Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Химическая и технологическая характеристика Южно-Якутского бассейна

08.05.2020

Классификация углей Южно-Якутского бассейна (Алдано-Чуль-манский район) приведена в табл. 6.

Характеристика качества углей приведена в табл. 7.

Кроме углей, вошедших в классификацию, в бассейне развиты сапропелевые и горючие сланцы в Тунгурчинском и Ытымджинском районах, угли пониженной степени углефикации в Гонамском районе, в Гувилгринской и Гюскангринской депрессиях и угли повышенного метаморфизма (?) по рекам Алдану, Унгре, Алдакаю и др. Кроме того, в Токийском и Гонамском районах наблюдается залегание углей на контактах с пластовыми интрузиями, при этом угли превращаются в естественный кокс или даже графит.
Химическая и технологическая характеристика Южно-Якутского бассейна


Весьма интересны закономерности изменения выхода летучих веществ в углях бассейна. Так, среди гумусовых углей максимальный выход летучих веществ отмечен для углей Гувилгринской депрессии (Vг=45,1%), которые отнесены к газовым, и для газово-жирных углей Чульмаканского месторождения (38,8%). Минимальный выход летучих веществ отмечен для углей по рекам Алдану (12,8%) и Унгре (10,2%), а также углей, подвергшихся контактовому воздействию изверженных пород (9,4% Ытымджинская площадь и Токинский район). А.И. Гусев считает, что в углях Алдано-Чульманского района выход летучих веществ значительно выше, чем даже в соответствующих восстановленных углях Донбасса.

Для углей бассейна характерны исключительно высокие опекающие свойства и теплота сгорания. Толщина пластического слоя в клареновых углях колеблется от 15 до 47 мм, достигая иногда 52 мм. Угли характеризуются сильной вспученностью коксового королька. Теплота сгорания (Qбг) южно-якутских углей по данным химических лабораторий НИИГА, Ленинградского горного института (ЛГИ), ИГИ АН России колеблется от 8300 до 9065 ккал/кг.

Результаты опытного коксования углей (табл. 8) показывают, что рассматриваемые угли относятся в основном к ценным технологическим маркам жирных и коксовых и при коксовании самостоятельно или в шихте дают кокс высокого качества. Коксование шихт, составлявшихся из углей Чульмаканского и Нерюнгринского месторождений, позволяет получать кокс более прочный, чем из углей этих месторождений, взятых раздельно. По отдельным вариантам шихт остаток кокса в барабане изменяется в пределах от 338 до 347 кг, содержание серы при этом составляло 0,32% и фосфора 0,003%. Неокисленные угли Нерюнгринского и частично Кабактинского и Муастахского месторождений при самостоятельном коксовании могут развивать давление распирания, опасное для эксплуатации промышленных коксовых печей, но устранимое путем шихтовки этих углей с более усадочными углями Чульмаканского месторождения или с окисленными углями Нерюнгринского месторождения.

На Нерюнгринском месторождении установлена глубокая зона окисления углей; поэтому особое практическое значение для бассейна имеет вопрос о возможности использования окисленных неспекающихся и слабоспекающихся углей для коксования. Серией опытов ВУХИН доказано, что последние в определенных шихтах могут быть использованы для коксования (см. табл. 8).

Опытное коксование углей Кабактинского и Денисовского месторождений показало, что эти угли способны самостоятельно, без присадки к ним тощих и жирных углей, образовывать металлургический кокс высокой механической прочности с остатком в барабане до 348 кг, при низком содержании в нем серы и фосфора.

Угли в основном мало- и среднезольные, малосернистые и малофосфористые. Зольность углей, как уже отмечалось, в значительной мере определяется петрографическими разностями кларенового типа углей, причем угли горкитской свиты характеризуются повышенной общей зольностью.

Химический cocтав золы по многочисленным анализам углей месторождений Алдано-Чульманского района характеризуется значительным постоянством: SiO2 53—60%, Al2O3 20—30%, Fe2O3 6—10%, CaO 46%, MgO 1,5—2%, P2O5 до 0,03%, SO3 1,5—3%. Температура плавления золы составляет примерно 1300° С. Таким образом, главную массу золы (75—90%) составляет сумма SO2+Al2O3. По заключению ВУХИН, состав золы южно-якутских углей является обычным для каменных углей восточных бассейнов России, используемых для производства доменного кокса.

Обогатимость углей Алдано-Чульманского района исследовалась ВУХИН по укрупненным пластово-промышленным и лабораторным пробам. По данным теоретического баланса продуктов обогащения среди исследованных углей более легко обогатимыми оказались угли дурайской свиты Чульмаканского месторождения, значительно труднее обогащаются угли горкитской свиты Денисовского, Кабактинского, Нерюнгринского и других месторождений. Оценка обогатимости произведена по концентрату удельного веса 1,4 и дополнительно по 1,5 для Нерюнгринского месторождения (табл. 9).

