Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние сырьевой базы коксования в карагандинском бассейне, выбор объектов и направления исследований 9
1.1. Коксуемость углей пластов Карагандинского бассейна . 12
1.2. Коксуемость углей шахт Карагандинского бассейна 17
1.3. Коксуемость концентратов и отсевов углеобогатительных фабрик и установок 23
I.4-. Выбор объектов и направления исследований 28
1.5. Выводы по главе 33
2. Исследование взаимодействия углей на стадии пластического состояния и спекания 35
2.1. Разработка комплексного метода оценки процессов спекания и коксообразования 37
2.2. Закономерности формирования свойств пластической массы из бинарных угольных смесей 44
2.3 Выбор параметра для оценки спекаемости угольных шихт 54
2.4. Изменение спекаемости угольных шихт в зависимости от состава
2.5 Выводы по главе 70
3. Исследование взаимодействшгуглей на стадий превращения полукокса в кокс и закономерностей изменения прочности кокса .,..72
3*1. Разработка комплексного метода оценки процессов
коксообразования и прочности кокса 73
3.2. Закономерности изменения процессов, протекающих при формировании кокса из бинарных угольных смесей 77
3.3. Изменение показателей процессов коксообразования и прочности кокса в зависимости от состава шихт 85
3.4. Зависимость прочности кокса от показателей процессов спекания и коксообразования на основе применения новых методов 96
3.5. Выводы по главе . ЮО
4. Промышленные испытания и внедрение различных вариантов шихт для коксования 101
4.1. Промышленные испытания вариантов шихт для коксования с различным марочным составом 101
4.2. Исследования по внедрению в шихту для коксования отсевов карагандинских углей 113
4.3. Рекомендации по технологическим параметрам подготовки и коксования угольных шихт 141
4*4* Технико-экономический анализ различных вариантов шихт для коксования 157
4.5. Выводы по главе 167
Заключение . 169
Список литературы
- Коксуемость углей шахт Карагандинского бассейна
- Закономерности формирования свойств пластической массы из бинарных угольных смесей
- Закономерности изменения процессов, протекающих при формировании кокса из бинарных угольных смесей
- Исследования по внедрению в шихту для коксования отсевов карагандинских углей
Введение к работе
Развитие черной металлургии в свете решений ХХУІ съезда КПСС предусматривает увеличение объемов производства кокса Решение этих задач связано с двумя важными актуальными проблемами: расширением сырьевой базы коксования и повышением качеотва металлургического кокса для удовлетворения возрастающих требований доменного производства. В обеспечении сырьем коксохимических предприятий страны большая роль отводится Карагандинскому угольному бассейну, обладающему ценными малосернистыми спекающимися углями Долгое время из-за высокой зольности и трудной обогатимости карагандинских углей в производстве кокса применяли лишь одну треть добываемых углей) характеризующихся высокими показателями спекаемости и коксуемости. Постоянно растущий дефицит в кусковом углеродистом материале (коксе) требует привлечения к коксованию карагандинских углей, используемых в энергетических целях Этими углями являются в основном, коксовые и отощенные спекающиеся угли, не образующие при самостоятельном коксовании прочного металлургического кокса Кроме того, в Карагандинском бассейне намечается тенденция сокращения добычи хорошо спекающихся углей и ухудшения качества товарного угля ряда шахт Саранского и Промышленного участков, добывающих коксовые угли, из-за вовлечения в добычу высокозольных и труднообогатимых нижних пластов. В этих условиях расширение сырьевой базы коксования возможно путем привлечения к производству кокса менее зольных отсевов углей (класс 0-13 мм), выпускаемых на обогатительных фабриках и установках после рассортировки рядовых углей Вместе с тем, в связи с вводом в бассейне ЦОФ "Восточная" и второй углеобогатительной фабрики Карагандинского металлургического комбината существенно увеличилась мощность по обогащению углей для коксования Кроме того, значительная часть рядовых углей поставляется на обогатительные фабрики Украины для покрытия дефицита в спекающихся углях с пониженным выходом летучих веществ» Становится возможным практически полное использование углей Карагандинского бассейна, добываемых подземным способом, в коксохимической промышленности Для успешного решения задачи по максимальному использованию высокозольных карагандинских углей в производстве кокса необходимо их сочетание с малозольными газовыми углями Кузнецкого бассейна, которые позволяют снизить зольность шихты и кокса, обеспечить удовлетворительную усадку кокса и увеличить выход химических продуктов коксования В условиях ухудшения сырьевой базы коксования и увеличения требований к качеству кокса актуальными являются исследования, направленные