Сырьевая база антрацитов российского Донбасса для производства углеродных материалов

• Автор: Кураков, Юрий Иванович
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

2. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ИСХОДНЫХ

АНТРАЦИТОВ.

2.1 Теоретические взгляды на молекулярную структуру антрацитов

2.2 Геологические факторы, повлиявшие на формирование структуры

и физических свойств антрацитов.

2.3 Структура антрацитов и закономерности в молекулярных рефракциях

2.4 Электронный парамагнитный резонанс.

2.5 Трещиноватость, механическая прочность антрацитов как отражение макроструктуры

2.6 Минеральные примеси в антрацитах.
3. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЛАЗЕРНОЙ ЭЛЛИПСОМЕТРИИ ДЛЯ
ИСЛЕДОВАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
3.1 Теоретические основы лазерной эллипсометрии
3.2 Эллипсометр и его юстировка
3.3 Определение оптических постоянных антрацитов методом эллипсометрии.
3.4 Лазерная эллипсометрия антрацитов
3.5 Методика эллипсометрических измерений на изотропных материалах
3.6 Лазерная эллипсометрия каменноугольных пеков.
4. ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ АНТРАЦИТОВ В ПРОЦЕССЕ НАГРЕВА
4.1 Изменение массы антрацитов.
4.2 Дилатометрия антрацитов
4.3 Термобарометрия и дериватография антрацитов
4.4 Изменение физических свойств и контроль процесса термической обработки антрацитов.
4.5 Промышленные испытания антрацита пласта к2 шахты имени летия Ленинского комсомола в качестве сырья для производства электродного термоантрацита
4.6 Промышленные испытания антрацитового концентрата ЦОФ Свердловская.
4.7 Производство электродной продукции с введением в шихту антрацита без предварительной термообработки.
4.8 Рекомендации по оценке сырьевой базы для производства термографита.
5. АДГЕЗИЯ И СМАЧИВАНИЕ НА КОНТАКТЕ АНТРАЦИТ СВЯЗУЮЩЕЕ
5.1 Методика исследования краевых углов смачивания.
5.2 Оценки смачиваемости антрацита связующими. Кинетика смачивания.
5.3 Смачивание антрацитов синтетическими смолами.
5.4 Адгезионная прочность поверхности раздела наполнитель связующее
5.5 Изменение структуры антрацита и каменноугольного пека после термической обработки
6. РАЗРАБОТКА И ПРОМЫШЛЕННАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ ТЕХНОЛОГИЙ ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
НА ОСНОВЕ АНТРАЦИТА
6.1 Производство пористых углеродных материалов из антрацита
6.1.1 Получение фильтрующих материалов на основе антрацитов .
6.1.2 Получение адсорбентов на основе антрацитов
6.2 Промышленная технология производства углепластиков.
6.3 Использование горелых пород отвалов и отходов производства термоантрацита.
6.3.1 Физикохимическая характеристика горелой породы
6.3.2 Композиты на основе олигомера СКДПН и отсева горелой породы.
7. НОВАЯ СЫРЬЕВАЯ БАЗА РОССИЙСКОГО ДОНБАССА ДЛЯ
ПРОИЗВОДСТВА УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
7.1 Сырьевая база шахты Шерловская Наклонная.
ЛИТЕРАТУРА


Получают широкое распространение гипотезы высокомолекулярного строения органического вещества, основной структурной единицей которого признаются плоские ароматические углеродные сетки, окруженные и соединенные между собой углеводородами неароматнческого характера. Одной из наиболее широко распространенных является модель макромолекулы углей, предложенная Касаточкиным. Согласно этой модели макромолекула состоит из ядра и боковых цепей. Ядра представлены циклически полимеризоваиными атомами углерода (регулярная часть структуры), а боковые цепи построены из линейно полимеризованного углерода и радикалов разной сложности (нерегулярная часть). Имеются и другие представления о строении макромолекулы гелифици-рованного материала (Шапиро и Альтерман; Посыльный; Глущенко; Фридман и др. В настоящее время на основании большого экспериментального материала по исследованию структуры и реакционной способности органической массы углей авторами [] введено понятие о среднестатистической структурной единице, отождествляемой с элементарным фрагментом структуры. Общность модели состоит в том, что она учитывает изменения соотношения структурных фрагментов в зависимости от степени метаморфизма органической массы угля. Пользуясь обобщенной моделью можно дать математическое описание различных физико-химических свойств, модель применима ко всему ряду метаморфизма углей. Основным технологическим сырьем, применяемым электродными заводами, для производства большой гаммы электродной продукции являются: антрациты, графиты естественного происхождения, термографиты, каменноугольные пеки, коксы. Практическое использование природного сырья всегда выдвигало и выдвигает ряд проблем, требующих серьезных научных разработок, особенно необходимых в период оздоровления экономики, жесточайшей конкуренции и других «прелестей» рыночных отношений. И если к решению серьезных проблем коксохимии уже длительное время привлечено внимание больших научных коллективов, то изучение технологических особенностей использования антрацитов в народном хозяйстве находится все еще в начальной стадии своего развития. Это обусловлено как сложностью самого объекта исследований обычными методами углехимии, так и небольшими объемами антрацита, используемого в технологических процессах, по сравнению с объемами их добычи. Последние десятилетия наряду с геолого-генетическим направлением изучения углей, основанным на петрографии (Жемчужников Ю. А., Яблоков B. C., Аммосов И. И., Бабашкин Б. Г., Крылова И. М., Вальц И. Э., Гинзбург А. И., Тимофеев П. П., Боголюбова Л. И. и др. Еремин И. В., Скрипчеико Г. Б., В. П. Иванов, В. H.H. Шипков, A. C. Фиалков, А. Н. Селезнев, В. И. Костиков) [ - , 1, , - и др. Современным физико-химическим исследованиям в области структуры и свойств органической массы угля (методы квантовой химии, химической термодинамики и формальной кинетики) посвящена фундаментальная монография «Теоретические основы химии угля» (А. М. Гюльмалиев, Г. С. Головин, Т. Г. Гладун) []. Указанный выше фундаментальный труд позволяет углубить научные знания об ископаемом угле с позиции основ теории строения вещества. Из геологических факторов, повлиявших на формирование свойств антрацитов, следует учитывать обстановку накопления органического материала, его состав и условия первичных превращений. Считается, [], что хотя углена-копление происходит в близких палеогеографических условиях, среди углей Донбасса необходимо выделять несколько типов циклов в зависимости от фа-циальной характеристики подугольной и надугольной части, что повлияло на превращение органического материала и послужило основанием образования углей разной степени восстановленности. Особенно большое значение придается гидрохимической обстановке периода накопления пород кровли пластов [], причем считают, что морские воды, затопившие торфяник, действуя как электролит на коллоидную гумусовую массу, обусловили быструю коагуляцию и образование высоковосстановленных углей, в то время как пресноводная обстановка привела к образованию маловосстановленных углей. Как показано в [] и др.