Весьма характерны для труднообогатимых по удельному весу 1,4 углей из горкитской свиты показатели обогатимости по концентрату удельного веса 1,5. Исследования нерюнгринских и других углей показали, что зольность концентрата удельного веса 1,5 возрастает по сравнению с зольностью концентрата удельного веса 1,4 на 1,5—2%, в то время как выход концентрата возрастает на 8,5—17%, и обогатимость углей резко улучшается на одну-две категории (угли из трудно и чрезвычайно трудно обогатимых переходят в легко и средне обогатимые). Средняя зольность концентрата по удельному весу 1,5 по Heрюнгринскому месторождению составляет 10,5%. Это свидетельствует о том, что для более высоко метаморфизованных углей коксовых марок, обладающих повышенным удельным весом, обогатимость следует оценивать по удельному весу 1,5. Обогатимость углей находится в теснейшей зависимости от их петрографического состава, и при промышленном обогащении основная масса концентрата получается за счет блестящих и полублестящих разновидностей углей.

Способность углей к самовозгоранию специально не изучалась, но, по-видимому, угли обладают большой устойчивостью в этом отношении, так как крупные отвалы у разведочных шахт лежат в течение ряда лет, не обнаруживая повышения температуры. Угли очень устойчивы против выветривания. М.В. Богданова отмечает резкое различие в характере окисления углей Южно-Якутского бассейна от углей Кузбасса и Донбасса аналогичной степени углефикации. Так, донецкие угли уже в средней подзоне выветривания содержат 66—89% гуминовых кислот, а южно-якутские даже в наиболее выветрелой зоне не более 23%.

Окисление углей приводит к повышению содержания в них гигроскопической влаги, зольности и кислорода, к повышению выхода летучих веществ и к потере блеска угля и спекающей способности (табл. 10). Начальные стадии окисления углей гораздо раньше других показателей качества отмечаются по повышению содержания гигроскопической влаги (Wа), которая для неокисленных коксовых углей бывает обычно менее 1%. Для жирных углей Чульмаканского месторождения отмечались неокисленные угли при содержании Wа до 1,3%. В выветрелых сажистых углях содержание Wа достигает 6—8 и даже 10—12%. Спекаемость углей изменяется гораздо позднее других показателей. Глубина зоны окисления на месторождениях с тонкими и средними пластами обычно составляет 35—50 м по вертикали от дневной поверхности, достигая у мощных пластов (Нерюнгринское месторождение) 90—150 м. Содержание рабочей влаги в окисленных углях Heрюнгринского месторождения составляет в среднем 4—5%, достигая на выходе пласта 7,5—10%.

Исследованиями ВУХИН установлено, что жирные угли Чульмаканского месторождения представляют собой ценное сырье для получения химических продуктов термической переработки угля; коксовые отощенные угли Нерюнгринского месторождения не дают большого выхода этих продуктов. У чульмаканских углей выход смолы составил 4—8%, бензола 1,27—1,56%, коксового газа 13,9—17% (338—356 м3/т), аммиака 0,22—0,26%, кокса 74,4—76,2%. Состав газа смолы: H2S 0,6—0,7%; CO 0,6—2,5%. Состав коксового газа: CnHm 1,7—2,4%; CO2 3,4—4,9%; H2 59,3—63,6%; CH4 27,4—31%; N2 0,8—1,6%. Теплота сгорания газа составила 4436—4682 ккал/м3. Содержание битума А колеблется от 0,4 до 2,1 %.

По содержанию редких и рассеянных элементов угли бассейна изучены очень слабо и в целом характеризуются весьма низким их содержанием.

Н.А. Попов, проводивший в ВУХИН исследования южно-якутских углей, оценивая их качества, отмечает, что в бассейне имеют распространение угли с легкой и средней обогатимостью и значительное количество труднообогатимых углей (по концентрату удельного веса 1,4). После обогащения из этих углей представится возможность получить высококачественный металлургический кокс, прочность которого будет характеризоваться остатком в барабане около 340 кг и более. Качество углей позволит снабжать доменные печи малосернистым коксом (с содержанием серы 0,3—0,4%) и малофосфористым коксом (с содержанием фосфора 0,003—0,005%). Зольность кокса будет составлять в среднем 11,5—13%. Технологические свойства южно-якутских углей позволяют вести производство кокса в условиях обычной технологии коксования. Основная часть окисленных неспекающихся углей, развитых на ряде месторождений бассейна, может быть использована как высококачественные энергетические угли.

Особенности состава и свойств углей бассейна почти всеми исследователями без исключения связываются с условиями накопления растительного материала углей в анаэробной сильно восстановительной среде при предельной степени остудневания и разложения растительного материала. Одновременно они несомненно определялись также специфичными условиями проявившегося в бассейне метаморфизма углей.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: