Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита
Исследовано влияние поверхностной модификации под действием анионных и катионных поверхностно-активных веществ, окислителей и выщелачивателей на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита. Установлено, что в сильнокислой среде поверхность угля положительно заряжена, а в...
Gespeichert in:
| Datum: | 2012 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут газу НАН України
2012
|
| Schriftenreihe: | Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127062 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита / А.С. Макаров, Р.Е. Клищенко, Е.В. Макарова, И.И. Токарев // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 1. — С. 10-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127062 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1270622025-02-09T09:56:40Z Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита Вплив поверхневої модифікації на електроповрхневі властивості водовугільної суспензії на основі антрациту Effect of Surface Modification on the Electrosurface Properties of the Coal-Aqueous Suspensions Based on Anthracite Макаров, А.С. Клищенко, Р.Е. Макарова, Е.В. Токарев, И.И. Топливо и энергетика Исследовано влияние поверхностной модификации под действием анионных и катионных поверхностно-активных веществ, окислителей и выщелачивателей на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита. Установлено, что в сильнокислой среде поверхность угля положительно заряжена, а в слабокислой и щелочной средах заряд становится отрицательным. Изоэлектрическая точка исследованных суспензий лежит в диапазоне рН 3–4. Основную роль при стабилизации водоугольных дисперсий играет структурно-механический фактор, а также стерические эффекты в растворах полиэлектролитов. Досліджено вплив поверхневої модифікації під дією аніонних та катіонних поверхнево- активних речовин, окислювачів та вилуговувачів на електроповерхневі властивості водовугільних суспензій на основі антрациту. Встановлено, що у сильнокислому середовищ і поверхню вугілля позитивно заряджено, а у слабкокислому та лужному середовищ і заряд стає негативним. Ізоелектрична точка досліджених суспензій лежить у діапазоні рН 3–4. Основну роль при стабілізації водовугільних дисперсій відіграє структурно-механічний фактор, а також стеричні ефекти у розчинах поліелектролітів. The paper dedicated to examination of surface modification by use of anionic/cationic surfactants, oxidizing and leaching reagents on the electric surface properties of the coal-aqueous suspensions based on anthracite. It is stated, that particle of coal acquire positive charge in strong acid media, in neutral and alkaline ones a charge becomes negative. The isoelektric point of examined suspensions lies in the range of pH 3–4. It is rotined that a determining role at structure forming and stabilizing of rheological properties of suspension is played by dispersive and stabilizing reagents. 2012 Article Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита / А.С. Макаров, Р.Е. Клищенко, Е.В. Макарова, И.И. Токарев // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 1. — С. 10-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. 0235-3482 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127062 544.77 ru Энерготехнологии и ресурсосбережение application/pdf Інститут газу НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика |
| spellingShingle |
Топливо и энергетика Топливо и энергетика Макаров, А.С. Клищенко, Р.Е. Макарова, Е.В. Токарев, И.И. Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| description |
Исследовано влияние поверхностной модификации под действием анионных и катионных поверхностно-активных веществ, окислителей и выщелачивателей на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита. Установлено, что в сильнокислой среде поверхность угля положительно заряжена, а в слабокислой и щелочной средах заряд становится отрицательным. Изоэлектрическая точка исследованных суспензий лежит в диапазоне рН 3–4. Основную роль при стабилизации водоугольных дисперсий играет структурно-механический фактор, а также стерические эффекты в растворах полиэлектролитов. |
| format |
Article |
| author |
Макаров, А.С. Клищенко, Р.Е. Макарова, Е.В. Токарев, И.И. |
| author_facet |
Макаров, А.С. Клищенко, Р.Е. Макарова, Е.В. Токарев, И.И. |
| author_sort |
Макаров, А.С. |
| title |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| title_short |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| title_full |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| title_fullStr |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| title_full_unstemmed |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| title_sort |
влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита |
| publisher |
Інститут газу НАН України |
| publishDate |
2012 |
| topic_facet |
Топливо и энергетика |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127062 |
| citation_txt |
Влияние поверхностной модификации на электроповерхностные свойства водоугольных суспензий на основе антрацита / А.С. Макаров, Р.Е. Клищенко, Е.В. Макарова, И.И. Токарев // Энерготехнологии и ресурсосбережение. — 2012. — № 1. — С. 10-15. — Бібліогр.: 8 назв. — рос. |
| series |
Энерготехнологии и ресурсосбережение |
| work_keys_str_mv |
AT makarovas vliâniepoverhnostnojmodifikaciinaélektropoverhnostnyesvojstvavodougolʹnyhsuspenzijnaosnoveantracita AT kliŝenkore vliâniepoverhnostnojmodifikaciinaélektropoverhnostnyesvojstvavodougolʹnyhsuspenzijnaosnoveantracita AT makarovaev vliâniepoverhnostnojmodifikaciinaélektropoverhnostnyesvojstvavodougolʹnyhsuspenzijnaosnoveantracita AT tokarevii vliâniepoverhnostnojmodifikaciinaélektropoverhnostnyesvojstvavodougolʹnyhsuspenzijnaosnoveantracita AT makarovas vplivpoverhnevoímodifíkacíínaelektropovrhnevívlastivostívodovugílʹnoísuspenzíínaosnovíantracitu AT kliŝenkore vplivpoverhnevoímodifíkacíínaelektropovrhnevívlastivostívodovugílʹnoísuspenzíínaosnovíantracitu AT makarovaev vplivpoverhnevoímodifíkacíínaelektropovrhnevívlastivostívodovugílʹnoísuspenzíínaosnovíantracitu AT tokarevii vplivpoverhnevoímodifíkacíínaelektropovrhnevívlastivostívodovugílʹnoísuspenzíínaosnovíantracitu AT makarovas effectofsurfacemodificationontheelectrosurfacepropertiesofthecoalaqueoussuspensionsbasedonanthracite AT kliŝenkore effectofsurfacemodificationontheelectrosurfacepropertiesofthecoalaqueoussuspensionsbasedonanthracite AT makarovaev effectofsurfacemodificationontheelectrosurfacepropertiesofthecoalaqueoussuspensionsbasedonanthracite AT tokarevii effectofsurfacemodificationontheelectrosurfacepropertiesofthecoalaqueoussuspensionsbasedonanthracite |
| first_indexed |
2025-11-25T14:30:23Z |
| last_indexed |
2025-11-25T14:30:23Z |
| _version_ |
1849773028765859840 |
| fulltext |
10 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1
Piatnichko À.I., Ivanov Yu.V., Zhuk G.V., Budniak S.V.
The Gas Institute of NASU, Kiev
Absorption Extraction of Methane
and Carbon Dioxide from Biogas
Gas resources, which can be extracted from different origin biomass in Ukraine are esti-
mated by the energy equivalent to natural gas as 4,5 bln m3/year. The presence of
non-burning gases-carbon dioxide and others – in biogas in addition to methane signifi-
cantly reduces its calorific value and therefore the direct using it instead of natural gas
in thermal power plants and requires an additional investment in equipment upgrades.
Purification of biogas from CO2 is typically carried out in the absorption system, where
aqueous solutions of amines are used as absorbent. Energy costs in the process of absorp-
tion/desorption dependent mainly on the composition and properties of the absorbent.
The multivariant calculations of the unit energy indexes allow to establish that the
methyl-diethanolamine (40 %) with monoethanolamine (8–10 %) is the optimal aqueous
solution. The absorbent application reduces heat load of re-boiler and stripper reflux in
2–4 times in comparison with a solution of monoethanolamine and decreases in the
1,5–2 times the cost of the circulation of the absorbent. The calculations of typical de-
signs of liquid CO2 as a commercial product display that it is advisable advisable to use
ammonia (propane) refrigerator for specific energy consumption for liquefaction of gas-
eous CO2 minimization.
Key words: biogas, biomethanå, carbon dioxide, cleaningby amines, absorption,
desorption, re-bojler, reflux, liquefaction, heat.
Received January 5, 2012
ÓÄÊ 544.77
Ìàêàðîâ À.Ñ., Êëèùåíêî Ð.Å., Ìàêàðîâà Å.Â., Òîêàðåâ È.È.
Èíñòèòóò êîëëîèäíîé õèìèè è õèìèè âîäû ÍÀÍ Óêðàèíû, Êèåâ
Âëèÿíèå ïîâåðõíîñòíîé ìîäèôèêàöèè
íà ýëåêòðîïîâåðõíîñòíûå ñâîéñòâà
âîäîóãîëüíûõ ñóñïåíçèé íà îñíîâå àíòðàöèòà
Èññëåäîâàíî âëèÿíèå ïîâåðõíîñòíîé ìîäèôèêàöèè ïîä äåéñòâèåì àíèîííûõ è êàòè-
îííûõ ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûõ âåùåñòâ, îêèñëèòåëåé è âûùåëà÷èâàòåëåé íà ýëåêòðî-
ïîâåðõíîñòíûå ñâîéñòâà âîäîóãîëüíûõ ñóñïåíçèé íà îñíîâå àíòðàöèòà. Óñòàíîâëåíî,
÷òî â ñèëüíîêèñëîé ñðåäå ïîâåðõíîñòü óãëÿ ïîëîæèòåëüíî çàðÿæåíà, à â ñëàáîêèñ-
ëîé è ùåëî÷íîé ñðåäàõ çàðÿä ñòàíîâèòñÿ îòðèöàòåëüíûì. Èçîýëåêòðè÷åñêàÿ òî÷êà
èññëåäîâàííûõ ñóñïåíçèé ëåæèò â äèàïàçîíå ðÍ 3–4. Îñíîâíóþ ðîëü ïðè ñòàáèëèçà-
öèè âîäîóãîëüíûõ äèñïåðñèé èãðàåò ñòðóêòóðíî-ìåõàíè÷åñêèé ôàêòîð, à òàêæå ñòå-
ðè÷åñêèå ýôôåêòû â ðàñòâîðàõ ïîëèýëåêòðîëèòîâ.
Êëþ÷åâûå ñëîâà: àíòðàöèò, âîäîóãîëüíûå ñóñïåíçèè, ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûå âåùåñò-
âà, ñòðóêòóðíî-ìåõàíè÷åñêèé ôàêòîð, ïîâåðõíîñòíàÿ ìîäèôèêàöèÿ.
Äîñë³äæåíî âïëèâ ïîâåðõíåâî¿ ìîäèô³êàö³¿ ï³ä 䳺þ àí³îííèõ òà êàò³îííèõ ïîâåðõíå-
âî-àêòèâíèõ ðå÷îâèí, îêèñëþâà÷³â òà âèëóãîâóâà÷³â íà åëåêòðîïîâåðõíåâ³ âëàñòèâîñò³
âîäîâóã³ëüíèõ ñóñïåíç³é íà îñíîâ³ àíòðàöèòó. Âñòàíîâëåíî, ùî ó ñèëüíîêèñëîìó ñåðå-
äîâèù³ ïîâåðõíþ âóã³ëëÿ ïîçèòèâíî çàðÿäæåíî, à ó ñëàáêîêèñëîìó òà ëóæíîìó ñåðå-
äîâèù³ çàðÿä ñòຠíåãàòèâíèì. ²çîåëåêòðè÷íà òî÷êà äîñë³äæåíèõ ñóñïåíç³é ëåæèòü ó
ä³àïàçîí³ ðÍ 3–4. Îñíîâíó ðîëü ïðè ñòàá³ë³çàö³¿ âîäîâóã³ëüíèõ äèñïåðñ³é â³ä³ãðàº
ñòðóêòóðíî-ìåõàí³÷íèé ôàêòîð, à òàêîæ ñòåðè÷í³ åôåêòè ó ðîç÷èíàõ ïîë³åëåêòðîë³ò³â.
Êëþ÷îâ³ ñëîâà: àíòðàöèò, âîäîâóã³ëüí³ ñóñïåí糿, ïîâåðõíåâî-àêòèâí³ ðå÷îâèíè,
ñòðóêòóðíî-ìåõàí³÷íèé ôàêòîð, ïîâåðõíåâà ìîäèô³êàö³ÿ.
� Ìàêàðîâ À.Ñ., Êëèùåíêî Ð.Å., Ìàêàðîâà Å.Â., Òîêàðåâ È.È., 2012
Òîïëèâî íà îñíîâå âîäîóãîëüíîé ñóñïåíçèè
(ÂÓÒ) ÿâëÿåòñÿ â íàñòîÿùåå âðåìÿ îäíèì èç
íàèáîëåå ïåðñïåêòèâíûõ ýíåðãîíîñèòåëåé, îñî-
áåííî â óñëîâèÿõ îñòðîãî ýíåðãåòè÷åñêîãî êðè-
çèñà â Óêðàèíå. Îíî äîëæíî èìåòü îïðåäåëåí-
íûå õàðàêòåðèñòèêè, îáóñëîâëèâàþùèå åãî
óñïåøíîå èñïîëüçîâàíèå â ñóùåñòâóþùèõ òåï-
ëî- è ýíåðãîãåíåðèðóþùèõ óñòàíîâêàõ. Íàðÿäó
ñ òàêèìè âàæíåéøèìè äëÿ òîïëèâ õàðàêòåðè-
ñòèêàìè, êàê òåïëîòâîðíàÿ ñïîñîáíîñòü, ýêîíî-
ìè÷åñêàÿ ýôôåêòèâíîñòü è ýêîëîãè÷åñêàÿ áåçî-
ïàñíîñòü, ñóùåñòâåííîå çíà÷åíèå ïðèîáðåòàåò
ñòàáèëüíîñòü ÂÓÒ â òå÷åíèå îïðåäåëåííîãî âðå-
ìåíè. Îòëè÷èòåëüíîé îñîáåííîñòüþ âîäîóãîëü-
íûõ ñóñïåíçèé òîïëèâíîãî íàçíà÷åíèÿ ÿâëÿåòñÿ
îïðåäåëåííûé íàáîð ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ (òå-
êó÷åñòü, ïëàñòè÷íîñòü, íàïðÿæåíèå ñäâèãà è
ò.ï.), íåæåëàòåëüíîå èçìåíåíèå êîòîðûõ îòðè-
öàòåëüíî ñêàçûâàåòñÿ íà ýêñïëóàòàöèîííûõ
ñâîéñòâàõ ÂÓÒ.
