Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем
Показано, що застосування теорiї агрегативної стiйкостi лiофобних дисперсних систем (теорiї ДЛФО) для аналiзу енергетичного стану твердої фази висококонцентрованих водовугiльних суспензiй (ВВВС) є перспективним iнструментом вивчення цього об’єкта i може бути покладено в основу теорiї ВВВС. Подано...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Доповіді НАН України |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2013
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85745 |
| 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: | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем / В.С. Білецький, О.А. Круть, П.В. Сергєєв // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 95–103. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859826570737221632 |
|---|---|
| author | Білецький, В.С. Круть, О.А. Сергєєв, П.В. |
| author_facet | Білецький, В.С. Круть, О.А. Сергєєв, П.В. |
| citation_txt | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем / В.С. Білецький, О.А. Круть, П.В. Сергєєв // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 95–103. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Доповіді НАН України |
| description | Показано, що застосування теорiї агрегативної стiйкостi лiофобних дисперсних систем
(теорiї ДЛФО) для аналiзу енергетичного стану твердої фази висококонцентрованих
водовугiльних суспензiй (ВВВС) є перспективним iнструментом вивчення цього об’єкта i може бути покладено в основу теорiї ВВВС. Подано аналiз енергетичного стану
твердої фази висококонцентрованих водовугiльних суспензiй, що дозволяє пояснити природу явищ, якi мають мiсце при змiнi крупностi i поверхневого потенцiалу вугiльних i мiнеральних частинок, гiдрофiльно-гiдрофобного балансу їх поверхнi.
Показано, что применение теории агрегативной стойкости лиофобных дисперсных систем
для анализа энергетического состояния твердой фазы высококонцентрированных водоугольных суспензий (ВВС) является перспективным инструментом изучения этого объекта
и может быть положено в основу теории ВВС. Приведенный анализ энергетического состояния твердой фазы ВВС позволяет пояснить природу явлений, которые имеют место при изменении крупности, поверхностного потенциала угольных и минеральных частиц,
гидрофильно-гидрофобного баланса их поверхности.
It is shown that the use of the theory of aggregative stability of lyophobic disperse systems for the
analysis of an energy state of the solid phase of a high-concentrated coal water slurry (CWS) is a
promising tool to study this subject, and it can be used as a basis of the CWS-theory. The analysis
of an energy state of the solid phase of a high-concentrated CWS is given allowing the explanation
of the nature of phenomena that occur while changing the size and the surface potential of coal and
mineral particles as well as hydrophilic/hydrophobic balance of their surface.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:29:22Z |
| format | Article |
| fulltext |
оповiдi
НАЦIОНАЛЬНОЇ
АКАДЕМIЇ НАУК
УКРАЇНИ
5 • 2013
ЕНЕРГЕТИКА
УДК 622.794
В.С. Бiлецький, О. А. Круть, П.В. Сергєєв
Водовугiльна суспензiя з позицiї теорiї агрегативної
стiйкостi лiофобних дисперсних систем
(Представлено академiком НАН України А.Ф. Поповим)
Показано, що застосування теорiї агрегативної стiйкостi лiофобних дисперсних систем
(теорiї ДЛФО) для аналiзу енергетичного стану твердої фази висококонцентрованих
водовугiльних суспензiй (ВВВС) є перспективним iнструментом вивчення цього об’єк-
та i може бути покладено в основу теорiї ВВВС. Подано аналiз енергетичного стану
твердої фази висококонцентрованих водовугiльних суспензiй, що дозволяє пояснити при-
роду явищ, якi мають мiсце при змiнi крупностi i поверхневого потенцiалу вугiльних
i мiнеральних частинок, гiдрофiльно-гiдрофобного балансу їх поверхнi.
Постановка проблеми та стан її дослiдження. В умовах дефiциту паливних ресурсiв
i змiни цiнової полiтики щодо нафти та газу в Українi все актуальнiшим стає збiльшен-
ня частки вугiлля у паливно-енергетичному балансi. Однiєю з перспективних технологiй
є використання як палива висококонцентрованих водовугiльних суспензiй (ВВВС). Вона,
по-перше, дозволяє одержувати стiйке транспортабельне водовугiльне паливо (ВВП), яке
може спалюватися в топках котлiв без попереднього зневоднення. По-друге, ця технологiя
вiдрiзняється значно бiльшою екологiчною чистотою [1, 2].
