Статья из журнала «Уголь Украины» icon

Статья из журнала «Уголь Украины»




Скачати 85.77 Kb.
НазваСтатья из журнала «Уголь Украины»
Дата08.06.2012
Розмір85.77 Kb.
ТипСтатья

Статья из журнала «Уголь Украины» №1, 2000

СОДЕРЖАНИЕ ОБЩЕЙ СЕРЫ В УГОЛЬНЫХ ПЛАСТАХ НА ШАХТАХ УКРАИНЫ

В. Я. Долгий, А. А. Кривченко, М. Д. Шамало.

В электронный вид перевел Ерёменко С.А.

По состоянию на 01.01.99 г. в Украине в разработке находится более 570 шахтопластов, которые сильно разнятся по своим качественным параметрам. Одним из важных показателей качества добываемых уг­лей является содержание общей серы— наиболее вредной примеси. При сжигании углей значительная часть сернистых соединений превращается в оксиды серы (сернистый газ), которая негативно влияет на здоровье человека, отравляет атмосферу, вызывает коррозию металлов [1].

Повышенное содержание серы в углях снижает их качество, обусловливает при энергетическом использовании значительный рост расхода топлива и опасность загрязнения среды токсичными оксидами серы, а при коксовании — ухудшение качества кокса и увеличение его количества при выплавке чугуна. Например, увеличение сернистости угля на 0,1% приводит к снижению производительности доменной печи и росту' расхода кокса на 1,8% [2]. Превышение содержания обшей серы в углях, предназначенных для коксования, на 0.1% по сравнению со средними расчетными нормами влечет за собой снижение оптовой цены угля на 0.5%.

Содержание серы в угле — один из важнейших критериев пригодности его для коксования, так как качественные показатели кокса зависят от содержания золы и серы. В украинских углях различаются колчеданная (пиритная), органическая, сульфатная и элементарная серы.

Колчеданная (пиритная) сера — основной вид сернистых соединений в углях, на ее долю в среднем приходится 62% общего содержания серы. Формы включений серного колчедана в угольные пласты различны. Колчедан, образовавшийся в период угленакопления, распределен по угольному веществу равномерно, в тонкодисперсной форме и, как правило, связан с органической массой угля. Сернистый колчедан, образовавшийся по трещинам усыхания путем инфильтрации после прекращения процесса угленакопления, распределен грубодисперсно, локализовано — в виде линз, желваков, зерен, гнезд. Он представляет вклю­чения в виде примесей, доступных выделению меха­ническим способом.

Органическая сера равномерно распределена по всему угольному веществу, ее невозможно выделить. Диапазон содержания органической серы в украинских углях 0,3—0,5%, но встречается 2,5—3%; такое бывает и в пределах одного пласта на близлежащих участках. Это говорит о том, что органическая сера образовалась не только за счет серы исходного растительного материала. Органические сернистые его соединения соответствуют примерно 0,3—0,5% серы в угле. Полагают, что источниками образования вторичной серы была элементарная сера, которая при соответствующих условиях взаимодействовала с органическим веществом и увеличивала количество органической серы.

Сульфатная сера в украинских углях содержится в небольшом количестве (до 0,1%), чаще встречается в углях, долго хранящихся на поверхности. Эта форма серы — результат окисления пирита, в угле она в виде тонких примазок из гипса. Элементарная сера — ос­татки серы, которая не прореагировала с углем, она распределяется в виде тонкодисперсных соединений. В угле ее около 0,15%.

В балансе сернистости углей существенную роль играют колчеданная и органическая серы и незначи­тельную — сульфатная и элементарная. В углях невысокой сернистости преобладает сера органическая (около 60% общего ее содержания), в высокосернистых — колчеданная, а доля органической серы уменьшается до 30%. Выраженной закономерности в соотношении между колчеданной и органической серами, как по мощности угольного пласта, так и по его простиранию не наблюдается.

Согласно общепринятой классификации по содержанию общей серы угли подразделяются на низкосернистые (до 1,5% серы), среднесернистые (1,5—2,5%), сернистые (2,5—4%) и высокосернистые (более 4%). Ценными для коксования являются угли двух первых групп.