на изучение процессов образования кокса с целью совершенствования шихтования углей Для решения этих вопросов необходимо создание эффективных методов испытания углей, позволяющих комплексно оценить их технологические свойства С учетом изложенного, целью диссертационной работы являлось исследование закономерностей явлений, протекающих при коксовании шихт различного состава, на основе новых комплексных методов оценки углей для решения практических задач по расширению сырьевой базы коксования При решении поставленных в диссертации задач использованы следующие методы исследований: анализ литературных источников, аналитический и графо-аналитический, экспериментальный в лабораторных, полупромышленных и промышленных условиях с применением стандартных и новых методов исследований, статистический и технико-экономический Научная новизна работы заключается в том, что автором:
- разработан комплексный метод оценки процессов спекания и коксообразования (а.с. 620812), позволяющий определять на одном образце показатели интервала пребывания угля в пластическом состоянии, текучести и вспучивания пластической массы, усадку и прочность кокса;
- изучены закономерности формирования свойств пластической массы из шихт различного состава, предложены уравнения для расчета их спекаемости;
- разработан комплексный метод оценки процессов коксообразова-ния и прочности кокса (а.с. 648893);
- исследованы закономерности изменения показателей процессов коксообразования и прочности кокса при использовании в шихтах углей разных технологических групп, получены уравнения для их расчета;
- установлены математические зависимости прочности кокса от показателей процессов спекания и коксообразования с целью их применения при подборе шихт на коксование и прогнозировании качества кокса Практическая ценность работы заключается в следующем:
- разработанные комплексные методы оценки углей позволяв получать объективную информацию о технологических свойствах шихты и кокса,могут быть использованы в практике коксохимического производства;
- установленные зависимости прочности кокса от состава шихт, а также показателей процессов спекания и коксообразования могут применяться при составлении шихт для коксования;
- проведенные исследования позволяют рационально использовать имеющиеся угольные ресурсы в условиях расширения сырьевой базы коксования.
Реализация работы в промышленности заключается в том, что на Карагандинском металлургическом комбинате были внедрены варианты шихт для коксования, позволившие расширить сырьевую базу и стоимость шихты и кокса» В результате внедрения разработок получен экономический эффект в размере 304,4 тыс.руб.
В диссертации защищаются:
- разработанные комплексные методы оценки процессов спекания, коксообразования и прочности кокса;
- результаты экспериментальных и теоретических исследований процессов, протекающих при взаимодействии углей разных технологических групп на стадиях пластического состояния и превращения полукокса в кокс;
- закономерности изменения показателей процессов спекания, коксообразования и прочности кокса от состава шихт;
- математические зависимости прочности кокса от показателей процессов спекания и коксообразования.
Материалы диссертационной работы докладывались:
- на Всесоюзном совещании по химии твердого топлива (г.Москва, isfie г.);
- на ежегодных научно-технических конференциях Карагандинского металлургического комбината (г.Темиртау, 1978-1983 гг.);
- на научно-технической конференции по проблеме "Исследование углей, процессов и продуктов их переработки" (г.Свердловск, 1982 г.);
- на научно-технической конференции по проблеме "Внедрение передовой технологии, механизация и автоматизация основных и вспомогательных процессов горного производства на шахтах Карагандинского бассейна (г.Караганда, 1982 г.);
- на научно-технической конференции по проблеме "Внедрение достижений науки и техники при обогащении углей" (г.Москва, 1983 г«);
- на научном семинаре кафедры ХТТ Днепродзержинского индустриального института (г.Днепродзержинск, 1983 г.). По теме диссертации опубликовано 9 статей и получено 2 авторских свидетельства Диссертация изложена на 206 страницах машинописного текста, состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит 49 таблиц, 19 рисунков и 6 приложений Список использованной литературы включает 165 наименований Работа выполнена во Всесоюзном научно-исследовательском и проектно-конструкторском угольном институте (КНИУИ) за период работы автора 1972-1983 гг. в соответствии с планами НИР КНИУИ при научном руководстве кандидата технических наук, доцента Антона Юрьевича Мельничука. Научный консультант в КНИУИ - кандидат технических наук Юрий Борисович Черняк Ценная научная консультация получена от доктора технических наук, профессора Ивана Марковича Глущенко.