Разом з тим сама висококонцентрована водовугiльна суспензiя являє собою складний
об’єкт, який характеризується багатьма фiзико-хiмiчними факторами, що визначають її
агрегативну i седиментацiйну стiйкiсть та реологiчнi властивостi.
Високу стабiльнiсть i текучiсть суспензiй обумовлюють їх тиксотропнi властивостi.
Зокрема, в умовах турбулентних потокiв обернена тиксотропна вiдновлюванiсть забезпе-
чується, згiдно з теорiєю ДЛФО, коагуляцiєю дисперсної твердої фази суспензiї у положен-
нi так званої другої потенцiйної ями на кривих сумарна енергiя взаємодiї (Ec) — вiдстань
мiж частинками (h) [3–5].
Теоретичнi основи тиксотропних рiдинних систем базуються на основних положеннях
колоїдної хiмiї, розроблених в роботах [3, 4, 6, 7]. Теорiя водовугiльних суспензiй наразi
знаходиться на стадiї накопичення емпiричного матерiалу i опрацювання робочих гiпотез.
© В. С. Бiлецький, О.А. Круть, П.В. Сергєєв, 2013
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 95
Рис. 1. Кривi потенцiйної енергiї взаємодiї двох частинок залежно вiд вiдстанi мiж ними
Метою цiєї роботи є оцiнка базисних властивостей ВВВС i тенденцiй їх змiни з позицiй
сучасної теорiї стiйкостi лiофобних дисперсних систем (теорiї ДЛФО).
Основний матерiал. Основними факторами, якi визначають поведiнку вугiльної час-
тинки у коагульованiй структурi, є: крупнiсть частинки, гiдрофiльно-гiдрофобний баланс
поверхнi частинок, загальний та електрокiнетичний потенцiал цiєї поверхнi. Характерис-
тики коагульованої тиксотропної водовугiльної системи в цiлому визначаються “глибиною”
Eм2 та координатою hм2 другої енергетичної ями (рис. 1) [4].
Сумарна енергiя Ec взаємодiї двох сферичних частинок у рiдинi, згiдно з теорiєю ДЛФО,
має двi складовi — iонно-електростатичну Ee та молекулярну дисперсiйну (ван-дер-вааль-
сову) Ед:
Ec(h) = 2πε0rϕ
2 ln[1 + exp(−χh)]−
Ar
12h
, (1)
де ε0 — абсолютна дiелектрична проникнiсть води (ε0 = 7,26·10–10 Ф/м); r — радiус сферич-
них вугiльних частинок, м; ϕ — потенцiал дифузної частини подвiйного електричного шару
(ПЕШ) на поверхнi вугiльних частинок, В; χ — зворотний дебаївський радiус (обернене
значення товщини дифузного шару δ), χ = 1/λ, де λ — протяжнiсть (довжина) дифузного
шару ПЕШ (для бiльшостi випадкiв λ = 1 ·10−8 м−1); h — вiдстань мiж частинками твердої
фази у суспензiї; Ar — константа Гамакера, Дж.
Iснування другої енергетичної ями кривої Ec(h) обумовлюється тим, що крива Eд(h)
убуває за степеневим законом, а Eе(h) — за експоненцiальним, тобто остання убуває швид-
ше, нiж Eд(h) (див. рис. 1).
Розглянемо вплив зазначених вище факторiв на характер кривої Ec(h). Для цього за-
дамося вихiдними параметрами рiвняння (1).
