CC BY
42
7. Ильина В. П., Заверткин А. С., Анисимов А. М. Разработка технологии получения новых теплоизоляционных материалов для стационарных теплоаккумуляторов СТЭ типа «Печь» // Огнеупоры и техническая керамика. 2009. № 7-8. С. 81-86.
8. Соколов В. И. Талько-хлоритовые сланцы Карелии и пути их комплексного использования. Петрозаводск: Карельский научный центр РАН, 1995. 128 с.
9. Технология изготовления жаростойких бетонов. Справочное пособие к СНиП 3.09.01-85 и СНиП 3.03.01-87. М.: Стройиздат, 1991. С. .87.
Сведения об авторах
Бастрыгина Светлана Валентиновна
кандидат технических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия bastr_sv@chemy.kolasc. net. ru Конохов Рудольф Валерьевич
инженер-технолог 2 категории, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия Заверткин Александр Сергеевич
кандидат технических наук, Институт геологии Карельского научного центра РАН, г. Петрозаводск, Россия zavertkin@igkrc. ru
Bastrigina Svetlana Valentinovna
PhD (Engineering), I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia bastr_sv@chemy.kolasc.net.ru Konokhov Rudolf Valerevich
Engineer, I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia Zavertkin Aleksandr Sergeevich
PhD (Engineering), Institute of Geology of the Federal Research Centre "Karelian Science Oentre of the Russian Academy of
Sciences", Petrozavodsk, Russia
zavertkin@igkrc.ru
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.808-814 УДК 666.762.34
ОГНЕУПОРЫ ИЗ ФОРСТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА КОВДОРСКОГО ГОРНООБОГАТИТЕЛЬНОГО КОМБИНАТА
О. А. Белогурова, М. А. Саварина, Т. В. Шарай
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
Аннотация
Рассматривается возможность получения термостойких форстеритоуглеродистых огнеупоров из сырья Ковдорского ГОКа. Оценена степень влияния химического и гранулометрического состава на свойства получаемых огнеупоров, рассматриваются особенности технологии. Ключевые слова:
форстеритовый концентрат, антиоксидант, термостойкий форстеритоуглеродистый огнеупор.
REFRACTORIES FROM THE FORESTERITE CONCENTRATE OF KOVDORSKY MINING AND PROCESSING FACTORY
0. A. Belogurova, M. A. Savarina, T. V. Sharai
1. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials
of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
Abstract
We have considered the production of heat-resistant forsterite-carbonaceous materials from the Kovdorsky Mining and Processing Factory raw materials. The effect of the chemical and granulometric compositions of the raw materials (concentrate, briquette and additives) on the properties of forsterite
refractories, has been assessed. The features of the technology of refractory materials based on forsterite concentrate, have been considered. Keywords:
forsterite concentrate, antioxidant, heat-resistant forsterite-carbonaceous refractory.
Необходимость существенного расширения производства и применения форстеритовых огнеупоров обусловлена большими запасами магнезиальносиликатного сырья, низкой его стоимостью, высокой температурой плавления форстерита (1890 °С), шлако- и металлоустойчивостью. Широкое использование этих огнеупоров в промышленности сдерживает их низкая термостойкость.
Цель работы — исследование форстеритового концентрата, полученного из отходов обогатительного производства Ковдорского ГОКа, для изготовления огнеупоров.
Задачи: оценить степень влияния химического и гранулометрического составов исходных материалов (концентрата, брикета и добавок) на свойства форстеритовых огнеупоров; получить термостойкий форстеритоуглеродистый материал и оценить влияние вида антиоксиданта на технические характеристики огнеупора; выявить особенности технологии огнеупорных материалов на основе форстеритового концентрата.
Обычно в магнезиальносиликатном сырье ограничивают содержание оксидов железа, алюминия и кальция. Допустимым содержанием для качественного сырья считают не более 6 % (FeO + Fe2O3), оксида алюминия не более 2-3 %, оксида кальция не более 1,5-2 %.
Химический анализ исходного форстеритового концентрата из отходов обогатительного производства по главным оксидам, мас. %: MgO — 42,0; SiO2 — 30,6; FeO — 5,30; Fe2O3 — 5,91, CaO — 2,40; п. п. п. — 0,11. В подчиненных количествах в структуру могут входить катионы Al3+, Mn2+. Важным показателем является потеря при прокаливании, указывающая на наличие как гидратов, так и карбонатов в сырье. Поведение магнезиальносиликатного сырья при обжиге зависит от степени его чистоты.