Ñòàáèëüíîñòü ñóñïåíçèé îïðåäåëÿåòñÿ âçàè-
ìîäåéñòâèåì ïîâåðõíîñòè óãîëüíûõ ÷àñòèö ñ
äèñïåðñèîííîé ñðåäîé. Ôàêòîðû, êîòîðûå âëèÿ-
þò íà âçàèìîäåéñòâèå òâåðäîé ôàçû ñ äèñïåðñè-
îííîé ñðåäîé è òåì ñàìûì íà óñëîâèÿ ïîëó÷å-
íèÿ ñòàáèëüíîãî òåêó÷åãî âûñîêîêîíöåíòðèðî-
âàííîãî òîïëèâà, — ðÍ äèñïåðñèîííîé ñðåäû,
õèìè÷åñêàÿ ïðèðîäà è êîíöåíòðàöèÿ äèñïåðãè-
ðóþùèõ è ñòàáèëèçèðóþùèõ äîáàâîê, ãðàíóëî-
ìåòðè÷åñêèé ñîñòàâ ÷àñòèö óãëÿ è èõ ýëåêòðî-
êèíåòè÷åñèå ñâîéñòâà. Êëþ÷åâîå óñëîâèå ïîëó-
÷åíèÿ ñòàáèëüíûõ âîäîóãîëüíûõ ñóñïåíçèé ñ
âûñîêèì ñîäåðæàíèåì òâåðäîé ôàçû — èçó÷å-
íèå ôèçèêî-õèìè÷åñêèõ õàðàêòåðèñòèê ñèñòåìû
(ðÍ, èîííàÿ ñèëà, òåìïåðàòóðà äèñïåðñèîííîé
ñðåäû, õèìè÷åñêàÿ ïðèðîäà è êîíöåíòðàöèÿ
ñòàáèëèçèðóþùèõ äîáàâîê), îïðåäåëÿþùèõ ïî-
âåðõíîñòíûé çàðÿä ÷àñòèö, âëèÿþùèé íà ýô-
ôåêò äèñïåðãèðîâàíèÿ ÷àñòèö è èõ ýëåêòðîñòà-
òè÷åñêîãî îòòàëêèâàíèÿ ïðè ìåõàíîàêòèâàöèè
âîäîóãîëüíîé ñóñïåíçèè (ÂÓÑ).
Îïòèìàëüíûì ñïîñîáîì ïîëó÷åíèÿ èíôîð-
ìàöèè î ïîâåðõíîñòíîì çàðÿäå ñóñïåíçèé è åãî
èçìåíåíèè ïîä âëèÿíèåì ðàçëè÷íûõ ôèçèêî-õè-
ìè÷åñêèõ ôàêòîðîâ ÿâëÿåòñÿ èçó÷åíèå ýëåêòðî-
êèíåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ âîäîóãîëüíîé ñóñïåíçèè.
Ýëåêòðîêèíåòè÷åñêîå ïîâåäåíèå âîäîóãîëü-
íûõ ñóñïåíçèé äîñòàòî÷íî ñëîæíî, ïîñêîëüêó
ïîâåðõíîñòü óãëÿ ïðåäñòàâëÿåò êîìïîçèòíóþ
ñèñòåìó èç îðãàíè÷åñêîé è ìèíåðàëüíîé ñîñòàâ-
ëÿþùèõ íåïîñòîÿííîãî ñîñòàâà. Ïîâåðõíîñòíûé
çàðÿä ÷àñòèö óãëÿ âîçíèêàåò êàê ñëåäñòâèå äèñ-
ñîöèàöèè ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï (ÎÍ, Ñ=Î,
ÑÎÎÍ, ÑÎÍ) è èç-çà àäñîðáöèè äîáàâîê èç
äèñïåðñèîííîé ñðåäû. Äèññîöèàöèÿ ôóíêöèî-
íàëüíûõ ãðóïï çàâèñèò îò ðÍ äèñïåðñèîííîé
ñðåäû, ïîýòîìó îñíîâíûìè ïîòåíöèàëîïðåäå-
ëÿþùèìè èîíàìè äëÿ óãëÿ ÿâëÿþòñÿ Í+- è
ÎÍ–-èîíû. Êîëè÷åñòâî ôóíêöèîíàëüíûõ ãðóïï
çàâèñèò îò âèäà óãëÿ è îò ñòåïåíè îêèñëåííîñòè
åãî ïîâåðõíîñòè. Êðîìå òîãî, âêëàä â ïîâåðõ-
íîñòíûé çàðÿä ÷àñòèö óãëÿ âíîñèò ìèíåðàëüíàÿ
ñîñòàâëÿþùàÿ, ïðåäñòàâëåííàÿ àëþìîñèëèêàòà-
ìè, îêñèäàìè, ñóëüôèäàìè è ò.ï.
Ôîðìèðîâàíèå äâîéíîãî ýëåêòðè÷åñêîãî
ñëîÿ (ÄÝÑ) íà ïîâåðõíîñòè îïðåäåëÿåòñÿ ïîÿâ-
ëåíèåì ïîâåðõíîñòíîãî çàðÿäà çà ñ÷åò äèññî-
öèàöèè àêòèâíûõ öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè
óãîëüíîé ÷àñòèöû èëè âñëåäñòâèå àäñîðáöèè
èîíîâ èç æèäêîé ôàçû (äèñïåðñèîííîé ñðåäû)
àêòèâíûìè öåíòðàìè ïîâåðõíîñòè. Ðàçíîñòü ïî-
òåíöèàëîâ ìåæäó ïîâåðõíîñòüþ è îáúåìîì ðàñ-
òâîðà õàðàêòåðèçóåòñÿ òîòàëüíûì ñêà÷êîì ïî-
òåíöèàëà �0.
Ïðÿìîå èçìåðåíèå �0 ïðàêòè÷åñêè íåâîç-
ìîæíî èç-çà ìåòîäîëîãè÷åñêèõ è òåõíè÷åñêèõ
òðóäíîñòåé, ïðåæäå âñåãî èç-çà íåâîçìîæíîñòè
òî÷íîé ôèêñàöèè èçìåðèòåëüíûõ ýëåêòðîäîâ íà
ïîâåðõíîñòè â çàäàííîé ïëîñêîñòè è èçãîòîâëå-
íèÿ íàíîðàçìåðíûõ ýëåêòðîäîâ. Èíôîðìàöèþ î
êîëè÷åñòâåííûõ è êà÷åñòâåííûõ èçìåíåíèÿõ çà-
ðÿäà ïîâåðõíîñòè óãîëüíîé ÷àñòèöû ìîæíî ïî-
ëó÷èòü ïðè èçó÷åíèè èçìåíåíèé çíàêà è âåëè÷è-
íû �-ïîòåíöèàëà, êîòîðûé ÿâëÿåòñÿ îñíîâíîé ñî-
ñòàâíîé ÷àñòüþ ìåæôàçíîãî ñêà÷êà ïîòåíöèàëà
ïîâåðõíîñòè è ïðîÿâëÿåòñÿ â ýëåêòðîêèíåòè÷å-
ñêèõ ÿâëåíèÿõ, â ÷àñòíîñòè, ïðè ýëåêòðîîñìîñå.