Область варiювання крупностi (d) вугiльних частинок прийнята 10–100 мкм, що вiдпо-
вiдає основному рацiональному дiапазону крупностi твердої фази ВВВС [1, 2] i, згiдно з [5],
вiдповiдає крупностi грубодисперсних об’єктiв колоїдної хiмiї. Зауважимо, що така позицiя
96 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Рис. 2. Аналiтичнi залежностi Ec(h) для вугiльних частинок:
а — крупнiстю 1 — 100 мкм; 2 — 50 мкм; 3 — 10 мкм; б — при змiнi гiдрофiльно-гiдрофобного балансу
поверхнi вугiльних частинок, константа Гамакера (1 — Ar = 0,5 · 10–19 Дж; 2 — Ar = 1,5 · 10–19 Дж; 3 —
Ar = 3,5 · 10–19 Дж); в, г — для потенцiалу поверхнi вугiльних частинок (1 — 100 мВ; 2 — 50 мВ; 3 —
20 мВ) (в — загально-оглядовий масштаб кривих; г — деталiзований вiдносно осi Ec)
небездоганна, але, без сумнiву, має мiсце принаймнi для частини тонких зерен вказаного
дiапазону крупностi.
Область змiни загального потенцiалу поверхнi вугiльних частинок за [8, 9] прийнято
20–100 мВ. Константа Гамакера (Ar) для гетерогенної вугiльної поверхнi у зв’язку з рiзним
гiдрофiльно-гiдрофобним балансом змiнюється в межах (0,5 ÷ 3,5) · 10−19 Дж [4].
На рис. 2, а подано кривi Ec(h) для рiзних крупностей вугiльних частинок, одержанi
за допомогою програми MathCAD при потенцiалi ϕ = 100 мВ i константi Гамакера Ar =
= 3,5 · 10−19 Дж.
Як видно, зi збiльшенням крупностi вугiльних зерен збiльшується енергетичний бар’єр
вiдштовхування i одночасно зростає глибина “другої потенцiальної ями”. Перше вiдзначене
явище — збiльшення енергетичного бар’єра вiдштовхування — обумовлює зростання агре-
гативної стiйкостi, оскiльки цей бар’єр перешкоджає потраплянню i незворотнiй коагуляцiї
частинок у “першiй потенцiальнiй ямi”.
Друге явище — збiльшення глибини “другої потенцiальної ями” — сприяє зростанню
стабiльностi тиксотропної структури. Чим бiльша “глибина” цiєї потенцiальної ями, тим
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 97
бiльша енергiя взаємодiї мiж частинками в обернених коагуляцiйних структурах i тим бiль-
ша стiйкiсть ВВВС.
Розглянемо тепер вплив на енергетичний стан частинок ВВВС фактора гетерогенностi
вугiльної поверхнi. Ця гетерогеннiсть (гiдрофiльно-гiдрофобний баланс поверхнi) в теорiї
ДЛФО оцiнюється константою Гамакера (див. рiвняння (1)).
Як вiдомо [4], чим сильнiше взаємодiє вугiльна фаза з водою, тим менше константа
Гамакера Ar. Це означає, що сили притягання мiж частинками дещо зменшуються. Тобто
зростання значення константи Ar вiдповiдає збiльшенню гiдрофобних властивостей вугiль-
ної поверхнi. Одержанi нами аналiтичнi кривi Ec(h)|Ar = var, dз = 100 мкм, ϕ = 100 мВ
пiдтверджують цю тезу i показують (рис. 2, б ), що збiльшення гiдрофобних властивостей
вугiльних частинок приводить до деякого зменшення висоти енергетичного бар’єра вiд-
штовхування i, вiдповiдно, зменшення агрегативної стiйкостi ВВВС.
На рис. 2, в, г наведено кривi Ec(h) при змiнi сумарного потенцiалу поверхнi вугiльних
частинок в межах 20–100 мВ при крупностi зерен вугiлля dз = 100 мкм i константi Гамакера
Ar = 3,5 · 10−19 Дж.
Аналiз кривих показує, що збiльшення потенцiалу вугiльної поверхнi приводить до появи
i збiльшення енергетичного бар’єра вiдштовхування. Цей бар’єр з’являється при ϕ ≈ 50 мВ.
При ϕ < 50 мВ водовугiльна суспенцiя агрегативно нестiйка. Її зерна пiд дiєю дисперсiй-
них ван-дер-ваальсових взаємодiй незворотно коагулюють мiж собою i суспензiя розшаро-
вується.
