Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время, как за рубежом, так и в России, уделяется все большее внимание вопросам повышения рентабельности горнодобывающих предприятий, в частности, геотехнологиям и близким к ним способам обогащения, облагораживания и первичной переработки сырья с целью повышения его потребительской стоимости. Однако, создание и внедрение новых технологий в значительной мере отстает от потребностей, в частности, угольной промышленности. Поэтому поиск и разработка новых нетрадиционных методов облагораживания и первичной переработки углей по-прежнему остаются актуальными.
Один из способов первичной переработки бурых углей - выщелачивание, основной продукт - гуминовые вещества, потребность которых в качестве удобрений, а также в виде углещелочных реагентов, используемых при буровых работах, и связующих для получения прочных брикетов, очень высока.
В месте с тем известные способы выщелачивания в большинстве случаев имеют характерный недостаток - низкий выход гуминовых веществ.
В связи с этим обоснование и разработка новых эффективных способов получения гуминовых веществ являются актуальной задачей.
Диссертация выполнена в соответствии с планами НИР ИГДС СО РАН в 1997-2000 г.г. по теме: «Исследование физических процессов горного производства в условиях многолетней мерзлоты и разработка эффективных способов и средств управления ими для совершенствования перспективных нетрадиционных технологий и технических систем при освоении недр Севера, учитывающих экологические особенности региона» (№ государственной регистрации 01.960.009247).
Цель работы. Разработать и обосновать новый способ первичной переработки бурых углей, заключающийся в эффективной технологии термовыщелачивания; разработать и создать конструкцию опытной установки и оптимальные режимы ее эксплуатации.
В соответствии с целью работы основными задачами являются:
разработать метод прогнозирования выхода гуминовых веществ по величине теплоты образования бурых углей;
разработать технологию первичной переработки бурых углей на основе метода термовыщелачивания;
разработать конструкцию и изготовить опытную установку для получения гуминовых веществ, определить оптимальные технологические режимы с целью получения максимально возможного выхода продукта.
Идея работы. Показать принципиальную возможность осуществления нового способа - термовыщелачивание бурых углей, - позволяющего повысить экономическую эффективность производства
Методы исследований: анализ и обобщение литературных данных, экспериментальное исследование физико-химических свойств, методы математической статистики.
Научная новизна диссертации определяется следующими основными результатами:
установлена зависимость степени восстановленное бурых углей от величины теплоты образования; на этой основе разработана методика прогнозирования выхода гуминовых веществ из бурых углей;
разработан способ термовыщелачивания бурых углей, позволяющий получить выход гуминовых веществ из бурых углей Ленского бассейна до 80 - 85 %;
установлены наиболее значимые технологические параметры процесса термовыщелачивания - влажность исходного угля, температура сушки, соотношение смеси угля со щелочью, расход щелочи, время выщелачивания, соотношение жидкого к твердому, а также оптимальные их величины.
Личный вклад автора состоит в:
установлении характера зависимости степени восстановленности бурых углей от величины теплоты образования;
разработке методики прогнозирования выхода гуминовых веществ из бурых углей;
разработке нового способа термовыщелачивания бурых углей;
установлении наиболее важных технологических параметров процесса термовыщелачивания;
- разработке конструкции опытной установки для получения гуминовых веществ, проведении экспериментов и обработке полученных данных.
Практическая ценность состоит в том, что разработанная технология существенно повышает эффективность первичной переработки бурых углей.
Произведена опытно-промышленная проверка эффективности полученных гуминовых веществ в условиях Центральной .Якутии, подтвердившая их высокую эффективность.
Достоверность научных положений, выводов и результатов, полученных в диссертационной работе, обеспечиваются достаточным объемом экспериментальных исследований и подтверждаются корректностью постановки задач, решением их с использованием современных методов ис-
следований и применением методов матстатисткки.
Реализация работы. Начаты работы по подготовке производства гу-мшювых вешеств для нужд сельского хозяйства Республики Саха (Якутия) в соответствии с Распоряжением Председателя Правительства PC (Я) от 27 мая 1999 г. № 630-р "О производстве и использовании гуминовых удобрений в Республике Саха (Якутия)".
Апробация работы. Основное содержание работы и ее отдельные положения докладывались, обсуждены и получили положительную оценку на Юбилейной научной сессии по развитию новых направлений и технологий освоения недр земли (Москва, 1999), на научно-практических конференциях: "Минеральные ресурсы рудного и нерудного сырья Сибири в XXI веке: проблемы освоения и конкурентоспособности'' (Новосибирск, 1999); "Проблемы и перспективы угледобывающей отрасли Республики Саха (Якутия)", посвященной 20-летию Нерюнгринского разреза (Нерюнгри, 1999); "Пут эффективного использования экономического и промышленного потенциала Южно-Якутского региона в 21-м веке" (Нерюнгри, 2000), а также на научных семинарах лаборатории ИГДС СО РАН и ученых советах ИГДС СО РАН.
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 6 научных статей и тезисов докладов, в том числе получено решегие на выдачу патента РФ на полезную модель.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы из 101 наименования, расположенных на 121 страницах машинописного текста, включая 11 рисунков, 14 таблиц, а также приложения на 5 страницах.