Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення
У статті розглянуто і проаналізовано аспекти та можливості використання відходів вуглезбагачення як водовугільного палива. Визначено гранулометричні, електрокінетичні, структурно-механічні параметри, а також теплові ефекти водовугільних суспензій різного складу. Вивчено вплив добавок пластифікаторів...
Збережено в:
| Дата: | 2009 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3486 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення / А. С. Макаров, О. М. Кобiтович, Д. П. Савiцький, О. I. Єгурнов // Вісн. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 56-67. — Бібліогр.: 55 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-3486 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-34862025-02-09T10:05:28Z Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення Enerdy sources of heaps. Colloid and chemical methods for fuel production from the coal-cleaning wastes Макаров, А.С. Кобiтович, О.М. Савiцький, Д.П. Єгурнов, О.I. Енергоресурс У статті розглянуто і проаналізовано аспекти та можливості використання відходів вуглезбагачення як водовугільного палива. Визначено гранулометричні, електрокінетичні, структурно-механічні параметри, а також теплові ефекти водовугільних суспензій різного складу. Вивчено вплив добавок пластифікаторів, модифікації поверхні і процесів механоактивації на реологічні властивості водовугільного палива. The article considers and analyzes the aspects and capabilities of coal-cleaning wastes application as water-coal fuel. Particle size, electrokinetic properties, structural and mechanical features as well as heat effects of watercoal suspensions of various compositions are defined. The effect of fluidizing agents, surface modification and processes of mechanical activation on rheological properties of water-coal fuel is studied. 2009 Article Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення / А. С. Макаров, О. М. Кобiтович, Д. П. Савiцький, О. I. Єгурнов // Вісн. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 56-67. — Бібліогр.: 55 назв. — укр. 0372-6436 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3486 uk application/pdf Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Ukrainian |
| topic |
Енергоресурс Енергоресурс |
| spellingShingle |
Енергоресурс Енергоресурс Макаров, А.С. Кобiтович, О.М. Савiцький, Д.П. Єгурнов, О.I. Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| description |
У статті розглянуто і проаналізовано аспекти та можливості використання відходів вуглезбагачення як водовугільного палива. Визначено гранулометричні, електрокінетичні, структурно-механічні параметри, а також теплові ефекти водовугільних суспензій різного складу. Вивчено вплив добавок пластифікаторів, модифікації поверхні і процесів механоактивації на реологічні властивості водовугільного палива. |
| format |
Article |
| author |
Макаров, А.С. Кобiтович, О.М. Савiцький, Д.П. Єгурнов, О.I. |
| author_facet |
Макаров, А.С. Кобiтович, О.М. Савiцький, Д.П. Єгурнов, О.I. |
| author_sort |
Макаров, А.С. |
| title |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| title_short |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| title_full |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| title_fullStr |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| title_full_unstemmed |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| title_sort |
енергоносiї з вiдвалiв. колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення |
| publisher |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| publishDate |
2009 |
| topic_facet |
Енергоресурс |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/3486 |
| citation_txt |
Енергоносiї з вiдвалiв. Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі відходів вуглезбагачення / А. С. Макаров, О. М. Кобiтович, Д. П. Савiцький, О. I. Єгурнов // Вісн. НАН України. — 2009. — № 1. — С. 56-67. — Бібліогр.: 55 назв. — укр. |
| work_keys_str_mv |
AT makarovas energonosiízvidvalivkoloídnohímíčnímetodiotrimannâpalivanaosnovívídhodívvuglezbagačennâ AT kobitovičom energonosiízvidvalivkoloídnohímíčnímetodiotrimannâpalivanaosnovívídhodívvuglezbagačennâ AT savicʹkijdp energonosiízvidvalivkoloídnohímíčnímetodiotrimannâpalivanaosnovívídhodívvuglezbagačennâ AT êgurnovoi energonosiízvidvalivkoloídnohímíčnímetodiotrimannâpalivanaosnovívídhodívvuglezbagačennâ AT makarovas enerdysourcesofheapscolloidandchemicalmethodsforfuelproductionfromthecoalcleaningwastes AT kobitovičom enerdysourcesofheapscolloidandchemicalmethodsforfuelproductionfromthecoalcleaningwastes AT savicʹkijdp enerdysourcesofheapscolloidandchemicalmethodsforfuelproductionfromthecoalcleaningwastes AT êgurnovoi enerdysourcesofheapscolloidandchemicalmethodsforfuelproductionfromthecoalcleaningwastes |
| first_indexed |
2025-11-25T17:02:11Z |
| last_indexed |
2025-11-25T17:02:11Z |
| _version_ |
1849782589909368832 |
| fulltext |
56 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
ЕНЕРГОРЕСУРС
До пошуку альтернативних видів палива і нетрадиційних джерел енергії віт-
чизняних учених спонукає низка факторів, серед яких хронічна енергозалеж-
ність України від однієї країни — головного постачальника енергоносіїв, обме-
женість власних запасів паливних ресурсів і посилення негативного впливу на
довкілля в результаті діяльності паливно-енергетичного комплексу. Пропоно-
вана стаття репрезентує актуальну розробку, що передбачає використання
відходів вуглезбагачення, які забруднюють навколишнє середовище, для одер-
жання водовугільного палива.
А. МАКАРОВ, О. КОБІТОВИЧ, Д. САВІЦЬКИЙ, О. ЄГУРНОВ
ЕНЕРГОНОСІЇ З ВІДВАЛІВ
Колоїдно-хімічні методи отримання палива на основі
відходів вуглезбагачення
Після збагачення вугілля залишаються
відходи — вугільні шлами, які накопи-
чуються у відстійниках і є постійним джере-
лом забруднення навколишнього середови-
ща. В Україні діє 53 вуглезбагачувальні фаб-
рики із сумарною річною промисловою по-
тужністю 135 млн т переробленого рядового
вугілля. У відстійниках збагачувальних фаб-
рик і шламонакопичувачах Мінвуглепрому
та Укркоксу міститься більше як 100 млн т
вугільних шламів та відходів флотації, які
можуть бути додатковим енергоносієм [1].
Зольність гірської породи у відвалах коли-
вається в межах 40–70%, а вміст органічно-
го залишку становить 30–60%. Однак тех-
нології, які застосовують для вилучення із
шламів вуглецевмісного пального складни-
ка не дозволяють його підвищити. Вугільні
шлами також не можна використати у ви-
робництві дорожніх матеріалів, оскільки
вони (шлами) містять органічний вуглець у
породному залишку.