Размеры зерен форстеритового концентрата из отходов обогатительного производства находятся в узком диапазоне значений, а именно 0,2-0 мм. В форстерите из апатито-форстерито-магнетитовых пород Ковдорского массива от 3 до 8% фаялитового компонента [1].
На рентгенограммах сырого, обожженного при 1450 °С и подшихтованного боем магнезиальных изделий форстеритового концентрата после термообработки практически все линии принадлежат форстериту. Изменения касаются области, связанной с аморфизацией вещества. Если форстеритовый концентрат обжигать без добавления боя магнезитовых изделий, то площадь этой области увеличивается, вероятно, это связано с плавлением примесных компонентов и появлением стеклофазы. Кроме того, при спектральном анализе обнаружены: бронзит, гиперстен, диопсид, пироп.
Бронзит, гиперстен, ферросилит относятся к ортопироксенам с общей формулой (Mg, Fe)2 Si20e, представляют собой непрерывный изоморфный ряд энстатит Mg2Si20e — ферросилит Fe2Si20e. Бронзит и гиперстен содержат от 12 до 50 молекулярных % ферросилита. Пироп Mg3Al2Si3Oi2. Химический теоретический состав: MgO — 30,01, AhO3 — 25,29, SiO2 — 44,70. Наибольшее содержание MgO в природных пиропах — 21,24 %; обычно Mg в большей или меньшей степени замещен Fe2+ и Mn, А1 замещен Fe3+ и Cr. Диопсид CaMgSi2Oe . Содержание СаО составляет 25,9 %, MgO — 18,5 %; SiO2 — 55,6 %.
При нагревании до 600-900 °C из твердого раствора форстерита и фаялита выделяется форстерит, метасиликат магния и оксид железа.
Форстерит при взаимодействии с оксидом железа образует магнезиоферрит и метасиликат магния (1200 °C) : Mg2 SiO4 + Fe2O3 = MgFe2O4 + MgSiO3.
Добавление в шихту оксида магния в том или ином виде приводит к тому, что неогнеупорные энстатит (1557 °C) и оксид железа при наличии его в свободном состоянии переходят в форстерит (1890 °C) и магнезиоферрит (1750 °C): MgSiO3 + MgO = Mg2SiO4; Fe2O3 + MgO = MgFe2O4.
Некоторый избыток оксида магния в системе MgO —F e2O3 — FeO — CaO — AbO3 — SiO2 обеспечивает переход в область форстерит -- периклаз -- магнезиоферрит. В ней существует тройная эвтектика с температурой плавления 1680 °C. Для среднего содержания оксида железа в сырье содержание жидкой фазы при температуре эвтектики составит 22 %, а температура, при которой содержание жидкой фазы превысит 35 % — 1760°C. Максимально допустимое значение содержания оксида железа, при котором критическое количество жидкой фазы образуется уже при температуре эвтектики, около 18 %, что выше верхнего предела содержания этого компонента в пробах форстеритового концентрата из отходов обогатительного производства.
Бронзит и гиперстен при термообработке перейдут в форстерит и магнезиоферрит.
В системе диопсид — форстерит существует низкотемпературная эвтектика, отвечающая составу 87,5 % форстерита и 12,5 % диопсида, температура 1389 °C (без учета влияния других примесей). После корректировки сырья оксидом магния, например, боем магнезитовых изделий, он взаимодействует с диопсидом CaMgSi2O6 и образуются монтичеллит и энстатит: CaMgSi2O6 + MgO = CaMgSiO4 + MgSiO3.
При низких температурах форстерит и монтичеллит имеют ограниченную серию твердых растворов, которая с повышением температуры возрастает и достигает максимума при 1500 °C. При этой температуре в составе форстерита может содержаться до 30 % монтичеллитовой молекулы, т. е. больше, чем максимально возможно (7,2 %) в откорректированном оксидом магния сырье. Для такого состава появление жидкой фазы происходит при температуре выше 1700 °C.
