CC BY
153
74 И.Я. Петров, В.Н. Допшак, О.В. Золотарев, А.Г. Бяков, Б.Г. Трясунов
8. Мариич Л.И. Газовая хроматография в контроле коксохимического производства. - М.: Металлургия. 1979. 192 с.
9. Кацобашвили Я.Р., Эльберт Э.И. Гидрогенизация сырой антраценовой фракции под давлением 50 атм на промышленном алюмокобальтмолибденовом каталимзаторе // Ж. прикл. химии. 1965. Т. 38. № 4. С. 930-936.
10. Каталитические свойства веществ: Справочник. Т. 4. / Под ред. В.А. Ройтера. - Киев: Наукова Думка. 1977. 296 с.
11. Clausen B.S., Тор8ше H., Massoth F.E. Hydrotreating Catalysts. In: Catalysis. Science and Technology. V. 11. (J.R. Anderson and M. Boudart, Eds.). - Berlin: Springer-Verlag. 1996. P. 1-312.
12. Эльберт Э.И., Трясунов Б.Г., Петров И.Я. Малооперационный каталитический процесс получения бензола высшей степени чистоты из коксохимического сырья // Деп. ОНИИТЭхим №396 ХП-Д82. -Черкассы. 1982. 25 с.
13. Допшак В.Н., Трясунов Б.Г. Малооперационный каталитический процесс переработки бензолсодержащих фракций пиролиза углей, сланцев и нефти //Деп. ЦНИИТЭнефтехим № 6-нх83. - М. 1983. 13 с.
14. Трясунов Б.Г. Генезис структуры полифункциональных молибденсодержащих катализаторов в процессах их синтеза и эксплуатации // Автореф. дис. на соискание уч. степ. докт. хим. н. - Кемерово. 1997. 38 с.
15. Допшак В.Н., Трясунов Б.Г., Петров И.Я. Катализ в технологии высокоскоростного пиролиза // Научные аспекты экологических проблем России: Труды Всерос. науч. конф., посвящ. памяти акад. А.Л. Яншина в связи с 90-летием со дня рождения, М., 13-16 июня 2001 г. Т. 2. - М.: Наука, 2002. С. 535-540.
□ Авторы статьи:
Петров Иван Яковлевич -канд. хим.наук, старший научный сотрудник лаборатории каталитических процессов в углехимии Института угля и углехимии СО РАН
Допшак Вячеслав Николаевич
- канд.техн. наук, доц. каф. химической технологии твердого топлива и экологии.
Бяков
Алексей Григорьевич -аспирант каф. химической технологии твердого топлива и экологии
Золотарев Олег Владимирович
- предприниматель
Трясунов Борис Григорьевич -докт.хим. наук, проф. кафедры химической технологии твердого топлива и экологии
УДК 552.57:66.094.3
Х.А. Исхаков, М.М. Колосова, Г.Г. Котова, В.Л.Игнатьев
УГЛИ КАНСКО-АЧИНСКОГО БАССЕЙНА В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ГУМИНОВЫХ КИСЛОТ
Для углей Канско-Ачинского бассейна характерно сравнительно быстрое окисление свежедобытого угля, приводящее к самовозгоранию не только при хранении, но и при перевозке на дальние расстояния [1]. Данное отрицательное свойство угля мы попытались рассмотреть совершенно с другой стороны, а именно - угли данного бассейна могут служить прекрасным источником гуминовых веществ, играющих важную роль в почвах [2,3].
В большинстве известных нам работ в качестве гуминовых соединений предлагается ис-
пользовать щелочные вытяжки бурых или окисленных каменных углей [4-7]. Мы отказались от этого способа ввиду необходимости использования дорогостоящих щелочных реагентов -гидроксида и карбоната натрия, аммиака. Канско-ачинский бурый уголь содержит гуминовые кислоты в количестве от 10 до 20% на сухую массу, а на окисленных участках выход гумино-вых кислот доходит до 65% [8].
В пределах Кемеровской области находятся несколько месторождений углей Канско-Ачинского бассейна с общими запасами ( в млрд.т):
Итатское 34,0
Барандатское 11,6
Тисульское 3,8
Северо-Судженское 8,6 Всего в пределах области 58,0 Для указанных месторождений характерно пологое, почти горизонтальное залегание с небольшими углами падений на крыльях синклинарий: на Итат-ском месторождении углы изменяются от 2 до 30о, а на Ба-рандатском - не превышают 5о. Такая геологическая структура обусловливает высокую рабочую влажность углей в пределах 32-43%. Спокойное залегание и высокая влажность сохраняют
Химическая технология
75
угольные пласты от окисления и самовозгорания, последние явления имеют место лишь на участках естественных угольных обнажений.