Вугілля, яке міститься у відходах вугле-
збагачення, можна використовувати в тому
разі, якщо відходи переробляти в промис-
лову продукцію — водовугільне паливо
(ВВП), розроблення ефективних процесів
отримання і використання якого базуєть-
ся на наукових основах колоїдної хімії та
фізико-хімічної механіки.
© МАКАРОВ Анатолій Семенович. Доктор технічних наук. Провідний науковий співробітник Інститу-
ту колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України.
КОБІТОВИЧ Оксана Мар’янівна. Аспірантка цього інституту.
САВІЦЬКИЙ Денис Павлович. Аспірант цього інституту (Київ).
ЄГУРНОВ Олександр Іванович. Кандидат технічних наук. Президент ЗАО «АНА-ТЕМС» ( Дніпропет-
ровськ). 2009
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 57
ВВП характеризується більшою реакцій-
ною здатністю, ніж вихідне вугілля, мен-
шою температурою займання, високим сту-
пенем вигорання палива (до 99%) [3]. ВВП
вважають екологічно чистим, оскільки під
час його спалювання викиди забрудню-
вальних речовин перебувають на допусти-
мому рівні, без спорудження капіталоєм-
них установок з очищення продуктів зго-
рання від оксидів сірки, азоту, вуглецю,
сажі та канцерогенних речовин. Летка зола
агломерується, у результаті чого викиди
твердих частинок скорочуються на 80–90%
[4–6].
Вимоги максимально можливої текучо-
сті водовугільного палива на основі шламів
набувають особливого значення у зв’язку із
розробленням технологій їх безпосередньо-
го спалювання в котлоагрегатах, розпилю-
вання в топках форсунками, а також трубо-
провідного гідротранспортування. Зважаю-
чи на те, що вміст органічного складника в
шламах коливається від 35 до 60%, необхід-
но підвищити масову частку пального ком-
понента в суспензії до 65–75%. Для ство-
рення ефективної технології отримання
висококонцентрованих водовугільних сус-
пензій (ВВВС) на основі відходів вуглезба-
гачення, окрім зольності, складу мінераль-
ної і органічної частини, ступеня окислен-
ня, стадії метаморфізму вугілля, необхідно
враховувати наявність на поверхні доба-
вок флотореагентів, які могли залишитися
в процесі збагачення.
Співробітники Інституту колоїдної хімії
та хімії води ім. А.В. Думанського НАН
України розробили технологічні схеми отри-
мання ВВП на основі вугілля марок «Г» і
«Д», а також вивчили вплив низки фак торів
на їхні характеристики [7–15]. Набутий до-
свід дає підстави стверджувати, що збільши-
ти концентрацію вугілля в суспензії при збе-
реженні її текучості можна, забезпечивши
оптимальний грануломет рич ний склад час-
тинок дисперсної фази — бімодальний, за-
стосувавши при цьому спеціальні хімічні
добавки — пластифікатори, стабілізатори.
При цьому технологія отримання ВВП пе-
редбачає мокре подрібнення вугілля в млині
(механохімічне оброблення) [16].
Ефект бімодального гранулометричного
складу зумовлений тим, що дрібні частинки
вугілля розміщуються між більшими час-
тинками, витісняючи певну кількість води
з агрегатів, унаслідок чого в’язкість суспен-
зії знижується, створюючи умови для під-
вищення концентрації дисперсної фази.
Як метод фізико-хімічного модифікуван-
ня поверхні механохімічне оброблення від-
ходів вуглезбагачення під час подрібнен-
ня дозволяє в достатньо широких межах
впливати на структуру поверхневих шарів і
хімічні властивості поверхні твердої фази.
Характер механохімічних процесів досить
специфічний, а шлях їх перебігу залежить
від комплексу властивостей подрібнюваної
речовини, умов проведення диспергування,
дисперсійного середовища і хімічної добав-
ки. При диспергуванні утворюється прин-
ципово нова поверхня, що може стимулю-
вати хімічні реакції [17–20]. Механоакти-
вація відходів вуглезбагачення може спри-
чинити зміну міжмолекулярних зв’язків,
що супроводжується їх послабленням, а ін-
коли викликає механічний розрив хімічних
зв’язків і утворення активних центрів із під-
вищеною реакційною здатністю [21].
Важлива роль у механохімічних проце-
сах належить середовищу, у якому відбу-
вається диспергування. П.А. Ребіндер уста-
новив, що зниження міцності матеріалу в
поверхнево-активних середовищах зумов-
лене зменшенням роботи, необхідної для
збільшення поверхні твердого тіла, внаслі-
док адсорбції поверхнево-активних речо-
вин (ПАР) і зниження вільної поверхневої
енергії [22]. У процесі мокрого подрібнен-
ня за участі хімічних добавок відбувається
механохімічна модифікація вугільних час-
тинок. Молекули ПАР адсорбуються на по-
58 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
верхні частинок шламу, при цьому зменшу-
ється міжфазна енергія зчеплення й полег-
шується дезагрегація частинок. Крім того,
адсорбований шар згладжує мікрошорст-
кість частинок, зменшуючи коефіцієнт тер-
тя між ними. Створення однойменного
електричного заряду на поверхні частинок
твердої фази в результаті адсорбції добавок
виключає можливість їх зчеплення завдя-
ки електростатичним силам. Сукупність
указаних процесів дає можливість знижу-
вати в’язкість вугільної суспензії і суттє-
во збільшувати концентрацію твердої фази
при отриманні ВВП.
Теоретичною передумовою отримання во-
довугільних суспензій на основі шламів із
максимальною текучістю і високою концен-
трацією дисперсної фази при підтриманні
низького рівня неньютонівської в’язкості є
знання основних параметрів висококонцен-
трованих дисперсних систем, їхніх критич-
них значень і безпосереднього впливу цих
факторів на процеси структуроутворення.
Розглянемо найважливіші з них.
Розмір частинок. Якщо характерний роз-
мір частинок D0 менший від критичного
D0,кр., то в результаті того, що сили зчеплен-
ня частинок одна з одною стають співроз-
мірними з їхньою силою тяжіння, у таких
системах самовільно утворюються коагуля-
ційні просторові структури. При утворенні
коагуляційної сітки і окремих її елементів
між частинками вугілля залишається до-
сить тонкий і термодинамічно стійкий про-
шарок рідкого дисперсійного середовища
(у нашому прикладі води), його товщина
відповідає мінімуму вільної енергії систе-
ми, який спостерігаємо при зближенні дис-
персних частинок до малої кінечної відста-
ні. Зблизившись до такої відстані, дисперс-
ні частинки залишаються зв’язаними одна
з одною доти, доки теплова і механічна дія
не зруйнує встановлені зв’язки, при цьому
коагуляційні контакти сприяють утворен-
ню таких більш-менш значних (за розмі-
ром) і стійких агрегатів, як кінетичні оди-
ниці [22, 23].