Âñå ðàíåå âûïîëíåííûå èññëåäîâàíèÿ àä-
ñîðáöèîííûõ è ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ
ïðîâîäèëèñü ñ èñïîëüçîâàíèåì óãëÿ, óæå àêòè-
âèðîâàííîãî âûñîêîòåìïåðàòóðíûì îáæèãîì â
îêèñëèòåëüíîé ñðåäå [1, 2]. Ïðè ýòîì îêèñëåí-
íàÿ ïîâåðõíîñòü óãëÿ èçìåíÿåò ñâîè ñâîéñòâà:
óâåëè÷èâàåòñÿ åå ïîðèñòîñòü, ãèäðîôîáíûå
ñâîéñòâà çíà÷èòåëüíî óìåíüøàþòñÿ. Ïðèðîäà
ïîâåðõíîñòíûõ ÿâëåíèé àêòèâèðîâàííûõ îáðàç-
öîâ óãëÿ îòëè÷àåòñÿ îò ÿâëåíèé íà ïîâåðõíîñòè
ïðèðîäíîãî óãëÿ. Îäíàêî, ïðè èçãîòîâëåíèè
òîïëèâíûõ âîäîóãîëüíûõ ñóñïåíçèé èñïîëüçó-
þòñÿ ïðèðîäíûå óãëè, è ïîýòîìó èíòåðåñíûì
ÿâëÿåòñÿ èçó÷åíèå ïîâåðõíîñòíûõ ñâîéñòâ
èìåííî åñòåñòâåííûõ îáðàçöîâ.
Óãîëü ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî ñëîæíîé ñèñòå-
ìîé, ñîñòîÿùåé èç íåîðãàíè÷åñêîé è îðãàíè÷å-
ñêîé ñîñòàâëÿþùèõ. Ìèíåðàëüíàÿ ñîñòàâëÿþ-
ùàÿ óãëÿ — îò 3–5 äî 30–40 %. Íåêîòîðàÿ
÷àñòü ìèíåðàëüíîé ñóáñòàíöèè ìîæåò áûòü ñâÿ-
çàíà ñ îðãàíè÷åñêîé ïîñðåäñòâîì íåïðî÷íûõ
õèìè÷åñêèõ ñâÿçåé, ëèáî îáðàçîâûâàòü ñ íåé
îäíîðîäíóþ ñìåñü (òàê íàçûâàåìàÿ âíóòðåííÿÿ
íåîðãàíè÷åñêàÿ ÷àñòü, íàïðèìåð, â âèäå àðãèë-
ëèòà). Îñíîâíûìè ýëåìåíòàìè, âõîäÿùèìè â
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1 11
ñîñòàâ íåîðãàíè÷åñêîé ñóáñòàíöèè ÿâëÿþòñÿ Si,
Al, Ca, Fe, O, S, P, C. Ìèíåðàëîãè÷åñêè ýòî
ãëèíèñòûå ìèíåðàëû, ñóëüôèäû, îêñèäû, àëþ-
ìîñèëèêàòû, ôîñôàòû [3]. Õàðàêòåð èçìåíåíèé
ýëåêòðîêèíåòè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà è òî÷êè íóëå-
âîãî çàðÿäà ïðè èçìåíåíèè âåëè÷èíû ðÍ æèä-
êîé ñðåäû äëÿ îáðàçöîâ, èçó÷åííûõ â ðàáîòå
[4], î÷åíü íàïîìèíàåò ðàñïðåäåëåíèå ýòèõ âåëè-
÷èí äëÿ ãëèíèñòûõ ìèíåðàëîâ, â ÷àñòíîñòè, äëÿ
êàîëèíèòà. Ìåæäó òåì, íåêîòîðûå ìàðêè óãëÿ,
â ÷àñòíîñòè, àíòðàöèò õàðàêòåðèçóþòñÿ âûñî-
êîé ñòåïåíüþ ìåòàìîðôèçìà, à â íàøåì ñëó÷àå
è íèçêèì ñîäåðæàíèåì ìèíåðàëüíîé ñîñòàâëÿþ-
ùåé. Áëàãîäàðÿ ýòîìó ïîâåðõíîñòíûå ñâîéñòâà
àíòðàöèòà â îñíîâíîì äîëæíû îïðåäåëÿòüñÿ åãî
îðãàíè÷åñêîé ïðèðîäîé.
 êà÷åñòâå îáúåêòà èññëåäîâàíèÿ èñïîëüçîâà-
ëàñü ÂÓÑ íà îñíîâå àíòðàöèòà îäíîãî èç îòå÷åñò-
âåííûõ ìåñòîðîæäåíèé. Ïîâåðõíîñòíîå îêèñ-
ëåíèå ÷àñòèö àíòðàöèòà ïðîâîäèëè îáðàáîòêîé
5 %-ì KMnO4 è 10 %-ì Í2Î2 â ùåëî÷íîé (ðÍ
> 12) ñðåäå. Äëÿ ïîâåðõíîñòíîãî âûùåëà÷èâà-
íèÿ èñïîëüçîâàëè 5 %-þ HF.
 êà÷åñòâå îðãàíè÷åñêèõ äîáàâîê èñïîëüçî-
âàëè àíèîííûé ïîëèýëåêòðîëèò íà îñíîâå ïðî-
äóêòîâ êîíäåíñàöèè íàôòàëèíñóëüôîêèñëîòû ñ
ôîðìàëüäåãèäîì — äîôåí (îòå÷åñòâåííîãî ïðî-
èçâîäñòâà), à òàêæå êàòèîííîå ïîâåðõíîñòíî-àê-
òèâíîå âåùåñòâî (ÊÏÀÂ) íà îñíîâå áåíçàëêîíè-
óì õëîðèäà (MCB-50, ïðîèçâîäñòâà AKZO No-
bel, Øâåöèÿ).
Äëÿ ïðîâåäåíèÿ ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèõ ýêñ-
ïåðèìåíòîâ èñïîëüçîâàëè óñòàíîâêó, ñõåìà êî-
òîðîé ïðèâåäåíà â [5, 6].  êà÷åñòâå èñòî÷íèêà
ýëåêòðîýíåðãèè èñïîëüçîâàëè èñòî÷íèê ïèòàíèÿ
ïîñòîÿííîãî òîêà òèïà Á5-49. Êîíòðîëü íàïðÿ-
æåíèÿ ïðîâîäèëè ñ èñïîëüçîâàíèåì âîëüòìåòðà
óíèâåðñàëüíîãî Â7-21. Ñèëà òîêà èçìåðÿëàñü
àìïåðìåòðîì òèïà Ì2038. Ñ öåëüþ äîïîëíè-
òåëüíîãî ðåãóëèðîâàíèÿ ñèëû òîêà è íàïðÿæå-
íèÿ â ïðîöåññàõ î÷èñòêè â ýëåêòðè÷åñêóþ ñõåìó
ââîäèëè àâòîòðàíñôîðìàòîð ËÀÒÐ-2.