При ϕ > 50 мВ спостерiгається два характерних ефекти. По-перше, iстотно зростає ви-
сота енергетичного бар’єра вiдштовхування, що вiдповiдно збiльшує агрегативну стiйкiсть
ВВВС. По-друге, координата другої енергетичної ями hм2 змiщується вправо. Це призво-
дить до збiльшення вiдстанi мiж вугiльними частинками, якi фiксуються у другiй потен-
цiйнiй ямi тиксотропної структури. Наслiдком цього є збiльшення для вугiлля з вiдносно
великим поверхневим потенцiалом частки води в складi ВВВС (i, вiдповiдно, зменшення
концентрацiї в нiй твердої фази).
Вплив на тиксотропнi властивостi ВВВС мiнеральної складової. Проаналiзує-
мо вплив на тиксотропнi властивостi висококонцентрованих водних суспензiй мiнеральної
складової твердої фази.
За даними [10], мiнеральна складова енергетичного вугiлля Донбасу, що може бути ви-
користане для приготування ВВВС, в основному представлена монтморилонiтом, каолiнi-
том, гiдрослюдою та кварцом. Зауважимо, що у ВВВС як тиксотропної структури можна
видiлити декiлька видiв контактних взаємодiй: вугiльне зерно–вугiльне зерно, мiнераль-
не зерно–мiнеральне зерно, вугiльне зерно–мiнеральне зерно. Вiдповiднi ланцюжки i про-
сторовi структури цих зерен можуть утворювати локальнi характернi зони в тиксотроп-
нiй структурi ВВВС. Зони представленi тiльки контактними взаємодiями типу вугiльне
зерно–вугiльне зерно, розглянутi нами вище.
Проаналiзуємо тепер випадок контактних взаємодiй типу мiнеральне зерно–мiнеральне
зерно. Для цього задамося вихiдними параметрами рiвняння (1). Область варiювання круп-
ностi (d) мiнеральних частинок прийнята 1–10 мкм, що вiдповiдає реальному дiапазону
крупностi мiнеральної компоненти ВВВС [5]. Область змiни загального потенцiалу поверх-
нi мiнеральних частинок за [11, 12] прийнято 40–200 мВ. Значення константи Гамакера (Ar)
для гiдрофiльної мiнеральної поверхнi за [12] можна прийняти в межах (0,2–2,0) ·10−19 Дж.
Зворотний дебаївський радiус χ, згiдно з [12], не залежить вiд густини поверхневого заряду
i потенцiалу поверхнi зерна, а є лише функцiєю заряду iонiв ПЕШ i їх концентрацiї. Товщи-
98 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Рис. 3. Аналiтичнi залежностi Ec(h):
а, б — при крупностi мiнеральних частинок 1 мкм (крива 1 ); 3 мкм (крива 2 ); 6 мкм (крива 3 ); 10 мкм
(крива 4 ) (а — загальнооглядовий масштаб кривих; б — деталiзований вiдносно осi Ec); в, г — при змiнi
потенцiалу поверхнi мiнеральних частинок в межах 50–200 мВ: 1 — 50 мВ; 2 — 100 мВ; 3 — 150 мВ; 4 —
200 мВ (в — загальнооглядовий масштаб кривих; г — деталiзований вiдносно осi Ec)
на дифузного шару ПЕШ для мiнеральних зерен у водi, за даними [12], знаходиться в межах
δ = 1–1000 нм. Вiдповiдно зворотний дебаївський радiус χ варiює в межах 109–106 м−1. На
рис. 3, а, б подано кривi Ec(h) для рiзних крупностей частинок при ϕ = 100 мВ i конс-
тантi Гамакера Ar = 1 · 10−19 Дж. Як видно, зi збiльшенням крупностi мiнеральних зерен
збiльшується енергетичний бар’єр вiдштовхування i одночасно зростає глибина “другої по-
тенцiальної ями”. Перше вiдзначене явище — збiльшення енергетичного бар’єра вiдштов-
хування — обумовлює зростання агрегативної стiйкостi, оскiльки цей бар’єр перешкоджає
потраплянню i незворотнiй коагуляцiї частинок в “першiй потенцiальнiй ямi”. Друге яви-
ще — збiльшення глибини “другої потенцiальної ями” — сприяє зростанню стабiльностi тик-
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 99
сотропної структури мiнеральної суспензiї. Чим бiльша “глибина” цiєї потенцiальної ями,
тим бiльша енергiя взаємодiї мiж частинками в обернених коагуляцiйних структурах i тим
бiльша стiйкiсть суспензiї мiнеральних частинок.