Критичний розмір частинок D0,кр. визна-
чаємо з таких співвідношень:
Для паст і суспензій при ближній коагу-
ляції і високому ступені наповнення:
D0,КР.1 ≈ (k /hK1) [A/(Δρg)] ½ (1).
Для частинок у положенні дальньої коа-
гуляції використовуємо частково добавки
ПАВ:
D0,KP.2 ≈ (1/hK2) [B/(Δρg)] ⅓ (2),
де Δρ — ефективна густина твердої фази в
дисперсному середовищі; g — прискорен-
ня вільного падіння, A — константа Гама-
кера; В — константа молекулярної взаємо-
дії з урахуванням електромагнітного запіз-
нення дисперсійних сил; hк1 і hк2 — відстань
між частинками під час їх фіксації в поло-
женні ближньої і дальньої коагуляції; k —
константа порядку одиниці.
Розраховуючи реальні значення D0,кр.1
і D0,кр.2, отримуємо середній характерний
розмір частинок 10–100 мкм.
Важливий висновок із наведеної оцін-
ки критичного розміру частинок полягає в
тому, що основна частка частинок вугілля
із D0 < 200–250 мкм, особливо в області <
100 мкм, проявляє схильність до самовіль-
ної агрегації, тобто до утворення просторо-
вої структурної сітки, усередині якої може
утримуватися значна кількість води [24].
Концентрація твердої фази. Структуро-
утворення, що підсилюється в міру змен-
шення розміру частинок D0 < D0,кр. і росту
концентрації φ, зумовлює появу граничної
напруги зсуву P0 і росту в’язкості суспензії
ηеф. У загальному вигляді граничну напру-
гу зсуву можна виразити такою приблиз-
ною залежністю [25]:
P0 ≈ αFсвf (φ)/D0², (3),
де α — коефіцієнт, що враховує геометрію
розташування частинок α ≈ 1; Fсв — середнє
значення сили зчеплення в контакті; f (φ) —
функція концентрації. Із співвідношення (3)
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 59
дією розмелювальних тіл, але й при їх взає-
моконтакті. При більш низьких концентра-
ціях дисперсної фази взаємодія частинок
шламу набагато слабша. Збільшення кон-
Таблиця 1. Розподіл частинок дисперсної фази ВВВС
за розмірами (відходи гідрозбагачення вугілля
марки «Г», зольністю 42,5 %)
бімодальне розташування
125—13,5 3,1 2,4 3,0
13,5—9,54 12,8 10,3 10,8
9,54—6,75 17,0 14,4 16,9
6,75—5,51 16,3 16,3 18,4
5,51—4,27 5,6 4,9 3,6
4,27—3,02 7,2 7,5 6,5
3,02—2,46 12,4 15,6 12,2
2,46—1,74 8,3 12,4 11,2
1,74—1,42 9,1 8,7 8,8
1,42—1,23 8,2 7,5 8,6
М
еж
і ф
ра
кц
ій
,
(r
, м
км
)
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
63
%
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
65
%
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
67
%
Таблиця 2. Розподіл частинок дисперсної фази ВВВС
за розмірами (відходи гідрозбагачення вугілля
марки «Г», зольністю 42,5 %)
полімодальне розташування
125—13,5 10,3 14,3 11,2
13,5—9,54 9,0 6,3 8,3
9,54—6,75 10,3 2,7 3,3
6,75—5,51 5,1 2,7 3,9
5,51—4,27 10,3 1,8 4,7
4,27—3,02 11,5 10,7 9,0
3,02—2,46 6,4 14,3 15,6
2,46—1,74 11,5 24,1 22,5
1,74—1,42 15,4 7,1 11,2
1,42—1,23 10,2 16,0 10,3
М
еж
і ф
ра
кц
ій
,
(r
, м
км
)
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
63
%
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
65
%
В
м
іс
т
ф
ра
кц
ії
(%
,м
ас
);
С
т.
ф
.=
67
%
Рис. 1. Залежність граничної напруги зсуву ВВП
(від ходи гідрозбагачення вугілля марки «Г», золь-
ністю 42,5 %) від концентрації твердої фази з різним
гранулометричним складом (1 — бімодальний, 2 —
полімодальний)
випливає, що гранична напруга зсуву (так
само як і в’язкість системи) різко зростає із
зменшенням середнього характерного роз-
міру частинок. Величина f(φ)/D0²=nv харак-
теризує число контактів між частинками в
одиниці об’єму. Сила зчеплення між час-
тинками зростає пропорційно їхньому раді-
усу. Реологічна поведінка суспензії характе-
ризується двома критичними концентраці-
ями — початковою (мінімальною) φ0, що
відповідає початку утворення структури, і
φкр., при якій різко зростає Р0.
З метою визначення впливу розміру час-
тинок і характеру їх розташування на гра-
ничну напругу зсуву системи вивчали
ВВВС на основі відходів гідрозбагачення
вугілля марки «Г», вологістю 1,65 %, золь-
ністю 42,5 %. Як комплексну добавку вико-
ристовували лігносульфонат натрію — сіль
лігносульфонової кислоти (ЛСТNa).
Як бачимо з наведених даних, збільшен-
ня концентрації дисперсної фази (Ст.ф)
більше як на 65% приводить до інтенсивно-
го подрібнення твердої фази під час меха-
ноактивації (табл. 1, 2).
При щільнішому розташуванні подріб-
нення шламу відбувається не тільки під
60 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
центрації зумовлює безпосередній контакт
між частинками твердої фази, що підвищує
інтенсивність подрібнення.
Для ВВП на основі шламів, що має по-
лімодальний розподіл частинок за розмі-
рами (табл. 2), характерне зростання гра-
ничної напруги зсуву (рис. 1, крива 2). У
разі бімодального розташування частинок
(табл. 1) напруга зсуву підвищується в до-
пустимих межах навіть при концентрації
70%. Отже, зростання напруги зсуву зу-
мовлене не тільки підвищенням концен-
трації дисперсної фази, але й співвідно-
шенням крупних і дрібних фракцій.
Гранулометричний склад системи. Необ-
хідність вибору оптимального грануломе-
тричного складу для досягнення високих
значень концентрацій дисперсної фази до-
сить важлива, оскільки суттєво впливає
на величину φмакс. У грубодисперсних сис-
темах D0>D0,КР. полідисперсність підвищує
щільність розташування. У висококонцен-
трованих дисперсних системах, до яких на-
лежить ВВП, із відносно крупними частин-
ками (D0>200 мкм) також містяться час-
тинки невеликих розмірів (D0<20 мкм).
