Направление комплексного использования минерального сырья. Учебное пособие

Широкое применение УС продиктовано доступностью сырья для их производства, относительно невысокой стоимостью, низким расходом в процессе, универсальностью, позволяющей получать УС для любого адсорбционного процесса, возможностью многократной регенерации без заметного ухудшения свойств.

УС могут быть получены из разнообразного углеродсодержа­щего сырья  древесины, антрацита, каменного и бурого угля, тор-

Микропоры, подразделяемые дополнительно на ультрамикро­поры и супермикропоры (наиболее мелкие и крупные микропоры

для получения специфической структуры пор и улучшения адсорб­ционных свойств.

труднена, поэтому карбонизат подвергают предварительному дроб­лению. Для эффективной активации размер фракции должен быть

Недостатками этого метода являются:

Парогазовая активация производится при температуре 800­1000 С в строго контролируемых условиях. При парогазовой акти-

Реакция углерода с паром катализируется оксидами и карбона­тами щелочных металлов, поэтому их в небольших количествах иногда добавляют к исходному сырью при производстве активных углей.

Россия обладает богатейшей сырьевой базой для производства сорбционных материалов. Отечественная сырьевая база для получе­ния сорбционных материалов представлена углями разных техниче­ских характеристик, петрографического и элементного составов, пригодными для переработки по различным технологическим схе­мам с получением сорбентов широкого спектра действия. Исследо­вания свойств углей разных стадий метаморфизма и различного петрографического состава как сырья для переработки в сорбцион­ные материалы и систематизация результатов ранее опубликован­ных научных работ в этой области позволили установить, что ста­дия метаморфизма ископаемых углей предопределяет структурный тип сорбента на их основе, что, в свою очередь, обусловливает по­лучение сорбентов с требуемой структурой пор и необходимыми адсорбционными свойствами путем подбора исходного сырья и технологии его переработки.

Зольность углей является основным критерием их пригодности для производства углеродных сорбентов. Установлено, что зольная часть исходного угля в процессе получения сорбентов на его основе увеличивается в несколько раз за счет удаления летучих веществ на стадии карбонизации и обгара при взаимодействии углерода с газа­ми-окислителями на стадии активации. При переработке высокозо- льного сырья зольность конечного продукта может достигать почти 50 %, делая его непригодным для использования в качестве сорбен­та, так как такой материал имеет низкую прочность и плохо разви­тую пористую структуру.

для разделения воздуха с получением технически чистого азота. В ИГИ разработана технология получения углеродных молекулярных сит (УМС) на основе бурых углей Канско-Ачинского бассейна ме­тодом химической модификации продукта их термической перера-

ботки  дробленого карбонизата. Созданные узкопористые углерод­ные адсорбенты обладают молекулярно-ситовым действием по от-

На основе слабоспекающихся газовых углей разработаны уни­кальные технологии получения высококачественных гранулирован­ных сорбентов сферической формы без применения связующих ве­ществ. Было использовано природное свойство углей при термооб-

Некоторые вещества, например, аммиак, диоксид серы, пары ртути, сероводород, формальдегид, хлор, цианистый водород, ионы металлов, плохо адсорбируются на поверхности обычных активиро­ванныхных углей. В сорбционном извлечении этих веществ, в

В настоящее время при очистке технологических вод нашли применение эффективные искусственные карбоксильные катиониты, импортируемые из-за границы. Синтетические катиониты обладают следующими достоинствами: повышенной равновесной объемной емкостью, высокими показателями по набухаемости и относительно высокой механической прочностью. К сожалению, они очень доро­гостоящие (около 5,5 тыс. долл. США за тонну), что существенно за­трудняет широкое промышленное использование таких материалов

Таблица 18

Характеристика углей для производства сульфоуглей

Бурые угли (низшая стадия метаморфизма) богаты гуминовыми кислотами. (Гуминовые кислоты не являются четко очерченным классом соединений, но представляют собой группу высокомолеку­лярных соединений, имеющих несколько различный состав, однако обладающих общим типом строения и общими свойствами). Иссле­дование состава, свойств и возможностей использования гуминовых веществ, получаемых из бурых и окисленных в природных услови­ях каменных углей, позволило организовать небольшое по масшта­бам, но имеющее промышленное значение производство углеще­лочных реагентов (УЩР).

Впервые УЩР были применены в нашей стране для обработки растворов, используемых в буровой технике, взамен карбоксилметил­целлюлозы и других дорогостоящих химических продуктов. При обработке УЩР глинистых промывочных жидкостей ускоряется прохождение скважин, предотвращаются обвалы и набухание пла­стов, уменьшается фильтрация жидкой фазы. В этом отношении УЩР обладают существенным преимуществом по сравнению с дру­гими реагентами. Они способны в течение 30 мин снизить водоотда­чу промывочных жидкостей до 5 см3 даже в условиях применения морской воды и малоколлоидных глин, которые в необработанном виде имеют водоотдачу свыше 30 см3. Благодаря этому УЩР широ-

Водорастворимые гуминовые препараты, получаемые из углей, используют в сельском хозяйстве для повышения урожайности

сельскохозяйственных культур. В частности гуматы натрия  эколо­гически чистые, безвредные биологические стимуляторы роста и развития растений. Гуматы натрия снижают действие ядовитых хи­мических веществ на растения, уменьшают накопление их в расти­тельной массе, в плодах и овощах. Они увеличивают всхожесть се­мян и энергию их прорастания, способствуют приживаемости рас­сады и растений при пересадке, ускоряют рост и развитие растений.