Äèàôðàãìó èç àíòðàöèòà ôîðìèðîâàëè â
öåíòðàëüíîé ÷àñòè óñòàíîâêè. Ýëåêòðîäíóþ êà-
ìåðó çàïîëíÿëè ôîíîâûì ýëåêòðîëèòîì Na2SO4
(0,1 ìîëü/ë) è ïëîòíî çàêðûâàëè ðåçèíîâîé
ïðîáêîé ñ ýëåêòðîäíîé òðóáêîé, òàêæå çàïîë-
íåííîé Na2SO4 (0,1 ìîëü/ë). Ïóçûðåê âîçäó-
õà, ïî äâèæåíèþ êîòîðîãî ðåãèñòðèðîâàëè ñêî-
ðîñòü è íàïðàâëåíèå ýëåêòðîîñìîòè÷åñêîãî ïî-
òîêà (ÝÎÏ), ââîäèëè â èçìåðèòåëüíûé êàïèë-
ëÿð èãëîé øïðèöà ÷åðåç ñèëèêîíîâóþ ñîåäèíè-
òåëüíóþ òðóáêó. Ïîñëå âêëþ÷åíèÿ òîêà ðåãóëÿ-
òîðàìè óñòàíàâëèâàëè òðåáóåìîå çíà÷åíèå òîêà
èëè íàïðÿæåíèÿ. Èçìåðåíèÿ ÝÎÏ íà÷èíàëè ÷å-
ðåç 2–3 ìèí ïîñëå çàìûêàíèÿ ýëåêòðè÷åñêîé
öåïè (äëÿ óñòàíîâëåíèÿ ðàâíîìåðíîãî äâèæå-
íèÿ æèäêîñòè ÷åðåç äèàôðàãìó). Çà ýòî âðåìÿ
îïðåäåëÿëè çíàê �-ïîòåíöèàëà, íàáëþäàÿ çà íà-
ïðàâëåíèåì ïåðåìåùåíèÿ ïóçûðüêà âîçäóõà.
Ïîñëå óñòàíîâëåíèÿ ñòàöèîíàðíîãî ïîòîêà
â êàïèëëÿðå ïðèñòóïàëè ê èçìåðåíèþ ñêîðîñòè
ïåðåìåùåíèÿ ïóçûðüêà. Ñåêóíäîìåðîì èçìåðÿ-
ëè âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ ïóçûðüêîì â ãðàäóèðî-
âàííîì êàïèëëÿðå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó äâóìÿ äå-
ëåíèÿìè ( ). Èçìåðåíèÿ ïîâòîðÿëè 4–5 ðàç (n),
êîíòðîëèðóÿ ïðè ýòîì ïîñòîÿíñòâî ýëåêòðè÷å-
ñêèõ ïàðàìåòðîâ ñèñòåìû.
Îáúåìíóþ ñêîðîñòü ÝÎÏ âû÷èñëÿëè ïî
ôîðìóëå:
Uýî= k/ ñð,
ãäå k — êîíñòàíòà ïðèáîðà (îáúåì îäíîãî äåëå-
íèÿ ãðàäóèðîâàííîé òðóáêè), äì3; ñð — ñðåä-
íåå âðåìÿ ïðîõîæäåíèÿ ïóçûðüêîì îäíîãî äåëå-
íèÿ, ñ, ñð = ./n.
Ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèé ïîòåíöèàë (�) âû÷èñ-
ëÿëè ïî ôîðìóëå Ñìîëóõîâñêîãî:
� = 4 Uýî
��
� �),
ãäå
— âÿçêîñòü, Ïà·ñ; Å — íàïðÿæåííîñòü
ýëåêòðè÷åñêîãî ïîëÿ, Â/ñì; � — äèýëåêòðè÷å-
ñêàÿ ïðîíèöàåìîñòü.
Èññëåäîâàíèÿ èçìåíåíèÿ �-ïîòåíöèàëà ðàç-
ëè÷íûõ îáðàçöîâ â äèàïàçîíå ðÍ îò 4 äî 10
(ðèñ.1) ïîêàçàëè, ÷òî ÝÎÏ íàïðàâëåí ê êàòî-
äó, ñëåäîâàòåëüíî, çàðÿä ïîâåðõíîñòè óãîëüíûõ
÷àñòèö â ýòîì äèàïàçîíå ðÍ èìååò îòðèöàòåëü-
íûé çíàê. Èçìåíåíèÿ ðÍ â ñëàáîêèñëîé è ñëà-
áîùåëî÷íîé îáëàñòÿõ âëèÿþò íà âåëè÷èíó �-ïî-
òåíöèàëà íåçíà÷èòåëüíî. Ïðè èñïîëüçîâàíèè â
êà÷åñòâå ñòàáèëèçàòîðà äîôåíà èëè ñìåñè äîôå-
íà ñ ñîäîé ñòàáèëüíî íèçêèå çíà÷åíèÿ �-ïîòåí-
öèàëà ñîõðàíÿþòñÿ è ïðè áîëåå âûñîêèõ çíà÷å-
íèÿõ ðÍ (äî 10).
Ïðè ïåðåõîäå â ñèëüíîêèñëóþ îáëàñòü (ðÍ
< 2) íàáëþäàåòñÿ ðåçêèé ðîñò ýëåêòðîêèíåòè÷å-
ñêîãî ïîòåíöèàëà, ïðèîáðåòàþùåãî ïîëîæèòåëü-
íîå çíà÷åíèå èç-çà óñèëåíèÿ äèññîöèàöèè ïî-
âåðõíîñòíûõ êàðáîêñèëüíûõ è ôåíîëüíûõ
ãðóïï. Èçîýëåêòðè÷åñêàÿ òî÷êà èññëåäîâàííûõ
îáðàçöîâ ïðè ýòîì ëåæèò â äèàïàçîíå ðÍ 3–4.
 ñèëüíîêèñëîé ñðåäå òàêæå âîçðàñòàåò äèññî-
öèàöèÿ ìèíåðàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé ïîâåðõíî-
ñòè óãëÿ. Èçîýëåêòðè÷åñêàÿ òî÷êà äëÿ àëþìîñè-
ëèêàòîâ íàõîäèòñÿ â äèàïàçîíå ðÍ îò 1 äî 2, à
äëÿ îáðàçöîâ ãðàôèòà ðÍ � 4. Äëÿ èññëåäîâàí-
íûõ íàìè îáðàçöîâ êîìáèíèðîâàíèå ýòèõ ôàê-
òîðîâ äàåò çíà÷åíèÿ â óêàçàííîì ïðîìåæóòêå.