Оксид алюминия реагирует с форстеритом с образованием шпинели, которая, образуя твердые растворы с магнезиоферритом, понижает температуру эксплуатации изделий: 2АЬОз + Mg2 8Ю4 = 2MgAl2O4 + $Ю2.
Для более равномерного распределения примесей в форстеритовом концентрате из отходов обогатительного производства и гомогенизации смеси с целью уменьшения объемных изменений при обжиге изделий применяют брикетную технологию с получением полуфабриката — спекшегося синтетического наполнителя (шамота). Технологическая схема получения брикета: шихта определенного состава из форстеритового концентрата фракции 0,2-0 мм и боя магнезитовых изделий фракции 3-0,2 мм перемешивается, вводится связка (поливиниловый спирт), прессуется под давлением 50-70 МПа, высушивается в естественных условиях в течение суток. Затем обжигается при температуре 1300, 1400, 1450 °С. Полученный брикет дробят с получением фракций 3-0 мм, часть подвергают помолу в виброистирателе «ИВ 1», для получения фракции менее 0,063 мм. При получении брикета из форстеритового концентрата определяли влияние состава шихты и температуры обжига на его свойства. В наших работах [2, 3] было показано, что тонкое измельчение силикатной составляющей более интенсивно влияет на процесс спекания брикета, чем подобный помол магнезитового боя.
На рисунке 1 показана зависимость основных свойств брикета от состава шихты.
Рис. 1. Сравнительная гистограмма свойств брикета из форстеритового концентрата, обожженного при 1400 °С.
В легенде состав шихты из сырого форстеритового концентрата с добавлением вибромолотой фракции (*) и боя магнезитовых изделий (б), мас. %: р — плотность; По — пористость; Д V — изменение объема; б — прочность
Отметим, что образцы при полном отсутствии добавки оксида магния (бой магнезитовых изделий) в шихте достаточно сильно уменьшаются в объеме, особенно после введения тонкой фракции форстеритового концентрата, имеют повышенную плотность и прочность (температура обжига 1450 °С). Это может быть связано с увеличением количества жидкой фазы при обжиге. Введение оксида магния уменьшает прочность и плотность, стабилизирует изменение объема образца. При обжиге 1400 °С брикет из чистого форстеритового концентрата становится менее плотным и прочным. Увеличение количества боя магнезитовых изделий сильнее сказывается на уменьшении прочности и увеличении пористости, кроме того, удаление фракции 0,2-0 мм ведет к росту плотности и прочности. При обжиге 1300 °С усадочные явления уменьшаются, судя по показателю изменения объема, показатели пористости и водопоглощения увеличиваются. Образцы становятся менее прочными.
Углерод обладает высокой температурой плавления и теплопроводностью, низким температурным коэффициентом линейного расширения, пластичностью, несмачиваемостью металлическим расплавом. Добавка углерода увеличивает теплопроводность и создает пластичную матрицу вокруг зерен форстерита, позволяя ему деформироваться под воздействием меняющихся температур, не разрушая окружающий материал. Он способен противодействовать проникающему в огнеупор шлаку, снижает объем пор, уменьшает угол смачивания, восстанавливает оксиды железа до металла. Введение углерода позволяет увеличить термостойкость.
Углеродизация огнеупоров -- два взаимосвязанных процесса: введение углерода в изделие и предотвращение его выхода в процессе эксплуатации. В форстеритовый огнеупор углерод можно ввести в твердом (бой электродов, кокс, пек, отходы графитации и др.), жидком (лигносульфонат, смола, битум, этиленгликоль и др.), газообразном (обжиг огнеупоров в восстановительной среде) состоянии. Выгорание углерода является основным недостатком огнеупоров этого вида: С + 02 ^ С02; 2С + О2 ^ 2СО; С + С02 ^ 2СО; 2СО + О2 ^ 2С02. В результате образуется тонкий обезуглероженный слой, который разупрочняется и осыпается под действием тепловых нагрузок. Окисление углерода происходит не только из-за кислорода среды и углекислого газа, но и за счет легко восстанавливаемых оксидов переходных металлов ^еО, Fe2O3, Бе3О4). При высоких температурах окисление происходит вследствие окислительно-восстановительных реакций с огнеупорными оксидами.
Интенсивное окисление углерода, имеющее решающее влияние на износ подобных огнеупоров, можно преодолеть, используя в составе шихты антиоксидант, окисляющийся легче, чем углерод, например, металлические порошки алюминия, кремния, титана, циркония, железа, карбида кремния или их композиции.