Вiдзначенi закономiрностi аналогiчнi встановленим нами для вугiльних частинок, тобто
вони мають унiверсальний характер для всiєї твердої фази ВВВС. Разом з тим, в реаль-
них умовах внаслiдок меншої крупностi мiнеральних зерен i меншого значення константи
Гамакера, яка вiддзеркалює фiзико-хiмiчнi властивостi твердої поверхнi речовини, висота
енергетичного бар’єра вiдштовхування мiнеральних частинок iстотно менша, нiж для ву-
гiльних зерен ВВВС (вiд декiлькох разiв до 10). Це обумовлює їх бiльшу схильнiсть до
незворотної коагуляцiї у першому енергетичному мiнiмумi.
На рис. 3, в, г наведено кривi Ec(h) при змiнi сумарного потенцiалу поверхнi мiнеральних
частинок в межах 50–200 мВ при крупностi зерен dз = 5 мкм i константi Гамакера Ar =
= 1 · 10−19 Дж.
Аналiз одержаних кривих показує, що збiльшення потенцiалу мiнеральної поверхнi при-
водить до появи i збiльшення енергетичного бар’єра вiдштовхування. Цей бар’єр так само,
як i для вугiльних зерен, з’являється при ϕ ≈ 50 мВ. При ϕ < 50 мВ мiнеральна суспензiя
агрегативно нестiйка. Її зерна пiд дiєю дисперсiйних ван-дер-ваальсових взаємодiй незво-
ротно коагулюють мiж собою i мiнеральна суспензiя розшаровується.
При ϕ > 50 мВ, як i у випадку пари вугiльне зерно–вугiльне зерно, для розглядуваної
пари мiнеральне зерно–мiнеральне зерно спостерiгається два характерних ефекти. По-пер-
ше, iстотно зростає висота енергетичного бар’єра вiдштовхування, що, вiдповiдно, збiльшує
агрегативну стiйкiсть мiнеральної суспензiї. По-друге, координата другої енергетичної ями
hм2 змiщується вправо. Це призводить до збiльшення вiдстанi мiж мiнеральними частин-
ками, якi фiксуються у другiй потенцiйнiй ямi тиксотропної структури. Наслiдком цього
є збiльшення для мiнеральної компоненти з вiдносно великим поверхневим потенцiалом
частки води в складi суспензiї (i, вiдповiдно, зменшення концентрацiї в нiй твердої фази).
Одержанi данi показують, що тенденцiї поведiнки кривих Ec(h) при змiнi сумарного
потенцiалу поверхнi мiнеральних i вугiльних частинок однаковi. Для прийнятих реальних
умов ВВВС у випадку мiнеральних частинок висота енергетичного бар’єра вiдштовхуван-
ня порiвняно з вугiльними зернами при рiвних значеннях потенцiалу поверхнi зменшуєть-
ся приблизно на порядок. Тобто ще раз пiдтверджується, що мiнеральна суспензiя бiльш
схильна до незворотної коагуляцiї в першому енергетичному мiнiмумi.
Корисним є також аналiз впливу на енергетичний стан мiнеральної суспензiї природи
частинок, якi її складають. Вiдмiннiсть у речовинному складi мiнеральної компоненти сус-
пензiї у теорiї ДЛФО оцiнюється константою Гамакера.