Надлишкова кількість частинок цієї фрак-
ції може перешкоджати досягненню висо-
ких значень концентрації (табл. 2).
Сили ван-дер-ваальсівської міжмолеку-
лярної взаємодії між двома сферичними
частинками визначають за формулою:
Fсв.= AD0/(24h²K1) (4),
а між сферичною частинкою і плоскою по-
верхнею в умовах ближньої коагуляції — за
формулою:
Fсв.= AD0/(12h²K1) (5),
де А — константа Гамакера, hK1 — відстань
між сферичними частинками або сферич-
ною частинкою і плоскою поверхнею. Сили
зчеплення у формулі (4) у два рази менші,
ніж у формулі (5), тому дрібні фракції «на-
липають» на поверхні крупних. Застосу-
вання ефективних добавок дозволяє знизи-
ти роль у системі високодисперсної фрак-
ції. Реалізація оптимального грануломе-
тричного складу для систем із D0<< D0,КР.
можлива лише в умовах граничного руйну-
вання структури (P0→0) або ж при регулю-
ванні сили та енергії взаємодії частинок та-
ким чином, щоб уникнути утворення стій-
ких структур. В умовах сухого подрібнення
частинки шламу набувають несферичної
форми, а частка сильноанізометричних
частинок зростає. При мокрому подрібнен-
ні, особливо в поєднанні з модифікаторами
поверхні, вміст анізометричних частинок,
навпаки, зменшується [26], що уможлив-
лює вищу концентрацію ВВВС.
Склад вугільних шламів. Наявність у
складі шламів мінерального і органічного
складників, які подрібнюють до різної дис-
персності, забезпечує максимально щільне
розташування частинок дисперсної фази.
Дрібні частинки глинистого складника
утворюють коагуляційну структуру у ви-
гляді просторової решітки навколо круп-
них частинок вугілля, перешкоджаючи їх
седиментації. Відповідно крупні частинки
вугілля перешкоджають подальшому збли-
женню дрібних частинок мінерального
складника. Враховуючи те, що шлами міс-
тять як органічний, так і значну кількість
неорганічного складника, а дія добавок ви-
значатиметься властивостями компонен-
тів, розглянемо їхній склад:
а) склад органічної частини: Модель хіміч-
ної структури органічної маси вугілля міс-
тить такі структурні фрагменти: Ar — аро-
матичні конденсовані кільця (число кілець
коливається в середньому від 1 до 5); СА
— циклоалканові фрагменти; Х — функціо-
нальні групи (-OH, -COOH, -NH2, -SH); R —
алкільні замісники (С1 — Сn); М — «місток»
( -(СН2)m-, -О-, -О-СН2-, -NH-, -S-, -СА-). У
ряді метаморфізму співвідношення струк-
турних фрагментів змінюється. Наприклад,
кількість конденсованих кілець (Ar) збіль-
шується, а кількість M,R, X і CA зменшуєть-
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 61
ся. Серед гетероатомів (N, O, S) в органічній
масі низько- і середньометаморфізованого
вугілля переважає кисень [27];
б) склад неорганічної частини: Мінераль-
ні домішки вугілля можуть бути різнома-
нітного походження. Мінеральна частина
відходів представлена переважно глинис-
тим матеріалом, який, в одному випадку,
майже не зв’язаний з органічною частиною,
а в другому — перебуває в тісному контакті
з нею (у вигляді вуглепородних утворень).
Три основні класи мінералів утворюють
основну кількість речовин, що супроводжу-
ють викопне вугілля: 1) силікати (здебіль-
шого алюмосилікати, тобто глини і сланці);
2) сульфіди, у яких переважає сульфід за-
ліза; 3) карбонати (Ca, Mg, Fe). Ці три кла-
си мінералів становлять 95–98% усієї міне-
ральної частини вугілля.
Хімічні добавки у ВВП. Підбираючи до-
бавки для отримання стійких і разом із тим
текучих висококонцентрованих водову-
гільних суспензій, необхідно враховувати
ефективність їх впливу на три основні
фізико-хімічні процеси: змочування твер-
дої поверхні, диспергування твердої фази
під час механоактивації і стабілізація сис-
теми. Від цих факторів залежатиме харак-
тер дисперсної структури, її реологічні
властивості, агрегативна і седиментаційна
стійкість. ВВП на основі відходів збагачен-
ня вугілля з мозаїчною поверхнею, ліофоб-
ними і ліофільними ділянками виявляє
агрегативну нестійкість, самовільну агрега-
цію частинок (під дією молекулярних сил)
з утворенням агрегатів і просторових струк-
тур. Якщо органічна частина шламів пога-
но змочена дисперсійним середовищем, що
зумовлено високим значенням міжфазного
натягу на межі твердої і рідкої фази, то не-
органічна частина поводиться навпаки.
При мокрому подрібненні диспергування і
змочування частинок шламу у ВВП регу-
люється адсорбцією різних добавок на гід-
рофобних або гідрофільних ділянках по-
верхні. Щоб уникнути взаємодії частинок
шламу на гідрофобних ділянках і запобігти
їх агрегації у водному середовищі, необхід-
но модифікувати поверхню твердої фази
водорозчинними ПАР. Молекули ПАР, уна-
слідок дифільності своєї будови, адсорбую-
чись на органічному складникові шламу,
ліофілізують його і збільшують спорідне-
ність міжфазного шару з дисперсійним се-
редовищем. Необхідно від значити, що ре-
човина, яка володіє добрими диспергуваль-
ними властивостями, необов’язково повин-
на бути поверхнево активною [22]. Проте,
навіть досягнувши нормального диспергу-
вального ефекту і високої концентрації
ВВП, можуть виникнути проблеми його
стабілізації. Диспергатори — змочувачі по-
верхні, — забезпечуючи агрегативну стій-
кість частинок високодисперсної фази, не
запобігають седиментації крупних части-
нок, які можуть захоплювати із собою час-
тинки меншого розміру. Найсильніший
фактор стабілізації концентрованих дис-
персних систем — це структурно-ме ха ніч-
ний бар’єр, одним із проявів якого є «сте-
ричне відштовхування» [22, 29]. При аналі-
зі взаємодії двох частинок дисперсної фази,
стабілізованих міжфазними адсорбційни-
ми шарами, виділяють дві моделі: 1) «зі-
ткнення» двох адсорбційних шарів із взає-
мопроникненням сегментів молекул у зоні
контакту [30]; 2) стискання адсорбційних
шарів при збереженні залишкового про-
шарку в зоні контакту, без взаємопроник-
нення сегментів молекул [31]. При достат-
ньому вмісті ПАР і утворенні структурова-
них желеподібних шарів стабілізатора в ад-
сорбційних шарах, які володіють пружними
властивостями, відбувається механічна (ре-
ологічна) протидія зближенню частинок
або їхня протидія під час зіткнення. Проте
структурно-механічний бар’єр не оберігає
від зчеплення зовнішніх шарів самих обо-
лонок, якщо поверхнева енергія на зовніш-
ньому боці оболонок (у зоні контакту) не-
62 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
достатньо мала. Таким чином, ефективність
бар’єра повинна залежати від природи
поверхні. Якщо стабілізатор полімер, то
відштовхування також матиме ентропійну
природу: при зближенні частинок число
можливих конформацій молекулярного
ланцюга зменшується [32].
