Технология добычи и кондиционирования фрезерного торфа для получения гидрофобных модификаторов

• Автор: Черткова, Елена Юрьевна
• Шифр специальности: 25.00.22
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 172 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Е ПРИНЦИПЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ГИДРОФОБНЫХ МОДИФИКАТОРОВ НА ОСНОВЕ ТОРФА ДЛЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Исследования в области термического разложения органического вещества торфа
1.2. Аналитический обзор традиционных методов гидрофобной модификации минеральных дисперсных материалов
1.3. Промышленно-адаптированный механохимический способ применения гидрофобных модификаторов
2. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ К ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПОЛЕВОЙ СУШКИ ТОРФА
2.1. Водно-физические свойства торфа
2.2. Основные положения теории сушки
2.3. Особенности полевой сушки фрезерного торфа
2.4. Анализ научно-исследовательских работ по интенсификации сушки фрезерного торфа
2.5. Экспертная оценка направлений интенсификации сушки фрезерного торфа
3. РАЗРАБОТКА ОСНОВ ТЕХНОЛОГИИ ДОБЫЧИ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОФОБНЫХ МОДИФИКАТОРОВ МИНЕРАЛЬНЫХ ДИСПЕРСНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1. Технологии добычи фрезерного торфа
3.2. Технологические основы добычи фрезерного торфа для получения гидрофобных модификаторов минеральных дисперсных материалов
4. ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ДОБЫЧИ ФРЕЗЕРНОГО ТОРФА С ПОНИЖЕННОЙ УБОРОЧНОЙ ВЛАЖНОСТЬЮ
4.1. Обоснование проектных показателей по цикловым сборам
4.2. Экономическое обоснование технологии добычи фрезерного торфа
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. На территории РФ насчитывается свыше 50 действующих торфодобывающих производств. По статистическим данным НП «Рос-торф» объемы добычи торфа за последние пять лет составляют от 1,5 до 2 млн тонн в год. Фактическая уборочная влажность фрезерного торфа варьирует от 45 до 65 %. В то же время во многих процессах переработки торфяного сырья для ряда высокотехнологичных производств необходимо использовать искусственную сушку торфа в заводских условиях до влажности 12... 16 %. При этом удаляется в среднем от 0,7 до 1,7 кг воды на 1 кг торфяной сушенки. Такой процесс связан с увеличением температуры и времени воздействия на торф и приводит к значительным затратам тепловой энергии. Кроме того, высокотемпературное воздействие на торф приводит к изменению его группового химического состава и потери ряда ценных органических компонентов, что особенно актуально для процессов термохимической переработки органического вещества торфа, в частности при использовании низкотемпературного принципа конверсии. Таким образом, возникает необходимость разработки технологий добычи высококачественного торфа с минимальной влажностью при его сушке в полевых условиях с использованием солнечной энергии. Такие технологии должны предусматривать незначительное термическое воздействие на торфяное сырье, обеспечивая сохранение всех групп химических соединений, изначально входящих в органическое вещество торфа, в том числе легкоподвижных гидрофобных (битумных) компонентов. На кафедре «Геотехнология и торфяное производство» Тверского государственного технического университета на основе гидрофобных компонентов торфа разработан способ получения гидрофобно-модифицирующих добавок, позволяющих изолировать различные гидрофильные минеральные дисперсные материалы (минеральные вяжущие вещества гидравлического и воздушного твердения, огнетушащие порошки, каолин и т. п.) от воздействия капельножидкой и парообразной влаги. Использование существующих технологий добычи торфяного сырья приводит в процессе его искусственной сушки к потерям до 35...50 % легкоподвиж-
ных битумных компонентов, изначально содержащихся в нативном торфе.
Таким образом, актуальность темы заключается в разработке технологии добычи торфа, обеспечивающей параметры качества сырья, необходимые для его дальнейшей термохимической переработки с получением гидрофобных модификаторов и научное обоснование принципа их получения, адаптированного к промышленному производству минеральных дисперсных материалов. В диссертации обосновывается фрезерный способ добычи торфа, который позволяет обеспечить заданные физико-механические характеристики сырья.
Представленная диссертационная работа предполагает решение ряда научных и практических задач в областях исследований «Разработка технологических способов управления качеством продукции горного предприятия и методов повышения полноты извлечения запасов недр», предусмотренных специальностью 25.00.22 - «Геотехнология (подземная, открытая и строительная)».
Исследованиям интенсификации процессов естественной сушки в технологиях добычи фрезерного торфа посвящены работы В.Я. Антонова, Л.М. Малкова, В.Г. Горячкина, B.C. Варенцова, А.Е. Афанасьева, В.И. Смирнова, А.Н. Васильева, А.К. Бавтуто, Н.И. Гамаюнова, A.B. Лыкова, Г.Д. Горбутовича, Н.С. Костюка,
A.П. Батурина, Г.Е. Столбиковой и других ученых.
При разработке принципа гидрофобной модификации минеральных дисперсных строительных материалов и изделий на их основе в диссертации были подробно проанализированы результаты исследований М.З. Хигеровича,
B.Е. Байера, A.A. Пащенко, Ю.С. Черкинского, A.B. Волженского, А.Б. Андреевой, М.Г. Воронкова, Б.Г. Скрамтаева, В.Г. Батраковой, а также работы представителей отечественной научной школы физики и химии торфа: В.Е. Раковского, И.И. Лиштвана, В.И. Косова, A.A. Терентьева, Ф.Л. Кагановича, Е.А. Новичковой, С.И. Смольянинова, С.Г. Маслова, О.С. Мисникова и других ученых.
Объект исследования - технология добычи фрезерного торфа, позволяющая осуществлять управление качественными параметрами сырья, необходимыми для получения гидрофобных модификаторов минеральных дисперсных материалов.
Рис. 1.6. Результаты исследования элементного состава методами рентгеноспектрального рентгеновского микроанализа образцов цементов: № 1 (а), № 2 (б) и № 3 (в)