,0 750-8000 90-95 Извлечение золота и серебра их пульп
7 Сферический адсорбент модифицированный Каменный марок ДГ, Г 1,0-2,0 950-1050 85-90 Удаление тяжелых металлов и радионуклидов
8 Сферический носитель микропористый Каменный марок ДГ, Г 2,0-5,0 700-800 85-90 Катализаторы технологического и экологического назначения
9 Дробленый адсорбент Антрацит 1,0-3,0 800 — Очистка воды и газов