Автор приносит также благодарность сотрудникам КНИУИ В.Ф.По-пенко, Н.И.Ташиной, М.А.Видеру, А.А.Данчиной, В.П.Зеленскому, А.С.Абишевой, О.Г.Орешкиной, а также работникам КарМК В.Д.Музычу-ку, Г.Б.Добровинскому, ВУХИН А П.Черемичкину, В.Н.Нестерову за ценные советы, помощь в организации и проведении экспериментальных работ, внедрении результатов работы в практику
Коксуемость углей шахт Карагандинского бассейна
В настоящее время в Карагандинском бассейне действуют 26 шахт, из них 20 шахт добывают угли для коксования. Добычу углей и их поставку потребителям шахты осуществляют в виде смеси отдельных пластов Поэтому коксуемость углей шахт определяется соотношением пластов, участвующих в добыче Впервые значительные исследования коксуемости углей по шахтам Карагандинского бассейна были проведены в 1964-1966 гг. /26/. Позднее институты КНЙУИ, ВУХИН совместно с Карагандинским металлургическим комбинатом неоднократно проводили изучение углей шахт бассейна как в лабораторных, так и в промышленных условиях /28-38/ Исследования показали, что добываемые угли по коксуемости хорошо разграничиваются по районам и участкам бассейна Из табл.1 2 видно, что наиболее высокой коксуемостью обладают угли шахт Тен-текского и Чурубай-Нуринского районов, добывающих пласты Долин-ской и Тентекской свит. Угли этих шахт по ГОСТ 8150-66 относятся к марке KI. Однако, если угли шахт Тентекского и Долинского участков образуют кокс с показателями механической прочности по остатку в большом барабане 336-345 кг и 1МО - 77,0-80,0%, то из углей шахт Шаханского участка получается кокс с прочностью по остатку в большом барабане 324-330 кг и М40 - 73,0-76,0%.
Угли шахт Карагандинского района, добывающих пласты Карагандинской свиты, относятся к маркам К и Kg При самостоятельном коксовании угли многих шахт этого района из-за большого содержания фюзинизированных компонентов не образуют кокс, удовлетворяющий требованиям доменного производства Однако в смеси с хорошо коксующимися коксовыми жирными углями их можно в значительном количестве использовать для коксования. Более высокими показателями спекаемости и коксуемости обладают угли шахт Саранского участка по сравнению с углями шахт Промышленного участка. Так, угли шахт Саранского участка при коксовании образуют кокс с прочностью по остатку в большом барабане 308-321 кг, 1МО - 71,0-74,0%, а угли шахт Промышленного участка дают при коксовании кокс с прочностью 290-311 кг и ЇМО - 70,0-73,0$.
Шахты Южного и Центрального участков добывают угли Карагандинской свиты. Угли этих шахт, за исключением коксовых углей шахты им.Калинина, относятся к марке ОС и характеризуются более низким выходом летучих веществ Кокс из этих углей получается с низкими показателями коксуемости. Остаток в большом барабане составляет менее 300 кг и М40 менее 69,0$. Угли этих шахт можно использовать в шихтах для коксования в качестве отощающих компонентов. Более подробная характеристика углей по отдельным шахтам приведена в табл.1-3. Для уточнения петрографических параметров углей отдельных шахт (R, ZOfO использованы данные работы /Г?/.
Угли, добываемые на шахтах "Северная", "Кировская", им.Горба-чева, иы.60-летия Октябрьской революции, "Дубовекая", несмотря на удовлетворительные коксующие свойства, из-за высокой зольности используются в качестве энергетического топлива.
