КІНЕТИКА АГРЕГАТОУТВОРЕННЯ ПРИ МАСЛЯНІЙ АГЛОМЕРАЦІЇ ВУГІЛЛЯ

АННОТАЦИЯ

Досліджено процес агрегатоутворення при масляній агрегації вугілля. Показано, що він протікає поетапно, а залежність крупності агрегатів від тривалості процесу агрегації у турбулентному потоці вугільної гідросуміші має ступінчастий характер і апроксимується сигмоїдальною функцією.

Ключові слова: масляна агломерація, вугілля, кінетика агрегатоутворення.

Постановка проблеми і стан її вивчення. У кінці ХХ – на початку ХХІ ст. одним з перспективних спеціальних процесів збагачення дрібно- і тонкодисперсного вугілля, до якого прикута увага дослідників, є процес масляної агломерації. В ряді країн, а саме – США, Польщі, Німеччині, Канаді, Росії, Індії, Японії, Україні розроблені варіанти реалізації цього процесу. Перспективи його застосування охоплюють не тільки власне процес збагачення і зневоднення тонких класів вугілля, але і підготовки його до приготування водовугільного палива (висококонцентровані паливні водовугільні суспензії), зрідження вугілля, технології збереження коксівних та ін. властивостей вугілля при його дальньому гідравлічному транспортуванні [1-6].

Разом з тим, до сьогодні тільки окремі роботи присвячені кінетиці процесу агрегатоутворення.

Мета роботи – вивчення кінетики агрегатоутворення при масляній агрегації вугілля.

Виклад основного матеріалу. Особливості утворення вторинних структур вивчалися авторами шляхом стробоскопії водовугільно-масляної гідросуміші в імпелерній мішалці, а також мікроскопічних досліджень одержаних вуглемасляних агрегатів. В результаті досліджень отримана регресія da= f(τa), узагальнена на рис. 1.

Згідно регресії на І і II етапі спостерігаються пухкі флокули розміром 50-200 мкм, які поступово ущільнюються і обмаслюються за рахунок витіснення зв’язуючого з порового (міжфазного) простору (рис. 2). Тривалість періоду τaII обернено-пропорційна рухливості зв’язуючої рідини, а отже, залежить від її складу, стану, температури середовища.

В точці b кількості зв’язуючої рідини на поверхні агрегатів достатня для їх злипання (вторинної агрегації). Процес злипання проходить, як правило, дуже інтенсивно. Після його завершення на ділянці с-d має місце ущільнення й обкатування агрегатів, при якому їх діаметр зменшується на 3-5%. На рис. 3. показані вуглемасляні структури, що виникають на етапі IV.

Надалі, починаючи з точки d при повторному витісненні надлишку зв’язуючого на поверхні агрегату може відбутися процес конгломерації - коалесценції вторинних агрегатів і ущільнення їх на етапі е-f. На рис. 4. показані вуглемасляні структури, що виникають на етапі VІ.

Ділянки ІІІ і V кривої dа= f(τa) можуть бути апроксимовані сигмоїдальною функцією з кількістю параметрів від 3-х до 5. Вид цих функцій:

де: а, b, c – коефіцієнти рівняння, що залежать від конфігурації кривої dа= f(τa) на відповідних ділянках.

ВИСНОВКИ

Проведені дослідження показали, що процес агрегатоутворення при масляній агрегації вугілля протікає поетапно, а залежність крупності агрегатів від тривалості процесу агрегації у турбулентному потоці вугільної гідросуміші має ступінчастий характер.

ЛІТЕРАТУРА

1. Білецький В.С., Сергєєв П.В., Папушин Ю.Л. Теорія і практика масляної агрегації вугілля. Донецьк:Грань, 1996. – 264 с.
2. Харада Т., Мацуо Т. Агломерація у рідинах// Ніхон Когьо Кайсі. - 1982. - № 1134, С. 714-722.
3. Сергєєв П. В., Білецький В. С. Селективна флокуляція вугільних шламів органічними реагентами.— Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, "Редакція гірничої енциклопедії", 2010. — 240 с.
4. Oil Agglomeration of Coal in Inorganic Salt Solutions // G. C. C. YANG, R. MARKUSZEWSKI & T. D. WHEELOCK // Coal Preparation Volume 5, Issue 3-4, 1988. pages 133-146.
5. Tovas D. Wheelock ea. The role of eir in oil agglomeration of coal at a moderate shear rate// Fuel, 1994, v. 73, 7. р. 1103-1107.
6. Vega V.G. ea. Selective agglomeration of hing rank coals with vegeta-tible oils // 8 th Int. Conf. on coal Science. Oviedo. Spain, 10-12 September 1995. p. 296-297.