На предприятиях Минуглепрома разрабатываются пласты всех категорий, больше всего сернистые (35,2% их общего количества), 26,4% пластов относится к низкосернистым, 24% — к среднесернистым и 14,4% — к высокосернистым. Пять предприятий отрабатывают только низкосернистые пласты: шахты "Кировская", "Октябрьский рудник" ГОАО "Октябрьское", "Бутовка-Донецкая", "Южнодонбасская" № 3 и "Благодатная". Кроме последней, все они добывают коксующиеся угли; всего таких шахт по Минуглепрому 74.

Из 238 шахтопластов с коксующимися углями 113 (или 47,5%) имеют наиболее ценные сернистостью до 2,5%. Содержание серы в углях различных марок и в пределах каж­дой сильно колеблется. В среднем в углях ДГ, Г, К и ОС серы меньше 2.5%, они являются ценными для коксования. Сернистость углей Ж ниже предельной для коксования. Среднее содержание серы в угле каждой марки достигается путем его шихтования в пределах марки. Шихтование (шихтовка) — процесс смешения ископаемого сырья разных сортов или с различным содержанием ценного компонента в целях придания определенных технологических свойств смеси, а также ее вещественному составу для упрощения технологии и повышения показателей обогащения [3]. При шихтовании качественный кокс (равномерный по крупности и малотрещиноватый) получается только из коксовых углей.

Для получения высококачественного кокса из углей остальных марок (ДГ, Г, Ж и ОС) необходимо производить шихтовку их не только внутри каждой марки (для усреднения содержания серы), но и смешивая между собой. При этом отощенные спекающиеся угли являются отошаюшим компонентом шихты, снижающим трещиноватость кокса, способствуют увеличению его крупности. При шихтовании углей ДГ, Г, Ж и ОС получается смесь с содержанием серы 2,2%, что ниже верхнего предела сернистости углей, ценных для коксования. Таким образом, посредством шихтования углей в пределах одной и между различными марками можно получить угли, ценные для коксования.

Если в процессе шихтования происходит только усред­нение содержания серы в углях, то его снижение осуществ­ляется на всех этапах производственного цикла "обогаще­ние — коксование — доменная плавка". При переработке угля на обогатительных фабриках достигается значительное снижение серы: до 20% при обогащении на концентрационных столах и до 20—22% на отсадочных машинах. В основном удаляется колчеданная сера, содержащаяся в многосернистых углях, причем максимальный эффект обессеривания дают угли марки Ж.

В углях Украины преобладающее количество пирита представлено зернами размером до 15 мк, поэтому при обогащении физическими методами, используемыми в промышленном масштабе (отсадка, тяжелосредные сепараторы, гидроциклоны, противоточная сепарация и др.), снижение содержания серы в концентратах невелико. Для глубокого обогащения по сере необходимо раскрытие лиритных зерен путем дробления угля до 3 мм и менее. Эффективное обога­щение по сере дробленого угля осуществляется только при таких методах обогащения, которые обеспечивают точность поддержания плотности разделения и четкость разделения мелких классов. Таким требованиям отвечают химико-гравитационный и центробежный методы десульфурации, однако они отличаются сложной технологией, большой энергоемкостью и высокой себестоимостью.

Кроме того, существуют химический и бактериологический методы обессеривания угля. Химические методы, основанные на действии окислительных и реже восстановительных агентов, приводят к переводу серы в газообразные или растворимые в водных средах продукты. Например, паровоздушная обработка при 200—350 °С углей Донбасса переводит 55% исходного количества серы в SO, с примесью SO}. Под действием водных растворов окислителей (например, азотная кислота) из угля извлекаются практически все неорганические и свыше 70% органических соединений серы. Заметная степень обессеривания угля достигается при бактериологическом выщелачивании хемоавтотрофными микроорганизмами — до 90% пиритной серы [2]. Однако эти методы у нас не применяются ввиду их дороговизны (около 50 дол. на 1 т угля).

Дальнейшее обессеривание угля наблюдается при его коксовании, когда сера переходит в газ. При этом установлена следующая закономерность: если серы содержится до 2,5, то чем ее больше, тем больше выделяется; при содержании более 2,5% выделение становится относительно постоянным. При коксовании удаляется 18—20% серы, остальная часть переходит в кокс. Исследования показали, что дальнейшее увеличение сероудаления во время коксования невозможно.