Более четкое разграничение углей по коксуемости дает новая классификация по генетическим и технологическим параметрам (ГОСТ 25543-82). В соответствии с указанной классификацией предварительный анализ углей показывает, что угли шахт Тентекского и Долинско-го участков относятся к марке 1, группе КЖ; угли шахт Саранского участка - к марке К, группе IK, подгруппе ІКФ; угли шахт Промышленного участка - к марке КО, группе IKO, подгруппе ІКОФ; угли шахт Южного и Центрального участков - к марке КС, подгруппе КСФ.
Таким образом, угли шахт Карагандинского бассейна, добываемые и поставляемые потребителям в виде смеси пластов, характеризуются различной коксуемостью и после обогащения могут быть использованы в производстве металлургического кокса.
Закономерности формирования свойств пластической массы из бинарных угольных смесей
Пластическое состояние углей характеризуется определенным температурным интервалом, который необходимо учитывать при составлении угольных шихт для коксования. На рис.2.3-2.4 представлены данные температурных интервалов пребывания угля в пластическом состоянии для углей разных марок и смесей, которые были определены с помощью разработанного комплексного метода оценки процессов спекания и коксообразования. Первая температурная точка по предложенному методу характеризует начало превращения угля в пластическое состояние. Долгое время не стихали споры относительного того, предшествует ли начало превращения угля в пластическое состояние его разложению или эти процессы протекают одновременно /61/. Сейчас установлено, что в момент превращения угля в пластическое состояние происходит и его разложение за счет распада крупных молекул, разрушения пространствкнных структур в результате разрыва, в основном мостиковых связей - эфирных, метиленовых и других /63, 69/. При этом процесс превращения угля в пластическое состояние протекает постепенно в сопровождении различных химических и физических явлений. Об этом свидетельствует и плавный перегиб кривой, характеризующей образование пластического состояния. Наиболее низкая температура начала пластического состояния характерна для углей марки Г - 340С. При переходе к углям более высокой стадии зрелости марок КЖ, КС )» ОС происходит увеличение этой температуры соответственно до 365, 395, 415С В период превращения угля в пластическое состояние происходит бурное выделение газообразных продуктов, которые в стадии повышенной текучести пластической массы вызывают вспучивание угля. Температура вспучивания, как видно из рис.2.3, является индивидуальной для разных углей. Отверждение угольной пластической массы начинается по предложенному методу у углей марок Г6, КЖ, К(К2), ОС соответственно при температурах 430, 475, 480, 485С Таким образом, интервал пребывания угля в пластическом состоянии в ряду исследованных углей марок Г6, К1, К(К)2,
При составлении смесей из углей разных марон не происходит наложения интервалов пластического состояния и толщины пластичес кой массы (рис.2.4). Поэтому эти показатели не подчиняются прави лу аддитивности. Об этом свидетельствуют результаты исследований многих авторов /6, 63, 69, 75/. Как правило, превращение угольных смесей в пластическое состояние и их отверждение происходит при температурах, являющихся промежуточными между интервалами пласти ческого состояния участвующих компонентов. Угли марок Г6, 1( ), ОС в смесях с коксовыми жирными углями оказывают на стадии плас тического состояния отощающее влияние. Так, образование пласти ческого состояния из смесей углей марок Ш и Гб происходит при опережающих началах превращения газовых углей в пластическое сос тояние и отверждения (рис.2.4). Поэтому в определенный момент уже образовавшиеся зерна полукокса газовых углей адсорбируют жидко подвижные вещества углей марки KI, сокращая тем самым интервал пребывания угольной смеси в пластическом состоянии и толщину пла стического слоя /б, 63/. Угли марок К(К ) и ОС обладают темпера турами отверждения пластической массы, " ___ близкими к температурам отвержде ния пластической массы коксовых жирных углей Отощающее действие они оказывают, в основном, в начальный период пребывания углей в пластическом состоянии (рис.2.4 б,в). Когда зерна углей марки KI будут находиться в состоянии максимальной текучести, неразмягчен ные зерна углей марок KCKg), ОС, имеющих более высокие точки пре вращения в пластическое состояние, будут некоторое время "сгущать" пластическую массу коксовых жирных углей и задерживать начало об разования пластического состояния из угольной смеси.