Як вiдомо [4], чим сильнiше взаємодiє мiнеральна фаза з водою, тим менше константа
Гамакера Ar, тобто сили притягання мiж частинками суспензiї зменшуються. Зростання
значення константи Ar вiдповiдає збiльшенню гiдрофобних властивостей мiнеральної по-
верхнi. Одержанi нами аналiтичнi кривi Ec(h) при змiнi Ar у дiапазонi (0,2–2,0) · 10−19 Дж,
а також dз = 5 мкм, ϕ = 100 мВ пiдтверджують цю тезу i показують, що збiльшення
гiдрофобних властивостей мiнеральних частинок приводить до деякого зменшення висо-
ти енергетичного бар’єра вiдштовхування i, вiдповiдно, зменшення агрегативної стiйкостi
мiнеральної суспензiї.
Як видно з рис. 4, збiльшення константи Гамакера супроводжується зростанням гли-
бини другого енергетичного мiнiмуму, тобто зростання ймовiрностi та мiцностi фiксацiї
мiнеральних частинок суспензiї у другому потенцiйному мiнiмумi.
100 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
Рис. 4. Аналiтичнi залежностi Ec(h) при змiнi константи Гамакера для мiнеральних частинок: 1 — Ar =
= 0,2 · 10−19 Дж; 2 — Ar = 0,8 · 10−19 Дж; 3 — Ar = 1,4 · 10−19 Дж; 4 — Ar = 2,0 · 10−19 Дж (а —
загально-оглядовий масштаб кривих; б — деталiзований вiдносно осi Ec)
Таким чином, спостерiгаються двi протилежнi тенденцiї впливу природи мiнеральної
речовини на характеристики суспензiї. З одного боку, при зростаннi Ar знижується агре-
гативна стiйкiсть суспензiї до незворотної коагуляцiї, а з iншого — зростають тиксотропнi
властивостi мiнеральної суспензiї (утворення просторової “сiтки” мiнеральних зерен, фiксо-
ваних у другiй потенцiйнiй ямi).
Зауважимо, що друга тенденцiя переважає над першою, а саме, при одних i тих же
умовах збiльшення глибини другої потенцiйної ями становить близько 10 разiв, а зменшення
висоти потенцiйного бар’єра вiдштовхування — тiльки 1,5 раза.
Вiдзначена суттєва рiзниця у поведiнцi мiнеральних зерен рiзної природи у другiй по-
тенцiйнiй ямi пiдтверджується даними емпiричних дослiджень [10]. Тобто речовинний склад
мiнеральної компоненти ВВВС є окремим фактором впливу на тиксотропнi характеристи-
ки водовугiльної суспензiї.
На закiнчення зробимо такi висновки.
1. Застосування теорiї ДЛФО для аналiзу енергетичного стану твердої фази висококон-
центрованих водовугiльних суспензiй є перспективним iнструментом вивчення цього об’єкта
i може бути покладено в основу теорiї ВВВС. Зокрема, застосування теорiї ДЛФО дозво-
ляє пояснити природу явищ, якi мають мiсце при змiнi крупностi i поверхневого потенцiалу
вугiльних i мiнеральних частинок, гiдрофiльно-гiдрофобного балансу їх поверхнi.
2. Як показує аналiз одержаних нами енергетичних кривих Ec(h), при вiдносно малих
поверхневих потенцiалах вугiльних частинок (ϕ < 50 мВ) водовугiльна суспензiя агрега-
тивно нестiйка.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 101
3. Збiльшення потенцiалу частинок грубодисперсних колоїдних систем в областi ϕ >
> 50 мВ приводить до збiльшення агрегативної стiйкостi водовугiльних суспензiй. Разом
з тим, для вугiлля з поверхневим потенцiалом ϕ > 50 мВ спостерiгається збiльшення вiд-
станi мiж вугiльними частинками при їх фiксацiї у “другiй потенцiальнiй ямi” енергетичних
кривих Ec(h), що обумовлює збiльшення частки води в складi ВВВС.
4. Зростання гiдрофобностi вугiльної поверхнi приводить до деякого зменшення агре-
гативної стiйкостi ВВВС.
5. Речовинний склад мiнеральної компоненти ВВВС є окремим фактором впливу на
тиксотропнi характеристики водовугiльної суспензiї.