Îæèäàåòñÿ, ÷òî óìåíüøåíèå ñîäåðæàíèÿ ìèíå-
12 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1
ðàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé äîëæíî ïðèâîäèòü ê
ñìåùåíèþ òî÷êè íóëåâîãî çàðÿäà â îáëàñòü ïî-
âûøåíèÿ ðÍ. Òàêàÿ çàêîíîìåðíîñòü íàáëþäàåò-
ñÿ íà ðèñ.1 äëÿ îáðàçöà àíòðàöèòà ñ ïîâåðõíî-
ñòüþ, âûùåëî÷åííîé ðàñòâîðîì HF.
Èñïîëüçîâàíèå îòðèöàòåëüíî çàðÿæåííûõ
äîáàâîê òèïà äîôåíà, èçáèðàòåëüíî àäñîðáè-
ðóþùèõñÿ àêòèâíûìè öåíòðàìè ïîâåðõíîñòè
àíòðàöèòà, ïîçâîëÿåò ðåçêî ñíèçèòü ðîñò �-ïî-
òåíöèàëà è â ñèëüíîêèñëîé, è â ùåëî÷íîé îá-
ëàñòÿõ ðÍ.
 ïðîöåññå õðàíåíèÿ è òðàíñïîðòèðîâàíèÿ
ïîâåðõíîñòü àíòðàöèòà ïîäâåðãàåòñÿ ïîñòåïåí-
íîìó îêèñëåíèþ â ðåçóëüòàòå âíåøíèõ âîçäåé-
ñòâèé. Ïðè ýòîì äîëæíî âîçðàñòàòü êîëè÷åñòâî
êàðáîêñèëüíûõ, ôåíîëüíûõ è äðóãèõ ôóíêöèî-
íàëüíûõ ãðóïï, â ñîñòàâ êîòîðûõ âõîäèò êèñëî-
ðîä. Îêèñëåíèå ïîâåðõíîñòè, âåäóùåå ê èçìåíå-
íèþ ïîâå ïîâåðõíîñòíîãî çàðÿäà, äîëæíî ñî-
ïðîâîæäàòüñÿ èçìåíåíèåì ðåîëîãè÷åñêèõ è
ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèõ ñâîéñòâ ÂÓÑ.
Ñ öåëüþ èçó÷åíèÿ îòëè÷èé â ýëåêòðîêèíå-
òè÷åñêèõ ñâîéñòâàõ ÂÓÑ ñ ðàçíîé ñòåïåíüþ
îêèñëåííîñòè ïîâåðõíîñòè àíòðàöèò îáðàáàòû-
âàëñÿ ùåëî÷íûìè ðàñòâîðàìè KMnO4 è Í2Î2.
Ðåçóëüòàòû ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèõ ýêñïåðèìåíòîâ
ñ îêèñëåííûìè è íåîêèñëåííûìè îáðàçöàìè
ïðèâåäåíû íà ðèñ.2.
Äåìèíåðàëèçàöèÿ àíòðàöèòà íåñêîëüêî ñíè-
æàåò ðîñò �-ïîòåíöèàëà, î÷åâèäíî, çà ñ÷åò
óìåíüøåíèÿ âêëàäà ìèíåðàëüíîé ñîñòàâëÿþùåé
â îáùèé ñêà÷îê ïîòåíöèàëà. Îá ýòîì ñâèäåòåëü-
ñòâóþò è âîëüòàìïåðíûå õàðàêòåðèñòèêè èñõîä-
íîãî è ïðîìûòîãî ïëàâèêîâîé êèñëîòîé îáðàç-
öîâ (ðèñ.3). Áîëüøåå ñîïðîòèâëåíèå ïðîìûòîãî
îáðàçöà ñâèäåòåëüñòâóåò îá óìåíüøåíèè ïîâåðõ-
íîñòíîé ýëåêòðîïðîâîäíîñòè àíòðàöèòà ïîñëå
óäàëåíèÿ ìèíåðàëüíûõ ñîñòàâëÿþùèõ ñî ñðàâ-
íèòåëüíî âûñîêîé èîíîîáìåííîé åìêîñòüþ.
Ââèäó ìàëîãî êîëè÷åñòâà àêòèâíûõ öåíòðîâ
íà ïîâåðõíîñòè ïðèðîäíîãî àíòðàöèòà ïðîâîäè-
ëîñü ìîäèôèöèðîâàíèå ïîâåðõíîñòè îáðàçöîâ â
îêèñëèòåëüíîé ñðåäå ñ öåëüþ óâåëè÷åíèÿ àä-
ñîðáöèîííîé àêòèâíîñòè.  êà÷åñòâå îêèñëèòå-
ëåé èñïîëüçîâàëè 10 %-é H2O2 â 5 %-ì ðàñ-
òâîðå NaOH è 5 %-é KMnO4 â 20 %-ì ðàñòâîðå
NaOH. Òàêèì îáðàçîì, îêèñëåíèå ïðîâîäèëîñü
íå òåðìè÷åñêèì, à õèìè÷åñêèì ïóòåì. Ïðè äåé-
ñòâèè îêèñëÿþùèõ àãåíòîâ äîëæíà ïîâûøàòüñÿ
äîëÿ êàðáîíèëüíûõ è êàðáîêñèëüíûõ àêòèâíûõ
öåíòðîâ íà ïîâåðõíîñòè àíòðàöèòà, è ñîîòâåòñò-
âåííî äîëÿ ãðóïï, êîòîðûå ìîãóò ôîðìèðîâàòü
ÄÝÑ áëàãîäàðÿ èõ äèññîöèàöèè.
Õèìè÷åñêîå îêèñëåíèå ïîâåðõíîñòè àíòðà-
öèòà çíà÷èòåëüíî ïîâûøàåò åãî ïîâåðõíîñòíóþ
ýëåêòðîïðîâîäíîñòü, êîòîðàÿ âîçðàñòàåò ïðè-
ìåðíî âäâîå ïî ñðàâíåíèþ ñ íåìîäèôèöèðîâàí-
íûìè îáðàçöîì (ñì. ðèñ.3). Ïðè ýòîì îáðàáîò-
êà KMnO4 ÿâëÿåòñÿ íåñêîëüêî áîëåå ýôôåê-
òèâíîé, ÷åì îáðàáîòêà H2O2. Ýòî ñâÿçàíî ñ íå-
ñêîëüêî áîëüøèì îêèñëèòåëüíûì ïîòåíöèàëîì
ïåðìàíãàíàòà è ñ òåì, ÷òî âîññòàíîâëåíèå
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1 13
Ðèñ.1. Ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèé ïîòåíöèàë äëÿ ðàçëè÷íûõ ñèñ-
òåì íà îñíîâå àíòðàöèòà (À) êàê ôóíêöèÿ ðÍ äèñïåðñèîí-
íîé ñðåäû: 1 — À + ÊÏÀÂ; 2 — À + HF; 3 — À (èñõîä-
íûé); 4 — À + äîôåí; 5 — À + äîôåí + Na2CO3.
