Разделы сайта

Авторы: Д.И. Дедовец, И.Г Дедовец, В.Н. Шевкопляс, Л.Ф. Бутузова
Донецкий национальный технический университет

Источник: Статья подготовлена к печати.

ИССЛЕДОВАНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ НАДМОЛЕКУЛЯРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ УГЛЕЙ В ПРОЦЕССЕ МЕТАМОРФИЗМА

Эффективное использование углей невозможно без четкого представления об их строении и зависящих от него свойств.

Одним из методов, при помощи которых ведется изучение структуры углей, является рентгеноструктурный анализ.

Интересной, на наш взгляд, задачей является не столько изучение строения отдельно взятого образца угля, сколько проследить, как изменяется структура углей в результате протекания таких процессов как метаморфизм и пиролиз. И если изучение изменения структуры углей в процессе метаморфизма интересно больше с академической точки зрения, то знание того, как перестраивается вещество угля в результате пиролиза исключительно важно для оптимизации процесса коксования, который до сих пор остается толком не изученным.

Для того чтобы проследить, как влияет на строение углей стадия метаморфизма, была набрана коллекция пробу углей различных марок: начиная от бурых и заканчивая антрацитами.

Результаты исследования приведены в таблице 1.

№	Проба угля (марка, пласт)	Cdaf	d002	Lc	La	Lc/La	h/l	Cг	n
1	БУ, Новомиргородский	65,4	0,413	1,44	5,16	0,28	0,67	0,18	4,49
2	БУ, Константиновский	66,8	0,395	1,55	4,09	0,38	0,57	0,26	4,93
3	БУ (Польша)	71	0,413	1,39	5,44	0,26	0,86	0,18	4,38
4	БУ, Канско-Ачинский	74,3	0,395	1,49	3,66	0,41	0,87	0,25	4,79
5	Дl2	76,2	0,413	1,22	4,46	0,27	0,67	0,16	3,95
6	Дl4	79	0,404	1,37	4,21	0,33	0,99	0,20	4,40
7	Гl3	82,2	0,395	1,51	4,12	0,37	1,67	0,25	4,84
8	Гl1	82,7	0,363	2,51	4,14	0,60	3,09	0,89	7,90
9	Жm2	87,4	0,349	3,55	3,20	1,11	1,44	2,53	11,18
10	Кk8	88,6	0,349	3,96	3,47	1,14	4,38	2,81	12,33
11	ОСl6	88,9	0,349	4,05	4,39	0,92	5,73	2,88	12,60
12	Тh8	90,3	0,342	5,75	2,82	2,03	7,14	7,70	17,78
13	Аh8	93,7	0,349	3,73	7,58	0,49	6,42	2,65	11,69

Как показали исследования, в процессе метаморфизма происходит постепенное уменьшение межъядерного расстояния d₀₀₂.

Следует отметить увеличение количества упорядоченных слоев в пачке и соответственно толщины пачки при увеличении степени метаморфизма. Эти явления в совокупности с уменьшением межъядерного расстояния можно объяснить увеличением степени упорядоченности структуры угля, приближением ее к кристаллической структуре графита. При увеличении степени метаморфизма от ароматических колец отщепляются боковые алифатические фрагменты, за счет чего уменьшается размер пакета. Одновременно это дает возможность ароматическим ядрам стать плотнее (отсюда и уменьшение межъядерного расстояния), а также объединиться в более высокие пакеты.