У зв’язку з великою кількістю добавок
ефективність дії кожної з них або їхньої
сукупності, а також порядок уведення ви-
значатимуться складом шламів, зольністю,
ступенем окислення, наявністю залишків
флотореагентів, технологією отримання і
кінцевою метою використання ВВП.
Використана добавка лігносульфонату
натрію (рис. 2) ефективна при концентра-
ції 0,8–1,5% від маси дисперсної фази,
оскільки при такій концентрації спостері-
гаємо мінімум в’язкості ВВП із різним сту-
пенем наповнення дисперсної системи.
Узагальнюючи досвід використання хі-
мічних добавок, їх можна розділити на:
пластифікатори і стабілізатори, деякі з до-
бавок (наприклад лігносульфонати) мають
комплексні властивості:
а) пластифікатори: солі органічної суль-
фокислоти, алкілбензолсульфонат, ал кіл-
сульфонат, алкілнафталінсульфонат, суль-
фонати амідів жирних кислот, солі амінів,
алкіларилсульфонат, алкілантраценсульфо-
нат, сульфати етоксильованих алкілфено-
лів, фосфати етоксильованих спиртів, чет-
вертинні амонієві сполуки, амінооксиди,
алкілкарбокси- і сульфобетаїни, полі ефіри
та їхньі похідні, полістиренсульфонова кис-
лота, сульфовані й етоксильовані гумінові
кислоти, вуглелужний реагент, сульфоме-
ламін, нафталін сульфокислоти [33–38];
б) стабілізатори: солі полікарбонових
кислот, наприклад амонієва сіль поліакри-
лової кислоти, поліалкіленоксид, співполі-
мери продуктів оксиду етилену, оксид ал-
кілену з високою молекулярною масою,
співполімер олефіну з малеїновою кисло-
тою, ефіри целюлози з поліакриловою кис-
лотою, поліакрилати разом із спиртами
(метанол, етанол, гліцерин, полівініловий
спирт), сульфовані метакрилати [33–43].
Також для отримання ВВП можна вико-
ристовувати добавки електролітів, які по-
кращують змочування поверхні й полегшу-
ють адсорбцію ПАР [44].
Електрокінетичні властивості високо-
концентрованих водовугільних суспензій на
основі відходів вуглезбагачення. Досліджен-
ня електроповерхневих властивостей дис-
персних систем дозволяє визначити стан і
характеристики адсорбційних шарів хіміч-
них реагентів безпосередньо в реальних
дисперсіях. Крім того, вони необхідні для
отримання інформації про роль електрич-
ного фактора в загальному балансі енергії
під час контакту частинок, що взаємодіють.
При адсорбції на поверхні вугільних части-
нок хімічні добавки підтримують частинки
в суспензійному стані завдяки міжчастин-
ковому відштовхувальному ефекту (елект-
ро статичне диспергування) або стерично-
му фактору.
Змочування поверхні частинок шламу
супроводжується адсорбційними проце-
сами. У присутності модифікаторів по-
верхні — ПАР, полімери, електроліти —
процеси, що відбуваються в адсорбційно-
Рис. 2. Зміна в’язкості ВВП (з масовою концентраці-
єю 1 — 63%, 2 — 65%, 3 — 68%) (відходи гідрозбага-
чення вугілля марки «Г», зольністю 42,5 %) за наяв-
ності добавки ЛСТNa різної концентрації
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 63
му шарі, характеризуються зміною в по-
двійному електричному шарі (ПЕШ).
Виділяють два основні механізми фор-
мування поверхневого заряду колоїдних
частинок. Перший пов’язаний із адсорбці-
єю іонів і ПАР на поверхні частинок [45]. У
другому механізмі заряд з’являється в ре-
зультаті хімічних реакцій, що відбуваються
на межі розподілу фаз. Для реалізації заря-
ду зазвичай використовують полівалентні
електроліти або іоногенні ПАР.
Криві адсорбції добре корелюють із ре-
ологічними (рис. 2), оскільки в облас-
ті 0,8% добавки спостерігаємо знижен-
ня ефективної в’язкості суспензії, а для
ЛСТNa в цій області — вихід адсорбційної
кривої на плато (рис. 3). Подальше підви-
щення концентрації добавки не має сен-
су як в економічному, так і в реологічно-
му аспектах. На рис. 4 спостерігаємо різ-
ке падіння ζ-потенціалу з виходом на пла-
то при досягненні граничної адсорбції, що
відповідає формуванню однойменних за-
рядів на поверхні.
Добавка сульфованого нафталінформаль-
дегіду (СНФ) знижує сильніше ζ-потенціал
і ліпше адсорбується на частинках вугільно-
го шламу, тому й має кращі диспергувальні
властивості, ніж ЛСТNa. У промисловому
масштабі доцільніше використовувати ліг-
носульфонат натрію, що зумовлено його не-
великою вартістю.
Кислотно-основна рівновага у водовугіль-
них суспензіях. Для приготування ВВП ви-
користовують добавки, дія яких пов’язана
з визначенням кислотно-основної реак-
ції середовища [46, 47], а також значенням
ζ-потенціалу. Кислотність водної фази ВВП
має тенденцію до зміни в часі. При цьому
для шламу вугілля марки «Г», зольністю
42,5%, якщо рНвих. < 7, після додавання но-
вої порції шламу відбувається підвищення,
а при рНвих. > 7 — зниження рН-середовища.
Оскільки відходи збагачення містять висо-
кий відсоток мінеральних домішок, то мож-
на передбачити, що буферна дія шламів
пов’язана насамперед із мінеральним склад-
ником. Незалежно від рНвих. установлення
у ВВП рівноважного значення рНрівн. зале-
жить від зольності вугілля [48].
У зв’язку з цим вивчено характер уста-
новлення рНрівн. до і після диспергування
шламів (табл. 3).