Напрями подальших дослiджень. Залишається нерозвинутим ряд аспектiв теорiї
агрегативної стiйкостi висококонцентрованих водовугiльних суспензiй у динамiчних умовах.
Крiм того, перспективним видається i напрям дослiдження впливу на властивостi ВВВС
чинникiв механо-хiмiчної деструкцiї твердої фази, а також розкриття пор.
1. Делягин Г.Н. Водоугольные суспензии – новый вид энергетического топлива // Строительство тру-
бопроводов. – 1989. – № 8. – С. 9–12.
2. Круть О.А. Водовугiльне паливо. – Київ: Наук. думка, 2002. – 172 с.
3. Урьев Н.Б. Физико-химические основы технологии дисперсных систем и материалов. – Москва: Хи-
мия, 1988. – 256 с.
4. Новый справочник химика и технолога. Электродные процессы. Химическая кинетика и диффузия.
Коллоидная химия. – Ст-Петербург: НПО “Профессионал”, 2006. – 900 с.
5. Урьев Н.Б. Высококонцентрированные дисперсные системы. – Москва: Химия, 1980. – 320 с.
6. Ефремов И.Ф. Периодические коллоидные структуры. – Ленинград: Химия, 1971. – 192 с.
7. Дерягин Б.В. Теория устойчивости коллоидов и тонких пленок. – Москва: Наука, 1986. – 206 с.
8. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства
угля. – Киев: Наук. думка, 1988. – 192 с.
9. Зубкова Ю.Н., Родин Д.П., Кучер Р.В. Исследование электрокинетических свойств ископаемых
углей // Химия тв. топлива. – 1973. – № 4. – С. 16–19.
10. Елишевич А.Т., Корженевская Н.Г., Самойлик В.Г., Хилько С.Л. Исследование влияния содержа-
ния минеральных примесей на реологические свойства водоугольных суспензий // Там же. – 1988. –
№ 5. – С. 130–133.
11. Байченко А.А. Научные основы и интенсивная технология очистки шламовых вод углеобогащения. –
Дис. . . . докт. техн. наук. – Кемерово, 1987. – 478 с.
12. Фридрихсберг Д.А. Курс коллоидной химии. – Ленинград: Химия, 1984. – 368 с.
Надiйшло до редакцiї 21.12.2012Донецький нацiональний технiчний унiверситет
Iнститут вугiльних енерготехнологiй
НАН України, Київ
В.С. Билецкий, А. А. Круть, П.В. Сергеев
Водоугольная суспензия с позиции теории агрегативной стойкости
лиофобных дисперсных систем
Показано, что применение теории агрегативной стойкости лиофобных дисперсных систем
для анализа энергетического состояния твердой фазы высококонцентрированных водоуголь-
ных суспензий (ВВС) является перспективным инструментом изучения этого объекта
и может быть положено в основу теории ВВС. Приведенный анализ энергетического со-
стояния твердой фазы ВВС позволяет пояснить природу явлений, которые имеют место
при изменении крупности, поверхностного потенциала угольных и минеральных частиц,
гидрофильно-гидрофобного баланса их поверхности.
102 ISSN 1025-6415 Reports of the National Academy of Sciences of Ukraine, 2013, №5
V. S. Bilecky, O.A. Krut’, P.V. Sergeev
Coal water slurry considered from the standpoint of the theory of
aggregative stability of lyophobic disperse systems
It is shown that the use of the theory of aggregative stability of lyophobic disperse systems for the
analysis of an energy state of the solid phase of a high-concentrated coal water slurry (CWS) is a
promising tool to study this subject, and it can be used as a basis of the CWS-theory. The analysis
of an energy state of the solid phase of a high-concentrated CWS is given allowing the explanation
of the nature of phenomena that occur while changing the size and the surface potential of coal and
mineral particles as well as hydrophilic/hydrophobic balance of their surface.
ISSN 1025-6415 Доповiдi Нацiональної академiї наук України, 2013, №5 103
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-85745 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1025-6415 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:29:22Z |
| publishDate | 2013 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Білецький, В.С. Круть, О.А. Сергєєв, П.В. 2015-08-14T18:05:00Z 2015-08-14T18:05:00Z 2013 Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем / В.С. Білецький, О.А. Круть, П.В. Сергєєв // Доповiдi Нацiональної академiї наук України. — 2013. — № 5. — С. 95–103. — Бібліогр.: 12 назв. — укр. 1025-6415 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85745 622.794 Показано, що застосування теорiї агрегативної стiйкостi лiофобних дисперсних систем (теорiї ДЛФО) для аналiзу енергетичного стану твердої фази висококонцентрованих водовугiльних суспензiй (ВВВС) є перспективним iнструментом вивчення цього об’єкта i може бути покладено в основу теорiї ВВВС. Подано аналiз енергетичного стану твердої фази висококонцентрованих водовугiльних суспензiй, що дозволяє пояснити природу явищ, якi мають мiсце при змiнi крупностi i поверхневого потенцiалу вугiльних i мiнеральних частинок, гiдрофiльно-гiдрофобного балансу їх поверхнi. Показано, что применение теории агрегативной стойкости лиофобных дисперсных систем для анализа энергетического состояния твердой фазы высококонцентрированных водоугольных суспензий (ВВС) является перспективным инструментом изучения этого объекта и может быть положено в основу теории ВВС. Приведенный анализ энергетического состояния твердой фазы ВВС позволяет пояснить природу явлений, которые имеют место при изменении крупности, поверхностного потенциала угольных и минеральных частиц, гидрофильно-гидрофобного баланса их поверхности. It is shown that the use of the theory of aggregative stability of lyophobic disperse systems for the analysis of an energy state of the solid phase of a high-concentrated coal water slurry (CWS) is a promising tool to study this subject, and it can be used as a basis of the CWS-theory. The analysis of an energy state of the solid phase of a high-concentrated CWS is given allowing the explanation of the nature of phenomena that occur while changing the size and the surface potential of coal and mineral particles as well as hydrophilic/hydrophobic balance of their surface. uk Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Доповіді НАН України Енергетика Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем Водоугольная суспензия с позиции теории агрегативной стойкости лиофобных дисперсных систем Coal water slurry considered from the standpoint of the theory of aggregative stability of lyophobic disperse systems Article published earlier |
| spellingShingle | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем Білецький, В.С. Круть, О.А. Сергєєв, П.В. Енергетика |
| title | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| title_alt | Водоугольная суспензия с позиции теории агрегативной стойкости лиофобных дисперсных систем Coal water slurry considered from the standpoint of the theory of aggregative stability of lyophobic disperse systems |
| title_full | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| title_fullStr | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| title_full_unstemmed | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| title_short | Водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| title_sort | водовугільна суспензія з позиції теорії агрегативної стійкості ліофобних дисперсних систем |
| topic | Енергетика |
| topic_facet | Енергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/85745 |
| work_keys_str_mv | AT bílecʹkiivs vodovugílʹnasuspenzíâzpozicííteorííagregativnoístíikostílíofobnihdispersnihsistem AT krutʹoa vodovugílʹnasuspenzíâzpozicííteorííagregativnoístíikostílíofobnihdispersnihsistem AT sergêêvpv vodovugílʹnasuspenzíâzpozicííteorííagregativnoístíikostílíofobnihdispersnihsistem AT bílecʹkiivs vodougolʹnaâsuspenziâspoziciiteoriiagregativnoistoikostiliofobnyhdispersnyhsistem AT krutʹoa vodougolʹnaâsuspenziâspoziciiteoriiagregativnoistoikostiliofobnyhdispersnyhsistem AT sergêêvpv vodougolʹnaâsuspenziâspoziciiteoriiagregativnoistoikostiliofobnyhdispersnyhsistem AT bílecʹkiivs coalwaterslurryconsideredfromthestandpointofthetheoryofaggregativestabilityoflyophobicdispersesystems AT krutʹoa coalwaterslurryconsideredfromthestandpointofthetheoryofaggregativestabilityoflyophobicdispersesystems AT sergêêvpv coalwaterslurryconsideredfromthestandpointofthetheoryofaggregativestabilityoflyophobicdispersesystems |