У добытого угля быстро теряется влажность, которая вначале доходит до 15-20%, а при длительном хранении в лаборатории - до 2-5%. Свежедобы-тый уголь вследствие потери влаги через 2-3 дня растрескивается в поверхностном слое, а через 10-15 дней полностью разрушается на мелкие классы крупности (3-5 мм), что сопровождается раскрытием внут-
ренней поверхности угля, состоящей из микропор, микротрещин и микрополостей. Из трёх видов воды - сорбированной, капиллярной и внешней остаются сорбированная и часть особотонкой капиллярной, которая в принципе близка к сорбированной [9].
Сорбция способствует переходу воды из полимерного состояния в мономерное, неустойчивое:
(Н2О)п ^ п Н2О.
Молекулы воды на поверхности подвергаются распаду по ионной и свободнорадикальной схемам:
Н2О ^ Н+ + ОН Н2О ^ Н + ОН
Кроме того, образуются такие активные формы как Н3О+ и НО2* . Сорбция на поверхности углей кислорода способствует образованию таких активных форм как О , О2+ , О2- , О22- , О- , О2- .
Данные ионы и свободные радикалы, взаимодействуя с функциональными группами угольных макромолекул, окисляют уголь [10], однако при постоянном отводе тепла процессы ограничиваются интенсивным образованием гумино-вых кислот. Так в наших опытах итатский уголь при первоначальном содержании гуминовых кислот около 20% при хранении в течение 19 месяцев в эксикаторе, на дне которого находилась вода, а пробка на крышке была постоянно открытой, показал выход гуминовых кислот, равный 74%.
При внесении измельчённого бурого угля класса крупности ниже 6 мм в почву, где условия образования гуминовых веществ будут весьма благоприятными, процессы окисления угля будут проходить значительно интенсивней и в итоге
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
будет иметь место многолетнее поступление в почву гуминов.
В работе [11] было показано, что при первоначальном выходе гуминовых кислот, равном 26,3%, после обработки угля соляной кислотой, выход гуминовых кислот, оставил 64,2%. Данное обстоятельство подтверждает, что значительная часть гуминов находится в углях в виде гуматов кальция и железа [2,3,12,13], играющих значительную роль в ионообменных процессах в почвах.
Что касается минеральной части канско-ачинских углей, то состав их золы весьма уникален
- содержание оксида кальция доходит до 50%. Этот фактор необходимо учитывать при внесении угля в почву. С углём в почву вносится и целая гамма микроэлементов [14].
Вывод
Бурые угли Кемеровской области совместно с золой уноса могут служить средством для создания плодородного слоя почвы при рекультивации нарушенных земель, а также в качестве источника гуминовых кислот для дерновоподзолистых почв.
1.
2.
3.
4.
376 с.
5.
6. 7.
Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т.8. - М.: Недра, 1964 - 798 с.
Возбуцкая А.Е. Химия почвы. - М.: ВШ, 1968. - 427 с.
Горбунов И.И. Минеральная и физическая химия почв. - М.: Наука, 1979. - 293 с.
Гуминовое удобрение. Ч. I/ Ред. В.П. Попов. - Харьков: Изд-во Харьковского унив-та, 1957. -
Гуминовые удобрения. Ч. II/ Ред. В.П. Попов. - Киев: Госсельхозиздат Укр. ССР, 1962. - 651 с. Гуминовые удобрения. Ч.Ш/Ред. Л.А. Христева. - Киев: Урожай, 1968. - 387с.
Гуминовые удобрения. Ч. 1У/Ред. А.А. Колбасин. - Днепропетровск, 1973. - 312с.
8. Григорьев К.Н. Канско-Ачинский угольный бассейн. - М.: Недра, 1968. - 184с.
9. Эттингер И.Л. Газоёмкость ископаемых углей. - М.: Недра, 1966. - 223 с.
10. Исхаков Х.А. Роль сорбированной влаги в процессах окисления углей// Химия твёрдого топлива.
- 1990. - №2. - С. 19-24.
11. Кухаренко Т.А. Окисленные в пластах бурые и каменные угли. - М.: Недра, 1972. - 215 с.
12. Зонн С.В. Железо в почвах. - М.: Наука. 1982. - 202 с.
13. ЗолотарёваБ.Н. Гидрофильные коллоиды и почвообразование. - М.: Наука, 1982. - 58 с.
14. Юдович Я.Э. Геохимия ископаемых углей. - Л.: Наука, 1978. - 262 с.
□ Авторы статьи:
Исхаков Хамза Ахметович
- докт. техн. наук, проф. каф. химии и технологии неорганических веществ
Колосова Марина Михайловна ■ канд.хим.наук, доц., зав. каф. химии КГСХИ
Котова Галина Георгиевна
- доц. каф. земледелия и растениеводства КГСХИ
Игнатьев Виктор Леонидович
- канд.хим.наук, доц. каф. химии КГСХИ