Після механоактивації шламів у всіх ви-
падках значення рН, близьке до нейтраль-
ного, установлюють набагато швидше порів-
няно з вихідним зразком, що може бути зу-
Рис. 3. Адсорбція пластифікаторів (1 — ЛСТNa,
2 — СНФ) при різній концентрації добавки на від-
ходах гідрозбагачення вугілля марки «Г», зольністю
42,5 %.
Рис. 4. Електрокінетичний потенціал частинок шла-
му ВВП на основі відходів гідрозбагачення вугілля
марки «Г», зольністю 42,5 % при різних концентраці-
ях пластифікатора (1 — ЛСТNa, 2 — СНФ).
64 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
мовлене не тільки збільшенням питомої по-
верхні, але й утворенням активних центрів
із підвищеною реакційною здатністю [21].
Важливе значення у формуванні заря-
ду колоїдних частинок мають кислотно-
основні перетворення (рис. 5). Процеси ме-
ханохімічної і гідролітичної деструкції ін-
тенсифікують іонобмінні реакції на межі
вугілля-вода, що зумовлює зміну електро-
кінетичного потенціалу [50].
Уведення під час подрібнення лужних ком-
понентів покращує диспергувальну здат ність
добавок завдяки зниженню ζ-по тенціалу в
лужній області (рис. 5). У лужному середо-
вищі знижуються також в’яз кість і гранична
напруга зсуву, що сприяє підвищенню кон-
центрації шламу у ВВП. Перехід у кислу об-
ласть супроводжується зростанням струк-
турної стійкості суспензії.
Технічні аспекти виробництва водовугіль-
ного палива. Механохімічне оброблення
вугілля зі спеціально підібраними хіміч-
ними добавками і оптимальним грануло-
метричним складом найефективніше як у
технологічному, так і в економічному ас-
пектах [51]. Під час подрібнення можна
регулювати розподіл розмірів частинок
кінцевого продукту, що визначає власти-
вості потоку і впливає на реологічні пара-
метри системи [52].
Поряд із традиційними технологіями
підготовки водовугільної суміші (мокре
подрібнення в шарових і стержневих мли-
нах) розвивається кавітаційна технологія
[53]. Під час кавітаційного оброблення ак-
тивізується не тільки тверда, але й рідка
фази в результаті різного роду структур-
них дефектів у об’ємі й активних станів на
поверхні дисперсних частинок, підвищую-
чи їхню реакційну здатність. Тиск у точ-
ках зіткнення кавітаційних бульбашок по-
Таблиця 3. Кінетика зміни рН-водовугільної суспензії на основі шламів марки «Г», зольністю 42,5 % залежно
від вихідного значення реакції середовища ( I — до механоактивації, II — після механоактивації)
0,5 1,4 2,3 1,8 2,45 1,87 2,5 2,0 2,5 2,3 3,4 2,3 3,43 2,48 3,45
1 4,3 4,8 4,6 5,0 5,0 5,6 5,4 6,2 6,1 6,3 6,1 6,34 6,3 6,34
3 6,5 6,7 7,48 7,6 7,6 7,68 7,65 7,75 7,7 7,76 7,7 7,76 7,73 7,77
5 7,4 7,8 7,8 7,83 7,85 7,89 7,89 7,89 7,85 7,89 7,85 7,89 7,87 7,9
8 7,6 7,5 8,1 7,5 8,0 7,4 7,8 7,4 7,6 7,35 7,6 7,36 7,86 7,35
10 8,2 8 8,1 7,6 7,9 7,4 7,76 7,6 7,7 7,6 7,7 7,5 7,55 7,5
12 11,8 11,3 8,5 8,1 8,45 7,93 8,4 7,9 8,2 7,8 8,2 7,6 8,0 7,6
13 12,2 11,8 10,9 10,5 10,3 9,5 10,1 9,2 9,52 9,1 9,52 8,9 9,4 8,9
τ
Час, год.
1 2 3 4 5 6 7
pHисх
pH1 pH2 pH3 pH4 pH5 pH6 pH7
I II I II I II I II I II I II I II
Рис. 5. Вплив кислотно-основних властивостей се-
редовища на електрокінетичний потенціал 65% ВВП
(відходи збагачення вугілля «Г», зольністю 23%).
1 — без добавки, 2 — з добавкою ЛСТNa, 3 — з до-
бавкою СНФ.
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 65
роджує в пульпі ударні хвилі. Така хвиля
швидко затухає в міру віддалення від зі-
ткнення бульбашок. Якщо поряд із буль-
башкою перебуває поверхня твердого тіла,
то ударна хвиля, що досягає його, має до-
статню інтенсивність, щоб деформувати
таку поверхню. У зоні кавітації зіштовху-
ється велика кількість бульбашок. Тому
поверхня або частина твердого тіла відчу-
ває імпульси механічної напруги, які бага-
тократно повторюються, спричиняючи її
руйнування. Відмінність у механічній
стійкості вугільних частинок, мінералів і
породи дозволяє кавітації диспергувати
передусім менш стійкі частинки [54].
Теплові ефекти спалювання ВВП на основі
відходів вуглезбагачення. Висококонцентро-
вані водовугільні суспензії застосовують як
паливо для енергогенерувальних підпри-
ємств, тому головною вимогою до отриму-
ваних систем є їх згорання з достатнім те-
пловим ефектом. Ми визначили теплові
ефекти від спалювання зразків вихідного
шламу і водовугільної суспензії за допомо-
гою калориметричного методу (табл. 4).
При спалюванні шламів вугілля марки «Г»
і шламів коксохімічного виробництва у
вигляді водовугільних суспензій досягає-
мо прийнятного теплового ефекту, що до-
водить доцільність спалювання відходів
вуглезбагачення у вигляді водовугільних
суспензій.
Проведені дослідження дозволяють зро-
бити висновок, що за допомогою методів
колоїдної хімії і фізико-хімічної механіки
можна ефективно створювати висококон-
центроване водовугільне паливо на основі
відходів вуглезбагачення концентрацією
75% і вище [55], з необхідними колоїдно-
хі мічними властивостями. Кінцевий про-
дукт ВВП готовий до використання в кот-
лоагрегатах і не потребує спеціальної під-
готовки перед спалюванням. Отримані
рео логічні, елект ро кінетичні, адсорбційні,
гранулометричні і теплотехнічні характе-
ристики дозволили не тільки охарактери-
зувати процеси, що відбуваються на стаді-
ях отримання колоїдного палива, але й ке-
рувати ними залежно від технологічного
призначення.