Максимальное количество серы (91—92%) уходит со шлаками в процессе доменной плавки, еше 5% — с колосниковой пылью. При этом установлено, что количество серы, переходящее в чугун, в меньшей мере зависит от количества внесенной серы в доменную печь, а обычно — от качества протекания процесса. Сернистость чугуна — в определенных пределах управляемая величина посредством изменения степени ошлакования серы, что достигается изменением основности шлаков. При работе доменной печи на высоко­сернистом коксе с улучшенными механическими свойствами удельный его расход снижается на 2%, при этом технико-экономические показатели работы доменной печи становятся выше. Улучшенные механические свойства кокса не только компенсируют вредное влияние повышенного содержания серы, но и превалируют над ним при выплавке чугуна. Еще более эффективна внепечная десульфурация чугуна, в процессе которой содержание серы в чугуне уменьшается в 2—3 раза, а затраты по удалению серы ниже, чем в доменных печах шихтования, обогащения угля, коксования и доменной плавки содержа­ние серы может быть доведено до необходимого уровня.

Исследования, проведенные еще в начале 70-х годов, показывают, что высокое содержание серы в углях не является препятствием к применению их для коксования и что требования металлургов по ограничению содержания серы в коксующихся углях неоправданно жестки. Особо актуален этот вопрос в настоящее время, когда металлурги настаивают на ввозе низкосернистых углей из других стран, в чем нет острой потребности, так как в процессе.

Таким образом, при обогащении, коксовании и доменной плавке происходит удовлетворительное обессеривание углей, что позволяет использовать в металлургических процессах сернистые и высокосернистые угли.

Литература

1. Справочник по обогащению углей.— М.: Недра, 1984.

2. Горная энциклопедия.— М.: Советская энциклопедия,

1987.—Т. 3.

3. Горное дело: Терминологический словарь.— М.: Недра,

Схожі:

Статья из журнала «Уголь Украины» iconВедомость конкурса «Лучший молодой ученый онэу» за период с 01. 06. 2011 по 20. 05. 2012
Статья* на научную тематику опубликованная не в сборнике из перечня вак (указать название статьи, наличие соавторов, название журнала,...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconВедомость конкурса «Лучший молодой ученый онэу» за период с 01. 06. 2011 по 20. 05. 2012
Статья* на научную тематику опубликованная не в сборнике из перечня вак (указать название статьи, наличие соавторов, название журнала,...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconСтатья из журнала «Кокс и химия»
Перед такими системами ставится задача повышения экономической ответственности за конечные результаты работы, лучшее использование...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconВниманию авторов научного журнала
Редколлегия журнала принимает к печатанию статьи в соответствии с профилем издания. Рецензии на книги подаются вместе с экземпляром...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconСтатья "Европейский союз как одно из направлений региональной интеграции Украины" рекомендуется для публикации в Сборнике трудов магистрантов выпуска 2002 года
Е. актуализируется вопрос интеграции Украины в Европейский Союз. Выделены преимущества, которые получают участники такого союза в...
Статья из журнала «Уголь Украины» icon1 Уголь Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником. Главная роль в освоении угля как источника энергии принадлежит Англии. Там же началась промышленная революция
Уголь был первым используемым невозобновляемым энергоисточником. Главная роль в освоении угля как источника энергии принадлежит Англии....
Статья из журнала «Уголь Украины» iconТ. Д. Шубейкина Преображение живой клетки знак новой эры Статья
Статья опубликована в «Вестнике» Харьковского национального университета имени В. Н. Каразина, №1043, С. 73-85
Статья из журнала «Уголь Украины» iconСтатья должна соответствовать тематике журнала и современному состоянию науки и техники, содержать новый научный результат (раскрытая природа явления, установленная закономерность, особенность, механизм, аналитическая или статистическая зависимость, разработанная модель и т п.
Выделенные жирным шрифтом науки по состоянию на 01. 09. 1999 года включены в список вак1, Принимаются также статьи о деятелях науки,...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconСтатья должна соответствовать тематике журнала и современному состоянию науки и техники, содержать новый научный результат (раскрытая природа явления, установленная закономерность, особенность, механизм, аналитическая или статистическая зависимость, разработанная модель и т п.
Выделенные жирным шрифтом науки по состоянию на 01. 09. 1999 года включены в список вак1, Принимаются также статьи о деятелях науки,...
Статья из журнала «Уголь Украины» iconСтатья I. Вступ 6 Статья II. 1 Вказівки до вивчення дисципліни "Нарисна геометрія"
Дані методичні вказівки, розроблені відповідно до опп напрямів підготовки, регламентують порядок самостійної роботи студентів інженерно-технічних...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи