13.7. Полезные и токсичные микроэлементы в углях
В углях /в органической массе и минеральных примесях/ установлено присутствие многочисленных микроэлементов. В органической массе концентрируются германий, галлий, серебро, цинк и др., в минеральных примесях /глинистые минералы, карбонаты, кварц, сульфиды и т.д./ - ртуть, кадмий, цинк, свинец, мышьяк и пр. Концентрация примесей, как правило, незначительна /не превышает средней концентрации в земной коре/. Микроэлементы с относительно высокими содержаниями подразделяются на две группы:
элементы, среднее содержаний которых в углях СНГ выше среднего содержания в земной коре /бор, скандий, галлий, германий, мышьяк, молибден, серебро, ртуть и свинец/;
элементы, среднее содержание которых в углях отдельных бассейнов страны выше среднего содержания в земной коре /бериллий, цинк и вольфрам/.
В углях Донбасса установлена весьма высокая концентрация мышьяка /кларк концентрации, представляющий отношение среднего содержания элемента в угле к среднему содержанию в земной коре, составил 44,4/, на Кавакском месторождении в Средней Азии - молибдена /27,3/, в Экибастузском бассейне - серебра /24,3/, в Северо-Сосьвенском бассейне на Урале - бора /16,0/ и германия /5,7/, в Подмосковном бассейне - галлия /11,3/, в Закавказье - скандия /7,6/ и др. Известны угли с повышенной концентрацией урана.
Повышенная концентрация примесей в углях представляет промышленный интерес, но закономерности их распределения в угленосных бассейнах и районах требуют дополнительного изучения. Необходима также разработка технологии их извлечения.
Многие микроэлементы в углях отнесены к токсичным /ртуть, свинец, мышьяк, ванадий, марганец, никель, хром, кобальт и бериллий/. Прежде всего опасность представляют те из них, концентрация которых в углях повышена /ртуть, свинец, мышьяк и бериллий/. В процессе массового сжигания или технологической переработки углей даже о низким содержанием токсичных элементов вокруг промышленных предприятий, потребляющих ежегодно сотни тысяч тонн угля /металлургические комбинаты, коксохимические заводы, теплоэлектростанции/, образуется загрязнение окружающей среды /атмосфера, гидросфера, почвенно-растительный слой/.
14. Качество углей
Качество углей определяют петрографический состав (см. подразд. 2.5) марка и технологическая группа, влажность, зольность, сернистость, содержание фосфора, удельная теплота сгорания, элементный состав, выход летучих веществ, спекаемость, коксуемость и целый ряд других показателей. Подавляющее большинство показателей качества в соответствии с ГОСТ 27313-87 обозначается буквами латинского алфавита, имеющими дополнительные верхний и нижний индексы.
Нижний
индекс уточняет характеристику показателя
качества /например, St
- сера общая, SS
- сера сульфидная,
-
сера сульфатная, S0
- органическая, Sel
- сера элементарная/, верхней указывает
на состояние топлива, проба которого
использована для определения показателя.
В качестве верхнего индекса используются такие обозначения:
a /от англ. analytic/ - аналитическое состояние; указывает на пробу о крупностью зерен менее 0,02 мм /размеры обусловлены требованиями методики исследования/, приведенную в равновесие с условиями лабораторного помещения;
r - рабочее состояние; характеризует пробу с влажностью и зольностью, типичными для добываемого или используемого угля;
d /от англ. dry - сухой/ - сухое состояние; свидетельствует о пробе угля, не содержащей общей влаги;
o /от англ.organic / - органическая масса угля; условное состояние топлива, не содержащего влаги и минеральной массы;
af /от англ. ashes free - свободный от золы/ - влажное беззольное состояние; условное состояние аналитической пробы без учета зольности топлива;
daf /от англ. dry ashes free - сухой свободный от золы/ -сухое беззольное состояние; условное состояние аналитической пробы без учета влажности и зольности.
В процессе технического анализа углей определяют влажность, зольность, выход летучих, долю серы, удельную теплоту сгорания и коксуемость углей. Влага и зола считаются балластом, остальные показатели определяют горючую массу топлива.