1. Филипенко Ю.Н., Курченко И.П. Состояние и
перспективы развития углеобогащения в Украи-
не // Обогащение полезных ископаемых: Научн.-
техн. сб. — Днепропетровск, 2008. — Вып. 33 (74).
2. Лобанов А.В., Иванова Е.В., Пейчев И.Д., Шиф-
рин С.И., Черненко А.К. Установка для сушки отхо-
дов флотации, извлекаемых из илонакопителей //
Уголь Украины. — 1996. — №12. — С. 32–34.
3. Макаров А.С., Янко С.В. Проблемы использования
высококонцентрированного водоугольного топли-
ва на основе углей Украины // Уголь Украины. —
1992. — №3. — С. 3–5.
4. Keat-Teong Lee, Kok-Chong Tan, Irvan Dahlan, Abdul
Rahman Mohamed. Development of kinetic model
for the reaction between SO2/NO and coal fly ash/
CaO/CaSO4 sorbent // Fuel. — 2008. — Vol. 87. —
P. 2223–2228.
5. Helle G., Nygaarda B, Søren Kiilb, Johnssonb Jan E.,
Jørgen N. Jensena, Jørn Hansenb, Folmer Foghc, Kim
Dam-Johansenb. Full-scale measurements of SO2
gas phase concentrations and slurry compositions
in a wet flue gas desulphurisation spray absorber //
Fuel. — 2004. — Vol. 83. — P. 1151–1164.
6. Longlian Cui, Liqian An, Hejin Jiang. A novel process
for preparation of an ultra-clean superfine coal–oil
slurry // Fuel. — 2007. — Vol. 83. — Р. 1016.
7. А.с. СССР, № 1422658 , МКИ4 С10 L1/32. Добавка
к водоугольной суспензии. От 08.05.88 / А.С. Ма-
Таблиця 4. Теплотворна здатність (кДж/кг) вугільних
шламів і суспензій на їхній основі
Шлами вугілля 19594,1 15345,5 18065,2
марки «Г» Сухе паливо Сухе паливо
24357,9 27371,5
Шлами 33491,8 24372,09 25798,8
коксохімічного Сухе паливо Сухе паливо
виробництва 38685,9 39089
Вид шламу
В
их
ід
ни
й
ш
ла
м
С
ус
пе
нз
ія
,
С
тф
=
6
3%
С
ус
пе
нз
ія
,
С
тф
=
6
6%
66 ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1
каров, А.В. Гамера, Т.Д. Дегтяренко, И.А. Чинен-
ков.
8. А.с. СССР, № 1482178, МКИ4 С10 L1//32. Комп-
лексная добавка для водоугольной суспензии. От
22.01.1989 / В.Д. Беденко, А.П. Ижик, С.П. Кос-
товецкий, А.С. Макаров, В.Г. Правдин, Н.Б. Урьев,
Е.П. Олофинский, Э.И. Рукин, В.В. Васильев.
9. А.с. СССР, № 1559693, МКИ4 С10 L1//32. Спо-
соб получения водоугольной суспензии и ус т-
ройство для его осуществления. От 22.12.1989 /
А.С. Макаров, Т.Д. Дегтяренко, В.А. Завгород-
ний, Э.И. Рукин, А.В. Гамера, Э.М. Воронова,
В.И. Мурко.
10. А.с. СССР, № 1594974, МКИ4 С10 L1//32. Спо-
соб получения водоугольной суспензии. От
22.05.1990 / А.С. Макаров, Е.П. Олофинский,
Э.И. Рукин, В.Ю. Третинник, В.В. Васильев.
11. А.с. СССР, № 1669180, МКИ4 С10 L1//32. Спо-
соб получения водоугольной суспензии. От
8.04.1991 / А.С. Макаров, Т.Д. Дегтяренко, В.А. Зав-
городний, Э.И. Рукин, Л.Г. Примачева, З.П. Ва-
сильева, Г.Н. Делягин.
12. Патент України 8748. Добавка до водовугільної
суспензії. Опубл. 30.09.96. Бюл. №3 / А.С. Мака-
ров, В.А. Завгородній, Т.Д. Дегтяренко, А.В. Гаме-
ра, З.П. Васильєва.
13. Патент України 8749. Спосіб одержання добав-
ки до водовугільної суспензії. Опубл. 30.09.96.
Бюл. №3 / А.С. Макаров, Л.Г. Примачова, Е.І. Ру-
кін, Т.Д. Дегтяренко, В.А. Завгородній, З.П. Васи-
льєва.
14. Патент України 8750. Спосіб одержання водову-
гільної суспензії та пристрій для його здійснен-
ня. Опубл.30.09.96. Бюл. №3 / А.С. Макаров,
Т.Д. Дегтяренко, В.А. Завгородній, В.І. Мурко,
А.В. Га мера, Е.М. Воронова.
15. Патент України по заявці №2000095576. Спо-
сіб одержання розріджувача / А.С. Макаров,
В.О. Яременко, В.Ю. Третинник, В.А. Завгородній.
16. Макаров А.С., Олофінський Є.П., Дегтяренко Т.Д.
Фізико-хімічні основи одержання висококонцен-
трованих водовугільних суспензій // Вісник АН
УРСР. — 1989. — №2. — С.65–75.
17. Болдырев В.В. Механохимический синтез в неор-
ганической химии. — Новосибирск, 1991.
18. Болдырев В.В. Экспериментальные методы в ме-
ханохимии твердых неорганических веществ. —
Новосибирск, 1983.
19. Аввакумов Е.Г. Механические методы активации
химических процессов. — Новосибирск, 1986.
20. Lomovsky O.I., Denisov M.G., Avvakumov E.G.
Mechanochemical equipment of the Institute of Solid
State Chemistry // INCOME-2. 2-nd Intern. Conf.
On Mechanochemistry and Mechanical Activation:
Abstracts. — Novosibirsk, 1997. — P. 140–141.
21. Хренкова Т.М. Механохимическая активация
углей. — М., 1993.
22. Ребиндер П.А. Избранные труды. Поверхностные
явления в дисперсных системах. Физико-хи ми-
ческая механика. — М.: Наука, 1979.
23. Горлов Е.Г. Композиционные водосодержащие то-
плива из углей и нефтепродуктов // Химия твер-
дого топлива. — 2004. — №6. — С. 52–61.
24. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дис перс-
ные системы. — М.: Химия, 1980.
25. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии
дисперсных систем и материалов. — М.: Химия, 1988.
26. Олофинский Е.П. Исследования гидромеханики
трубопроводного транспортирования суспензии //
Исследования гидромеханики суспензий в тру-
бопроводном транспорте. — М.: ВНИИПИгидро-
трубопровод, 1985. — С. 4–8.