Углерод в составы шихты для получения форстеритоуглеродистого огнеупора был введен в виде вибромолотого боя электродов и жидкого лигносульфоната (ЛСТ). Особое внимание следует обратить на перемешивание шихты. Разная плотность огнеупорного заполнителя и графита вызывает так называемое всплывание последнего. Пластичность графита уменьшает внутреннее трение частиц шихты, что способствует получению сырца хорошего качества. Хотя возможен некоторый рост пористости из-за его упругой деформации. Частично эти проблемы могут быть решены путем организации вылеживания массы для равномерного распределения связующего. Хранение массы не должно превышать 6 ч [4].
Обжиг форстеритоуглеродистых материалов реализуют в восстановительной среде, в данном случае в засыпке из коксика при 1450 °С.
При работе с оливиновым сырьем было отмечено, что с повышением содержания углерода в шихте необходимо увеличивать количество антиоксиданта [5]. Если в композицию введено 10 мас. % С, необходимо 7 мас. % алюминиевой пудры. При введении большего количества показатель термостойкости падает. При использовании 20-30 мас. % углерода количество алюминиевой пудры возрастает до 15 мас. %. Самая высокая термостойкость была получена в серии образцов, содержание углерода в которых было 25 %. Для получения огнеупорных материалов брикет дробили до фракций 3-0 мм. В некоторые составы вводили брикет после помола в виброистирателе «ИВ 1». Из боя магнезитового кирпича отсеивали фракцию менее 0,2 мм. Углеродистый компонент — бой графитовых стержней. Антиоксиданты — алюминиевая пудра ПАП-1 или отход производства ферросилиция. Свойства образцов приведены в таблицах 1, 2.
Таблица 1
Состав шихты и свойства форстеритоуглеродистых огнеупоров на основе брикета из концентрата
(обжиг 1400 °С)
Шихта Состав шихты, мас. % Физико-технические свойства
ФК 0,2-0 мм ФК < 0,063 мм Бой 3-0 мм Бой 3-0,2 мм ФБ 3-0 мм ФБ < 0,063 мм P, кг/м3 ж, % По, % Т б, н/мм2 ду, %
25 % углерода, антиоксидант — алюминиевая пудра (15 %)
1 10 50 (№ 1) 1929 15 30 14 21 +6,6
2 15 45 (№ 1) 1912 14 27 17 18 +4,7
3 20 40 (№ 1) 1875 18 34 28 17 +5,6
4 20 30 (№ 1) 10 (№ 1) 1973 15 30 31 15 +5,9
5 60 (№ 8) 1815 20 37 6 13 +6,1
6 10 50 (№ 8) 1901 18 34,5 9 15 +9,5
7 10 40 (№ 8) 10 (№ 8) 2052 11 23 23 31 +5,2
8 15 10 35 (№ 8) 1961 16 31 20 23 +5,6
9 10 50 (№ 8.1) 1872 18 34 33 19 +5,7
10 10 40 (№ 8.1) 10 (№ 8.1) 1955 13 25 33 19 +3,2
11 35 10 15 1889 16 30 6 8 +3,6
25 % углерода, антиоксидант — отход производства ферросилиция (15 %)
12 10 40 (№ 1) 10 (№ 1) 2069 12 26 13 33 +1,3
13 15 35 (№ 1) 10 (№ 1) 2097 12 25 13 27 +1,7
14 20 30 (№ 1) 10 (№ 1) 2023 14 28 23 22 -0,5
15 20 25 (№ 1) 15 (№ 1) 1992 15 30 26 21 +0,25
16 10 40 (№ 8) 10 (№ 8) 2030 14 28 17 15 +0,26
17 15 35 (№ 8) 10 (№ 8) 2025 14 28 14 18 +0,26
18 15 10 35 (№ 8) 2080 12 25 8 23 +0,8
19 10 50 (№ 8.1) 2039 13 27 11 18 0
20 10 40 (№ 8.1) 10 (№ 8.1) 1999 14 28 10 19 0
21 35 10 15 2035 12,6 25 6-8 40 +0,7
Для образцов на основе брикета 1 (100 % форстеритовый концентрат), обожженного при 1400 °С, отмечено, что с увеличением содержания в шихте боя магнезитовых изделий без введения фракции менее 0,063 мм форстеритового брикета показатель термостойкости возрастает, показатель плотности и прочности падает. Плотность увеличилась при введении в шихту тонкой фракции брикета.
