ПЕРЕРАБОТКА УГЛЕЙ ОТНЕСЕНА
К КРИТИЧЕСКИМ ТЕХНОЛОГИЯМ РОССИИ

Республика Саха обладает самыми большими запасами угля в Дальневосточном районе. Но для развития угольной отрасли Якутии существуют определенные трудности, связанные, прежде всего, с географической удаленностью от масштабных промышленных потребителей угля и отсутствием таковых собственных. Однако, кроме реализации угля на внешнем и внутреннем рынке, имеется еще одна существенная возможность его сбыта, позволяющая увеличить объемы добычи. Это — глубокая переработка углей с получением дорогостоящих продуктов, пользующихся спросом как на международном, так и на внутреннем рынке. Для примера: 1 т бурого угля, добываемого в Якутии, стоит 8 долларов, а тонна полученных из него сорбентов или гуминовых удобрений, соответственно 1500 и 3500 долларов.

Наш корр.
г. Нерюнгри

Угольный разрез «Нерюнгринский»

Поэтому по инициативе академика Н. Черского в 1986 г. Институт горного дела Севера СО АН создал в г. Нерюнгри — центре разворачивающейся масштабной добычи и обогащения угля — лабораторию комплексного использования углей. Возглавил научное подразделение доктор химических наук М. Бычев.

Основное направление фундаментальных исследований лаборатории — это изучение термодинамических условий образования углей в недрах. По сути дела в лаборатории разрабатывается тема, которую можно сформулировать следующим образом: «Разработка единой модели процессов диагенеза и метаморфизма твердых горючих ископаемых на основе исследования их термодинамических условий образования в недрах Земли, теплофизических свойств, состава и структуры». На этой основе создаются новые и совершенствуются существующие способы облагораживания и переработки углей.

Идет обсуждение… (директор института д.т.н. М. Новопашин, к.т.н. Р. Бычев, зав. лабораторией д.х.н. М. Бычев)

На первой стадии был разработан метод (к.т.н. Р. Бычев, д.х.н. Г. Петрова) расчета такого фундаментального параметра, как теплота образования углей. Это позволило далее рассчитать количество теплоты, затрачиваемое на процесс метаморфизма угля, находящегося на любой стадии углефикации.

Расчет указанных параметров дал возможность по-новому подойти к вопросам классификации бурых и каменных углей и сделать акцент на фундаментальные термодинамические характеристики.

Масс-спектрометрические исследования углей ряда метаморфизма позволили установить наличие определенных связей, воздействуя на которые, например, электрохимическим способом, можно получать различные полезные вещества.

Бурые угли Кангаласского месторождения, прогнозные запасы которого составляют более 30 млрд. т, имеют природное содержание гуминовых веществ порядка 20-22 %. При таком содержании извлечение гуминовых веществ — эффективных стимуляторов роста растений (что важно для условий Севера) — экономически не очень выгодно.

Отрабатывается технология получения гуминовых удобрений (лаборанты И.Краснова и Е.Рогачева)

Впервые в мире Г. Петровой был применен электрохимический метод воздействия на бурые угли. В результате такой обработки были получены гуминовые удобрения — гуматы с выходом 55 %.

Совершенствование электрохимического способа переработки привело к разработке нового способа (термовыщелачивание) получения гуминовых веществ с выходом (из все тех же кангаласских углей) порядка 65-70 %.

Коллективом соавторов, и в первую очередь д.х.н. Г. Петровой, к.т.н. В. Михеевым, разработана технология и конструкция оборудования для производства гуматов. Была смонтирована и действует в настоящее время опытно-промышленная установка производительностью 4 т в год, что позволяет обеспечить около 3000 га органо-минеральным удобрением.

Испытания полученного гумата калия при выращивании капусты показали его высокую эффективность. В первую очередь, следует отметить повышение урожайности почти на 30 %. Кроме того, оказалось, что растения, обработанные гуматами, более устойчивы к весенним заморозкам. Так, на участке, где не применялись гуматы, не прижилась треть растений. На участках, обработанных гуматом калия или аммония, погибли менее 10 % растений.

При получении гуматов образуются отходы в виде остаточного угля, который, как оказалось, может быть использован в качестве связующего при получении брикетов. К сожалению, бурые угли при хранении высыхают, самоизмельчаются и поэтому при использовании их в колосниковых топках имеют место большие потери. Единственный выход — это брикетирование. В нашей лаборатории был исследован и апробирован целый ряд связующих на основе углей Кангаласского и Кировского месторождений. Таким образом, решена проблема получения угольных брикетов на местном сырье.

М.н.с. С. Боловнев за установкой получения сорбентов Научный сотрудник Т. Москаленко — специалист по вопросам управления качеством угольной продукции Научный сотрудник А. Леонов изучает вязкость суспензионного угольного топлива

Одной из актуальных проблем, над которой интенсивно работают сотрудники лаборатории, это получение сорбентов из бурых и каменных углей. Современные продукты различных технологий требуют качественной очистки. Это же относится к питьевой воде, сточным водам и т.д. Мировой рынок обычных сорбентов насыщен, а вот качественные — в дефиците. Сама технология получения сорбентов из углей известна. Поэтому предметом забот сотрудников лаборатории является, во-первых, повышение качества сорбентов, во-вторых, разработка конструкций мобильных установок. В этом направлении есть существенные успехи, что подтверждается начавшимся патентованием отдельных разделов работы.

Коллектив лаборатории комплексного использования углей ИГДС

Важным направлением в работе лаборатории являются способы улучшения свойств и качества суспензионного угольного топлива, в частности, повышение его устойчивости и снижение вязкости. Оказалось, что снизить вязкость суспензионного угольного топлива можно как в результате воздействия некоторых полей, так в результате применения определенных добавок. Суммарное снижение вязкости в результате применения обоих видов воздействия составляет 46,8 %.

В заключение отметим, что лаборатория обладает полным набором научной атрибутики: защита диссертаций, монографии, статьи в жестко рецензируемых журналах, патенты. Не очень хорошо обстоит дело с современным оборудованием. Подчеркнем — с современным.

«Ахилесовой пятой» отечественной науки назвал заведующий лабораторией, д.х.н. М. Бычев оснащенность институтов приборами и оборудованием. «Мы не можем жаловаться на полное отсутствие внимания государства. В результате тщательного дележа мизерных средств, получаемых Сибирским отделением, что-то все-таки получаем. Но перегнать наших вечных vis-a-vis мы сможем только в том случае, когда будем планировать свои исследования, рассчитывая не на имеющиеся приборы, а на необходимые».

Фото В. Новикова

стр. 7