Ðèñ.2. Èçìåíåíèå �-ïîòåíöèàëà â çàâèñèìîñòè îò ðÍ äèñïåð-
ñèîííîé ñðåäû äëÿ îáðàçöîâ ïîâåðõíîñòíî îêèñëåííîãî àí-
òðàöèòà ðàñòâîðàìè KMnO4 (1) è Í2Î2 (2).
Ðèñ.3. Âîëüòàìïåðíûå ðõíîñòíîãî çàðÿäà, äîëæíî ñîïðîâîæ-
äàòüñÿ èçìåíåíèåì ðåîëîãè÷åñêèõ è ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèõ
ñâîéñòâ ÂÓÑ.
1
2
KMnO4 â ñëàáîùåëî÷íîé è íåéòðàëüíîé ñðåäàõ
ïðîòåêàåò ïî óðàâíåíèþ
MnO4
– + 2 H2O + 3 e– = MnO2 + 4 OH–
è âåäåò ê îñàæäåíèþ íåêîòîðîãî êîëè÷åñòâà âû-
ñîêîïîëÿðíûõ ãèäðîêñèñîåäèíåíèé ìàðãàíöà íà
ïîâåðõíîñòè àíòðàöèòà, êîòîðûé äàåò äîïîëíè-
òåëüíûé âêëàä â àäñîðáöèîííóþ àêòèâíîñòü îá-
ðàçöà. Ïðè ýòîì âîçðàñòàåò ïîâåðõíîñòíàÿ ýëåê-
òðîïðîâîäíîñòü àíòðàöèòà, êîòîðàÿ ñóùåñòâåííî
ïîâûøàåò ñóììàðíóþ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü ÂÓÑ
(ñì. ðèñ.3). Óäàëåíèå ñ ïîâåðõíîñòè àíòðàöèòà
íåîðãàíè÷åñêîé ñîñòàâëÿþùåé ïðè îáðàáîòêå
ïëàâèêîâîé êèñëîòîé, íàîáîðîò, óìåíüøàåò ïî-
âåðõíîñòíóþ ýëåêòðîïðîâîäíîñòü èç-çà óìåíü-
øåíèÿ êîëè÷åñòâà àêòèâíûõ öåíòðîâ, ëîêàëèçî-
âàííûõ â ïåðâóþ î÷åðåäü íà íåîðãàíè÷åñêèõ
âêëþ÷åíèÿõ.
Õàðàêòåð èçìåíåíèÿ �-ïîòåíöèàëà ñ èçìåíå-
íèåì ðÍ äëÿ îáðàçöîâ àíòðàöèòà â öåëîì íå
èìååò ïðèíöèïèàëüíîé ðàçíèöû ñ äàííûìè ðà-
áîòû [4], êîòîðûå ïîëó÷åíû íà îáðàçöàõ êàìåí-
íîãî óãëÿ ñ ìåíüøåé ñòåïåíüþ ìåòàìîðôèçìà.
Ìîæíî îòìåòèòü ëèøü íåñêîëüêî ìåíüøèå àáñî-
ëþòíûå çíà÷åíèÿ �-ïîòåíöèàëà äëÿ àíòðàöèòà â
ñðàâíåíèè ñ êàìåííûì óãëåì äðóãèõ ìàðîê.
Ýòè êðèâûå íàïîìèíàþò ðàñïðåäåëåíèå �-ïîòåí-
öèàëà ñ èçìåíåíèåì ðÍ äëÿ àëþìîñèëèêàòîâ, â
÷àñòíîñòè, äëÿ êàîëèíèòà. Òî åñòü ìîæíî îòìå-
òèòü, ÷òî ñóùåñòâåííûé âêëàä â ôîðìèðîâàíèå
ïîâåðõíîñòíîãî çàðÿäà âíîñèò ìèíåðàëüíàÿ ñî-
ñòàâëÿþùàÿ.
Îáðàáîòêà àíòðàöèòà îêèñëèòåëÿìè òàêæå
ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåò ýëåêòðîêèíåòè÷åñêèé
ïîòåíöèàë â êèñëîé è íåéòðàëüíîé ñðåäàõ, ÷òî
äîëæíî ïîëîæèòåëüíî ïîâëèÿòü íà ñïîñîáíîñòü
àíòðàöèòà âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ äèñïåðãàòîðàìè
è ñòàáèëèçàòîðàìè â ñîñòàâå ÂÓÑ (ñì. ðèñ.2).
Ñ ðîñòîì ðÍ â ùåëî÷íîé îáëàñòè �-ïîòåíöèàë
ñóùåñòâåííî âîçðàñòàåò è äîñòèãàåò 50–60 ìÂ.
Ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î ïîÿâëåíèè áîëüøîãî
êîëè÷åñòâà ïîâåðõíîñòíûõ àêòèâíûõ ãðóïï,
ñïîñîáíûõ äåïðîòîíèðîâàòüñÿ ïîä äåéñòâèåì
OH–.  ñèëüíîêèñëîé ñðåäå (ðÍ < 3) çàðÿä ïî-
âåðõíîñòè àíòðàöèòà â îñíîâíîì îïðåäåëÿåòñÿ
äèññîöèàöèåé ïîâåðõíîñòíûõ ôóíêöèîíàëüíûõ
ãðóïï, à òàêæå óñèëåíèåì àäñîðáöèè Í+-èîíîâ
èç äèñïåðñèîííîé ôàçû. Ïðè ýòîì ïðîèñõîäèò
ïåðåçàðÿäêà ïîâåðõíîñòè óãîëüíûõ ÷àñòèö, è
�-ïîòåíöèàë äîñòèãàåò çíà÷åíèé áîëåå –150 ìÂ.
 ïðèñóòñòâèè îðãàíè÷åñêèõ äîáàâîê ñó-
ñïåíçèÿ çíà÷èòåëüíî áîëåå óñòîé÷èâà äàæå â
ñëó÷àå çíà÷èòåëüíûõ êîëåáàíèé çíàêà è àáñî-
ëþòíîé âåëè÷èíû ïîòåíöèàëà [7]. Âçàèìîäåéñò-
âèå ìåæäó ãèäðàòèðîâàííîé ìîëåêóëîé äîáàâêè
è ïîâåðõíîñòüþ ÷àñòèö àíòðàöèòà ïðèâîäèò ê
âîçíèêíîâåíèþ îáúåìíîé ïðîñòðàíñòâåííîé
ñòðóêòóðíîé ñåòêè. Äèñïåðñíàÿ ñèñòåìà ïðè
ýòîì ñòàíîâèòñÿ ñòðóêòóðèðîâàííîé, òî åñòü
ïåðåõîäèò â ñîâåðøåííî íîâîå ñîñòîÿíèå. Âîç-
íèêíîâåíèå ïðîñòðàíñòâåííûõ ñòðóêòóð çàòðóä-
íÿåò êîíòàêòíîå âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó îòäåëü-
íûìè ÷àñòèöàìè è èõ àãðåãèðîâàíèå ñ ïîñëåäóþ-
ùåé êîàãóëÿöèåé [8]. Ñèñòåìà âîäà — äîáàâêà
— àíòðàöèò ïåðåõîäèò îò ñâîáîäíîäèñïåðñíîãî ê
ñâÿçàííîäèñïåðñíîìó ñîñòîÿíèþ, ïðè ýòîì îíà
ñòàíîâèòñÿ ñåäèìåíòàöèîííî-óñòîé÷èâîé, òàê êàê
íàëè÷èå ñòðóêòóðíîé ñåòêè óäåðæèâàåò ÷àñòèöû
äèñïåðñíîé ôàçû îò îñàæäåíèÿ.