В состав шихты из_брикета № 8 (60 % фр. 0,2-0 мм и 15 % фр. < 0,063 мм форстеритового концентрата и 25 % боя фр. 3-0,2 мм), обожженного при 1400 °С, дополнительно вводили 10 % боя магнезитовых изделий и
сырой форстеритовый концентрат. При возрастании количества боя магнезитовых изделий и введении фракции брикета менее 0,063 мм существенно увеличиваются показатели термостойкости, прочности и плотности, а при использовании сырого форстеритового концентрата в составе шихты эти показатели ухудшаются.
Таблица 2
Состав шихты и свойства форстеритоуглеродистых огнеупоров на основе брикета из концентрата
(обжиг 1300 °С)
Брикет Состав шихты, мас. % Свойства образцов
ФБ 3-0,2 мм в/п ФБ < 0,063 мм Бой 3-0,2 мм ркаж., кг/м3 Ж, % По, % Т с, н/мм2 ДУ, %
25 мас. % графит + 15 мас. % А1 пудра
1 30 10 20 1914 18 34 20 15 +4,4
8 40 10 10 1932 17 33 17 11 +5,5
8.1 40 10 10 1960 17 33 13 13 +4,1
Брикет № 8.1 (50 % фр. 0,2-0 мм и 15 % фр. < 0,063 мм форстеритового концентрата и 35 % боя фр. 3-0,2 мм), обожженный при 1400 °С, использован в составе шихты фракции 3-0 мм и с добавлением вибромолотой составляющей (10 мас. %). Количество боя магнезитовых изделий в обоих случаях — 10 мас. %. Плотность образцов увеличивается при введении фракции 0,063 мм, пористость уменьшается, прочность практически неизменна, термостойкость для обоих составов — 33 теплосмены. Это максимальный результат, достигнутый в исследовании форстеритоуглеродистых огнеупоров из форстеритового концентрата.
Условные обозначения в таблицах: ФК — форстеритовый концентрат; ФБ — форстеритовый брикет, № состава которого указан в скобках; в/п — вибропомол; бой — фракция 3-0 и 3-0,2 мм магнезитовых изделий соответственно; р — плотность, кг/м3; Ж — водопоглощение; По — пористость; Т — термостойкость, теплосмен (1300° — вода); б — прочность; ДУ — изменение объема: (-) — усадка образца; (+) — рост образца.
На основании данных таблиц 1 и 2 построены графические зависимости для свойств (рис. 2-4). Для форстеритоуглеродистых образцов на основе брикета разного состава показатели плотности и изменения объема практически неизменны, открытой пористости и водопоглощения уменьшаются, термостойкости и прочности увеличиваются с повышением температуры обжига. Анализ данных показывает, что в форстеритовый концентрат необходимо вводить до 35 % боя магнезитовых изделий. Установлено, что состав шихты, а именно: количество фракции брикета из форстеритового концентрата менее 0,063 мм и фракции 3-0,2 мм боя магнезитовых изделий влияют достаточно эффективно на все физико-технические свойства (таблицы 1, 2, рис. 2-4). Максимальный показатель термостойкости был получен для форстеритоуглеродистых образцов из шихты, содержащей брикет на основе форстеритового концентрата, с введением его тонкомолотой составляющей и 35 мас. % боя магнезитовых изделий.
р-10"1, По,% б,н/мм2 Т, т/смен ЛУ, %
I /смЗ
Наименование показателей
Рис. 2. Свойства форстеритоуглеродистых образцов на основе брикета № 1 после термообработки при 1300 и 1400 °С
р-10 1, По,% б,н/мм2 VI/,% Т, т/смен Д V, % г/смЗ
Рис. 3. Свойства форстеритоуглеродистых образцов на основе брикета № 8 после термообработки при 1300 и 1400 °С
35
р-1СГ1, По,% б, н/мм2 Т,т/смен ДУ, %
[ /смЗ
Наименование показателей
Рис. 4. Свойства форстеритоуглеродистых образцов на основе брикета № 8.1 после термообработки при 1300 и 1400 °С
Литература
1. Римская-Корсакова О. М., Краснова Н. И. Геология месторождений Ковдорского массива. СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2002. 146 с.