Важными свойствами пластической массы, которые определяют спекаемость углей, являются вязкость (или обратная ей величина текучесть) и вспучиваемостъ. Эти свойства при исследовании угольных смесей оценивались по показателям текучести и вспучивания (рис.2.5), полученных с помощью разработанного метода для оценки процессов спекания и новообразования. Угли марок Г , K(K j), ОС при их добавлении к коксовым жирным углям закономерно снижают текучесть смеси. Такая же закономерность наблюдается при рассмотрении данных вязкости и индекса спекаемости (характеризующего также текучесть угля), которые были определены для смесей соответственно по методам ВУХИН и ИГИ (ГОСТ 2013-75). Как и все другие показатели свойств пластической массы они не подчиняются правилу аддитивности. Характерной особенностью для всех кривых является незначительное изменение вязкости и текучести смесей при небольших добавках углей марок Гб, К(К ), ОС (10-20/) и резкое ухудшение этих свойств при дальнейшем увеличении добавок. Особенно заметно изменяют вязкие свойства пластической массы смесей отощенные спекающиеся угли (рис.2.5 и 2.6).
Вязкость или текучесть углей зависит от количества жидких продуктов, образующихся в период пластического состояния углей. Исследование влияния углей марок Гб, K(Kg), ОС на выход жидкопод-вижных продуктов пластической массы проводили с помощью метода Харьковского политехнического института (ГОСТ 17621-72). Результаты исследований смесей приведены на рис.2.6 в /94, 95/. Угли марки Гб характеризуются большим содержанием жидкоподвижных продуктов пластической массы (25,4%). Однако, при их увеличении в смесях с коксовыми жирными углями происходит незначительное изменение выхода жидкой части пластической массы: показатель 1 - выход жидкоподвижных продуктов пластической массы - колеблется в интервале 25,8-26,8$.
Закономерности изменения процессов, протекающих при формировании кокса из бинарных угольных смесей
Исследованы бинарные смеси углей марок Г6, К(К2), ОС с хорошо спекающимися коксовыми жирными углями.
Анализ кривых усадки угольных образцов из углей марок KI, К(%), Ig, ОС и смесей, полученных по разработанному комплексному методу, показал, что процесс усадки протекает в три основных этапа. На первом этапе в интервале температур от О до 200-250С протекает первичная усадка, которая не превышает 2% и обусловлена самоуплотнением при удалении влаги и низкотемпературных летучих продуктов /63, 108/. Скорость усадки в этой стадии по разработанному методу достигает максимума при температуре Ю0-150С и снижается почти до нулевой к концу стадии. Влияние степени зрелости углей на величину усадки в этой стадии сказывается незначительно. В основном первичная усадка зависит от степени измельчения угля, плотности его загрузки и скорости нагрева.
На следующем этапе в интервале температур от 200-250 до 450-580С усадка связана с процессами превращения угля в пластическое состояние и образования полукокса. Для хорошо спекающихся углей и смесей в этой стадии наблюдается вспучивание. Протяженность температурного интервала второго этапа усадки зависит уже в большей степени от типа исследуемого угля. Так, если для смесей углей марок КЖ и Г6 этот интервал незначителен, то угли марки К(К2), и особенно угли марки ОС, при их добавлении к коксовым жирным углям увеличивают его до более высоких температур. Связано это с раз личными температурными точками начала отверждения пластической массы из разных углей и смесей.
Третий этап усадки, наиболее важный, характеризует усадку полукокса и кокса. Температура начала интенсивной усадки по разработанному методу для смесей из углей марок К2й-Гб составляет 450-500С; №К(К2) - 500-550С; К1+0С - 530-580С Максимальные скорости усадки для разных углей и смесей наблюдаются при температурах 600-650 и 750-800С. На практике пользуются показателем конечной величины усадки кокса. Сравнение данных конечной величины усадки кокса по двум разработанным методам (табл.3.I и рис.3.2) показало удовлетворительную сходимость.