Âûâîäû
Óñòàíîâëåíî, ÷òî â ñèëüíîêèñëîé ñðåäå
(ðÍ < 3) âñå èññëåäîâàííûå îáðàçöû èìåþò ïî-
ëîæèòåëüíûé �-ïîòåíöèàë, à ïðè ðÍ > 4 çàðÿä
ïîâåðõíîñòè ñòàíîâèòñÿ îòðèöàòåëüíûì. Èçî-
ýëåêòðè÷åñêàÿ òî÷êà èññëåäîâàííûõ îáðàçöîâ
ëåæèò â äèàïàçîíå ðÍ 3–4. Ñòðóêòóðíî-ìåõàíè-
÷åñêèé ôàêòîð, õàðàêòåðèçóþùèé ñïåöèôè÷å-
ñêèé õàðàêòåð âçàèìîäåéñòâèé ìåæäó ïîâåðõíî-
ñòüþ àíòðàöèòà è ìîëåêóëîé äîáàâêè-ìîäèôè-
êàòîðà, à òàêæå ñòåðè÷åñêèå ýôôåêòû â ðàñòâî-
ðàõ ïîëèýëåêòðîëèòîâ, èãðàþò íàèáîëåå ñóùå-
ñòâåííóþ ðîëü ïðè ñòàáèëèçàöèè âîäîóãîëüíûõ
äèñïåðñèé íà îñíîâå àíòðàöèòà. Îïðåäåëÿþùóþ
ðîëü ïðè ñòðóêòóðèðîâàíèè è ñòàáèëèçàöèè
ðåîëîãè÷åñêèõ ñâîéñòâ ñóñïåíçèè èãðàþò äèñ-
ïåðãèðóþùèå è ñòàáèëèçèðóþùèå äîáàâêè, ìî-
äèôèöèðóþùèå ïîâåðõíîñòü ÷àñòèö àíòðàöèòà.
Ñïèñîê ëèòåðàòóðû
1. Ìàõîðèí Ê.Å., Ãëóõîìàíþê A.M. Ïîëó÷åíèå óãëå-
ðîäíûõ àäñîðáåíòîâ â êèïÿùåì ñëîå. — Êèåâ :
Íàóê. äóìêà, 1983. — 160 ñ.
2. Activated carbon surfaces in environmental
remediation / Ed. Tereza J. Bandosz. — New York :
The City College of New York, 2006. — 587 ð.
3. Áðàòè÷àê Ì.Ì., Ïèø’ºâ Ñ.Â., Ðóäêåâè÷ Ì.². Õ³-
ì³ÿ òà òåõíîëîã³ÿ ïåðåðîáêè âóã³ëëÿ. — Ëüâ³â :
Áåñêèä Á³ò, 2006. — 272 ñ.
4. Aktas Z. Effect of non-ionic reagent adsorption on
zeta potential of fine coal particles // Turk. J.
Chem. — 2000. — ¹ 24. — Ð. 117–129.
5. Àáðóççåñå Ê., Êîðíèëîâè÷ Á.Þ., Ìèùóê Í.À. è
äð. Ýëåêòðîõèìè÷åñêàÿ äåçàêòèâàöèÿ ðàäèîàêòèâ-
íî çàãðÿçíåííûõ ãëèíîñîäåðæàùèõ øëàìîâ //
Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû. — 2004. — Ò. 26, ¹ 3.
— Ñ. 247–259.
6. Mishchuk N., Kornilovich B., Klishchenko R. pH
regulation as a method of intensification soil electro-
remediation // Coll. and Surf. A: Physicochem.
Eng. Aspects. — 2007. — ¹ 306. — Ð. 171–179.
14 Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1
7. Ñàâèöêèé Ä.Ï., Ìàêàðîâ À.Ñ., Çàâãîðîäíèé Â.À.
Ðåîëîãè÷åñêèå ñâîéñòâà âîäîóãîëüíûõ ñóñïåíçèé
íà îñíîâå áóðûõ óãëåé â ïðèñóòñòâèè íàòðèåâûõ
ëèãíîñóëüôîíàòîâ è ùåëî÷è // Õèìèÿ òâåðä.
òîïëèâà. — 2009. — ¹ 5. — Ñ. 73–77.
8. Ìàêàðîâ À.Ñ., Êîá³òîâè÷ Î.Ì., Ñàâ³öüêèé Ä.Ï.,
ªãóðíîâ Î.². Êîëî¿äíî-õ³ì³÷í³ ìåòîäè îòðèìàííÿ
ïàëèâà íà îñíîâ³ â³äõîä³â âóãëåçáàãà÷åííÿ //
³ñí. ÍÀÍÓ. — 2009. — ¹ 1. — C. 56–67.
Ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 02.11.11
Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå. 2012. ¹ 1 15
Makarov À.S., Klischenko R.E.,
Makarova K.V., Tokarev I.I.
The Institute of Colloid Chemistry and Chemistry of Water of NASU, Kiev
The Influence of Surface Modification
on Electric and Surface Properties
of the Coal-Aqueous Suspensions on Anthracite Basis
The effect of surface modification under the influence of anionic and cationic surfactants,
oxidizing and leaching reagents on electric surface properties of the coal-aqueous suspen-
sions on anthracite basis is investigated. It is established that coal surface is charged pos-
itively in strong acid medium while in neutral and alkaline ones the charge becomes neg-
ative. The isoelektric point of examined suspensions ranged between pH 3-4. The main
role of coal and water dispersions plays a structural and mechanical factor, as well as
ñòåðè÷åñêèå effects in polyelectrolytes solutions.
Key words: anthracite, coal-aqueous suspensions, surfactants, surface active substance,
structural and mechanical factor surface modification.
Received November 2, 2011
Ïîäïèñûâàéòåñü íà æóðíàë
«Ýíåðãîòåõíîëîãèè è ðåñóðñîñáåðåæåíèå» (èíäåêñ 74546)
íà 2012 ã. ïî Êàòàëîãó èçäàíèé Óêðàèíû,
Êàòàëîãó Àãåíòñòâà «Ðîñïå÷àòü»,
Ñâîäíîìó Êàòàëîãó àãåíòñòâà «ÓÊÐÈÍÔÎÐÌÍÀÓÊÀ» äëÿ
èçäàíèé, âûïóñêàåìûõ àêàäåìèÿìè íàóê — ÷ëåíàìè ÌÀÀÍ
Èíôîðìàöèþ î æóðíàëå
è ïðàâèëàõ îôîðìëåíèÿ ñòàòåé ìîæíî íàéòè íà ñàéòàõ:
http://www.ingas.org.ua/index.files/Page765.htm
http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/ETRS/index.html
|