2. Гришин Н. Н., Белогурова О. А. Разработка термостойкого форстеритового огнеупора на основании модели влияния теплопроводности на термическое разрушение футеровок // Новые огнеупоры. 2006. № 5. С. 32-35.
3. Белогурова О. А., Ракитина Е. Ю., Гришин Н. Н. Форстеритошпинельные огнеупоры из отходов первичной переработки хромитовых руд // Огнеупоры и техническая керамика. 2006. № 8. С. 19-26.
4. Освоение и внедрение технологии производства периклазоуглеродистых огнеупоров / В. Н. Кунгурцев и др. // Огнеупоры и техническая керамика. 2002. № 1. С. 21.
5. Гришин, Н. Н., Белогурова О. А. Влияние структурирующих добавок на термостойкость форстеритовых огнеупоров // Огнеупоры и техническая керамика. 2007. № 9. С. 3-8.
Сведения об авторах Белогурова Ольга Александровна
кандидат технических наук, Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия belog_oa@chemy.kolasc.net.ru Саварина Марина Анатольевна
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН,
г. Апатиты, Россия
Шарай Татьяна Валентиновна
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
Belogurova Olga Aleksandrovna
PhD (Engineering), I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia belog_oa@chemy.kolasc.net.ru Savarina Marina Anatol'evna
I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia Sharai Tatyana Valentinovna
I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
DOI: 10.25702/KSC.2307-5252.2018.9.1.814-818 УДК 620.91 : 666.74 : 552.086
ВЛИЯНИЕ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
НА СВОЙСТВА УГОЛЬНОГО ТОПЛИВА И ЗОЛООТХОДОВ ОТ ЕГО СЖИГАНИЯ
Т. П. Белогурова1, Ю. Н. Нерадовский2, И. А. Миханошина1
1 Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты, Россия
2 Геологический институт ФИЦ Кольского научного центра РАН, г. Апатиты, Россия Аннотация
Рассмотрены вопросы высокоэнергетического воздействия на уголь при его помоле на шаровой барабанной мельнице и последующего доизмельчения с помощью дезинтегратора или проведения кавитационной обработки водоугольной суспензии. Показано, что и дезинтеграция, и кавитационная обработка являются эффективными средствами управления характеристиками топлив. С помощью методов рудной микроскопии установлено, что более интенсивные процессы горения с образованием легкой сферообразной золы идут в пробах углей, подвергнутых кавитационной обработке. Ключевые слова:
уголь, антрацит, измельчение, дезинтегратор, кавитация, золоотходы от сжигания водоугольного топлива.
INFLUENCE OF HIGH-ENERGY IMPACT ON PROPERTIES OF COAL FUEL AND ASH WASTE OF ITS BURNING
Т. P. Belogurova1, Y. N. Neradovsky2, I. A. Mikhanoshina1
II. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials
of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia 2 Geological Institute of the Federal Research Centre "Kola Science Centre of the Russian Academy of Sciences", Apatity, Russia
Abstract
The article deals with the problems of high-energy impact on the coal during the milling of the coal in ball drum mills and the subsequent regrinding in disintegrators or the cavitation treatment of the coal-water slurries. It has been shown that both the disintegration and the cavitation treatment are efficient methods for controlling the fuel characteristics. Microscopic studies have revealed that combustion yielding light spherical ash is the most intensive in the coal samples preliminarily subjected to cavitational treatment. Keywords:
coal, anthracite, grinding, disintegrator, cavitatie, ash waste of burnt coal-water fuel.
В настоящее время в угольной энергетике наиболее распространенным является способ сжигания углей в виде пылеугольного топлива (ПУТ). Альтернативным способом, позволяющим снизить отрицательное воздействие продуктов сгорания на окружающую среду, является способ сжигания угля в виде водоугольной суспензии (ВУС) [1]. В связи с этим все более приоритетными и востребованными становятся технологии микропомола, связанные с высокодисперсным измельчением углей [2]. Кроме того, при сжигании угля в виде ПУТ и ВУС образуются тонкодисперсные золоотходы, утилизация которых также является актуальной проблемой, требующей быстрого решения.