Неравномерная усадка слоев полукокса из-за градиента температур является причиной возникновения внутренних напряжений, которые вызывают образование трещин /61, 63/. Процессы трещинообразо-вания оказывают решающее влияние на формирование отдельностей кокса и его гранулометрический состав, т.е. прочность кокса.
При взаимодействии углей марок КЖ и Гб последние увеличивают усадку и трещиноватость кокса (рис.3.2 и 3.3). Повышенная трещино-ватость кокса из смесей углей марок КХ и Гб объясняется не только большой усадкой, но и хорошими спекающими свойствами. Как считает Е.М.Тайц /61/, при хорошей спекаемости угля усиливается связь между смежными слоями, которая затрудняет их усадку, протекающую с различной скоростью, и создает повышенные напряжения и растрескивание кокса. Увеличение трещиноватости кокса из смесей с возрастающим участием углей марки Ig обуславливает резкое снижение прочности кускового кокса (рис.3.4 а).
При термической деструкции карагандинских углей KI и К(Kg) протекают, как ранее отмечалось, аналогичные процессы, поскольку эти угли близки по степени метаморфизма. В смесях с участием углей марок KI и К(К2) наблюдаются небольшие колебания выхода лету чих веществ, поэтому величина усадки кокса из различных смесей изменяется незначительно. Снижение трещиноватости кокса из указанных смесей происходит больше за счет уменьшения их спекаемо-сти. Этим можно объяснить высокие значения механической прочности кокса из углей марок KI и К(К2). При небольших добавках (10-20$) значения механической прочности кокса превышают значения прочности кокса, полученного из чистого коксового жирного угля.
Существенное влияние на процессы образования кокса оказывают карагандинские отощенные спекающиеся угли. Снижение трещиновато-сти кокса из углей марок К1 и ОС обусловлено снижением как спека-емости смесей, так и усадки кокса. Несмотря на то, что отощенные спекающиеся угли способствуют образованию кокса с меньшей трещи-новатостью, количество их в шихте определяется содержанием коксовых жирных углей. Как видно из рис.3.4 а, при увеличении в смесях содержания углей марки ОС более 20% резко ухудшается прочность получаемого кокса.
Исследование зависимости прочности пористого тела кокса от состава смесей показало (рис.3.4 б), что угли марок Гб, К(К2), ОС при их добавлении к коксовому жирному углю закономерно снижают этот показатель. Это изменение происходит пропорционально ухудшению свойств пластической массы и спекаемости для указанных смесей. Такая же закономерность наблюдается и при рассмотрении показателя прочности кокса по комплексному методу оценки процессов спекания и коксообразования (табл.3.1).
Таким образом, угли марок Гб, К(К2), ОС при их взаимодействии с коксовыми жирными углями активно влияют на процессы, протекающие при формировании кокса, определяя его физико-механические свойства. Критериями качества кокса при исследовании шихт для коксования могут быть показатели прочности кускового и пористого тела кокса по разработанному комплексному методу оценки процессов коксообра-зования и прочности кокса. В качестве дополнительных параметров кокса могут быть и два других показателя, получаемых по данному методу - усадка и трещиноватость кокса, которые имеют самостоятельное значение. Показатель усадки кокса дает информацию о его готовности по высоте камеры коксования и возможности возникновения дополнительных разрушений при выдаче коксового пирога из печи в случае недостаточной его усадки. Показатель трещиноватости кокса характеризует коксуемость шихты.
Исследования по внедрению в шихту для коксования отсевов карагандинских углей
Как уже упоминалось, одним из путей расширения сырьевой базы коксования в Карагандинском бассейне является применение в коксохимической промышленности отсевов углей (класс 0-13 мм), используемых в качестве энергетического топлива. В 1973 г. институтом КНИУИ совместно с Карагандинским металлургическим комбинатом и институтом ВУХИН с учетом имеющихся данных исследований отсевов углей /27, 40-43/ были начаты новые работы с целью их внедрения в коксохимическое производство. Для всестороннего изучения обога-тимости, спекаемости и коксуемости отсевов углей были рассмотрены рядовые угли восьми шахт Саранского ("Сокурская", "Дубовская", "Саранская", "Актасская", им.50-летия СССР) и Промышленного ("Михайловская", "Стахановская", "Карагандинская") участков бассейна, а также товарная продукция отсевов, выпускаемых на двух обогатительных фабриках (ОФ ш.им.50-летия Октябрьской революции и ОФ ш.им.Костенко) и двух установках (ОУ ш."Карагандинская" и ОУ ш."Майкудукская"). Результаты этих исследований, проведенных в соответствии с планом НИР КНИУИ за период 1973-1982 гг. при непосредственном участии автора, составляют содержание данного раздела /30, 33-35, 44-46/.