27. Гюльмалиев А.М., Головин Г.С., Гладун Т.Г. Теорети-
ческие основы химии угля. — М.: Изд-во МГГУ,
2003. — 524 с.
28. Агроскин А.А. Химия и технология угля. — М.:
Недра, 1969.
29. Vincent B. The effect of adsorbed polymers on
dispersion stability // Adv. Colloid and Interface. —
1974. — №1. — Р. 193–277.
30. Hesselink F. Th. On the theory of the stabilization of
dispersion by adsorbed macromolecules // J. Phys.
Chem. — 1971. — №75. — Р. 75–61.
31. Липатов Ю.С., Солтыс М.Н., Яремко З.М. Об
энергии взаимодействия двух сферических час-
тиц, покрытых адсорбционным слоем макромоле-
кул // Коллоидный журнал. — 1977. — Вып. 39. —
№3. — С. 573–576.
32. Глазман Ю.М., Фукс Г.И. Факторы агрегативной
устойчивости коллоидных дисперсий // Успехи
коллоидной химии. — М.: Наука, 1973.
33. Pat. CA1252294, C10 L 1/32. Coal-aqueous slurry /
Publ.11.04.1989.
34. Pat. CN1814716, C10 L 1/32. Coal water mixture /
Wang pixin li. Publ.09.08.2006.
35. Pat. JP1033192, C10 L 1/32. Carbonaceous Solid-
Water Slurry Composition. Publ. 03.02.1989.
36. Pat. US4969929, C10 L 1/32. Fluidizing and dis-
per sing additives for coal-water dispersions.
Publ. 13.11.1990.
37. Pat. EP0174509, C10 L 1/32. A dispersing agent for
coal-water slurry. Publ. 19.03.1986.
38. Pat. US4256590 C10 L 1/32. Modified heter-
opolysaccharides and their preparation. Publ.
14.05.1992.
39. Pat. CN1404912, C10 L 1/32. Modified lignin sul-
fosalt dispersant of water coal slurry / Qiu Xueqing
(CN); Wang Weixing (CN); Ouyang Xinping (CN).
Publ. 26.03.2003.
40. Pat. AU632423B, C10 L 1/32. Dispersant. Publ.
24.12.1992.
41. Pat. CN1594514, C10 L 1/32. Sludge coal water
slurry and process for making same / Jiang Guli.
Publ. 16.03.2005.
ISSN 0372-6436. Вісн. НАН України, 2009, № 1 67
42. Pat. CN101007972, C10 L 1/32. Process for
preparing coal water slurry additive and its
application method / Li Yongxin Xue. Publ.
01.08.2007.
43. Pat. EP0293024F, C10 L 1/32. Fluidizing and dis-
persing additives for coal-water dispersions / Pla-
tone Edoardo; Prevedello Aldo; Rausa Riccardo.
Publ. 30.11.1988.
44. Узденников Н.Б., Зубкова Ю.Н. Элект ро ки не-
тические характеристики антрацитовых частиц
при адсорбции растворов ПАВ и электролитов на
их поверхности // Химия твердого топлива. —
1992. — №6. — С. 120–124.
45. Pearson J.T. Hydrotropic and Adsorption Properties
of Some Bis — Quaternary Ammonium Compaunds
and Related Cationic surfactants // J. Colloid and
Interface Sci. — 1971. — Vol. 37. — №3. — P. 509–
520.
46. Pat. 4462808 USA, C10 L 1/32. The dispersant
for the slurry of the coal in water Nalko Chemical
Company. Publ. 31.07.1984.
47. Pat. 83/04044 PCT, C 10 L 1/32. The slurry of solid
fuel in water and manner for the preparation / AB
Carbogel. Publ. 24.11.1983.
48. Корженевская Н.Г., Хилько С.Л., Самойлик В.Г.
Кислотно-основные равновесия в водоугольных
суспензиях // Химия твердого топлива. — 1989. —
№4. — С. 60–63.
49. Jackson P., Parfitte G.D. A microscopic Electropho-
retic study of the Rutil-n aliphatic alcohol system //
Kolloid. Z. und Z. Polym. — 1971. — Vol. 244. — №1. —
P. 240–245.
50. Белецкий В.С., Борейко М.К., Сергеев П.В., Зозу-
ля И.Д. Электрокинетические свойства гидрав-
лически транспортируемого угля //Химия твер-
дого топлива. — 1989. — №5. — С. 121–24.
51. Ходаков Г.С., Горлов Е.Г., Головин Г.С. Производ-
ство и трубопроводное транспортирование сус-
пензионного водоугольного топлива // Химия
твердого топлива. — 2006. — №4. — С. 23–39.
52. Pulido J.E., Rojas C.P., Acero G. et. al. // Coal Sci. —
1995. — Vol. 2. — P. 1585.
53. Pat. RU №2151959. Способ производства жид-
кого композитного топлива / Ю.В. Овчинников,
Г.В. Ноздренко, П.А. Щинников. Publ. 08.06.1999.
54. Pat. RU2 249 029. Способ получения водоуголь-
ного топлива и технологическая линия для его
осуществления / А.Д. Петраков, С.М. Радченко,
О.П. Яковлев. Publ. 27.03.2005.
55. Патент України №78404. Гідросуспензія C10 L
1/32. Від 15.12.2006 / О.І. Єгурнов, А.С. Макаров,
В.А. Завгородній, О.Л. Коханюк, О.М. Со чи кан.
А. Макаров, О. Кобітович, Д. Савіцький , О. Єгурнов
ЕНЕРГОНОСІЇ З ВІДВАЛІВ
Колоїдно-хімічні методи отримання палива
на основі відходів вуглезбагачення
Р е з ю м е
У статті розглянуто і проаналізовано аспекти та мож-
ливості використання відходів вуглезбагачення як
водовугільного палива. Визначено гранулометричні,
електрокінетичні, структурно-механічні параметри, а
також теплові ефекти водовугільних суспензій різно-
го складу. Вивчено вплив добавок пластифікаторів,
модифікації поверхні і процесів механоактивації на
реологічні властивості водовугільного палива.
A. Makarov, O. Kobitovych, D. Savitskyi, O. Yegurnov
ENERGY SOURCES OF HEAPS
Colloid and chemical methods for fuel production
from the coal-cleaning wastes
S u m m a r y
The article considers and analyzes the aspects and capa-
bilities of coal-cleaning wastes application as water-coal
fuel. Particle size, electrokinetic properties, structural
and mechanical features as well as heat effects of water-
coal suspensions of various compositions are defined.
The effect of fluidizing agents, surface modification and
processes of mechanical activation on rheological pro-
perties of water-coal fuel is studied.
|