Гранулометрический состав или распределение зерен по крупности является одним из наиболее важных показателей, характеризующих качество угля. Результаты ситового анализа углей шахт Саранского и Промышленного участков бассейна, представленных в табл.4.8, по с казывают, что выход крупных класов и их зольность с уменьшением ъ крупности от 50 до 13 мм, в основном, увеличиваются. Так, по Саранскому участку средний выход класса 50 мм составляет 12,0% с зольностью 33,77%, а класса 13 мм - 44,82% с зольностью 35,19%. По Промышленному участку средний выход класса 50 . мм равен 16,97% с зольностью 24,16%, акласса 13 мм - 34,76% с зольностью 26,45%. Выход углей мелких классов 0-50, 0-25, 0-13 мм и их зольность с уменьшением классов крупности от 0-50 до 0-13 мм снижается. Так, по Саранскому участку выход углей этих классов составляет 91,77; 79,71 и 62,01% с зольностью соответственно 29,78; 28,41 и 25,73%, а по Промышленному участку - 89,23; 80,49 и 62,76 с зольностью 21,31; 21-81 и 20,38%. Выход углей класса 0-1 мм колеблется в сравнительно небольших пределах. По Саранскому участку этот показатель изменяется от 8,91% для углей шахты им. 50-летия СССР до 20,20% для углей шахты "Дубовская"; по Промышленному участку от 10,90% для углей шахты "Стахановская", до 17,39% для углей шахты им.Кузембаева. Зольность мелких классов практически на изменяется и в среднем по Саранскому участку составляет 23,76%, а по Промышленному - 24,14%. Полученные результаты позволяют сделать вывод, что крупные классы высокозольных карагандинских углей могут использоваться в качестве крупного сортового топ лива после обогащения или породовыборки (Саранский участок) и без предварительной подготовки (Промышленный участок), а мелкие угли пониженной зольности могут применяться для коксования /45/.
Гранулометрический состав отсевов товарного угля характеризуется более высоким содержанием класса 0-1 мм, которое колеблется от 22,5$ (шахта "Карагандинская") до 27,5$ (шахта им.Кузембаева).
Фракционный анализ как и гранулометрический выполнен по классам крупности 50, 25, 13 мм и 0-50, 0-25, 0-13 мм. В табл. 4.9 приведены данные выходов и зольности концентратных фракций плотностью менее 1400 кг/м3, согласно которым выход концентрата как по Саранскому, так и по Промышленному участкам с уменьшением крупности углей увеличивается, а зольность снижается. Исключение составляют угли шахты "Саранская", у которых выход концентрата углей класса у 50 мм составляет 46,40$, класса 25 мм - 42,64$, а класса у 13 мм - 42,24$. Такая же закономерность наблюдается при рассмотрении отсевов углей классов 0-50, 0-25 и 0-13 мм. Эти результаты еще раз подтверждают целесообразность использования в производстве кокса мелких углей.
Более подробные исследования обогатимости проводились для отсевов углей класса 0-13 мм по плотностям разделения 1350, 1400, 1450 и 1800 кг/м3. В табл.4.10 приведены результаты фракционного анализа как для класса 0-13 мм в целом, так и раздельно по классам I-I3 и 0-1 мм. Видно, что по мере повышения плотности разделения для углей крупностью 0-13 мм выход и зольность концентратов возрастают. Причем увеличение выхода при переходе от концентратной фракции 1350 к 1400 кг/м3 значительно выше, чем от фракции 1400 к фракции 1450 кг/м3. Соответственно обратная закономерность снижения выхода наблюдается для промпродуктовых фракций с одновременным ростом зольности.
