Реферат: Густина твердих горючих копалин

Як вказувалося вище, відновленість вугілля визначають непрямими хімічними, фізичними і петрографічними методами. Запропоновано прямий електрохімічний метод, основу якого складають вимірювання масштабів реакцій окиснення і відновлення органічної маси вугілля реагентами, що утворюються при пропущенні постійного електричного струму через електрохімічний осередок, заповнений пробою, що досліджується, змочений електролітом, а також реакцій окиснення і відновлення, що протікають за рахунок електронного обміну на електродах у разі молодого кам'яного вугілля.

Методичною основою для такого підходу послужили передумови, що, починаючи з газового вугілля, що добре спікається і, кінчаючи пісним, відновлене вугілля має більшу реакційнуздатність по відношенню до окиснюючих агентів, ніж маловідновлене, а довгополуменеве і молоде газове відновлене вугілля мають знижену окиснюваність молекулярним киснем внаслідок меншого вмісту в них кисеньвмістких функціональних груп в порівнянні з маловідновленим.

Для розподілення антрацитів на групи рекомендовано показник критичної напруженості електричного поля Е_к , який визначається зняттям вольтамперної характеристики антрацитів на зразках монолітах. У поєднанні з показниками ступеня вуглефікації антрацитів він дозволяє виділяти антрацити, придатні для виробництва термографіту з унікальними електричними і антифрикційними властивостями.

Між металами з провідністю 10⁴ -10⁵ Ом^-1 см^-1 і діелектриками з провідністю 10^-10 -10^-15 Ом^-1 см ^-1 знаходиться великий клас напівпровідників з провідністю 10^-2 -10^-10 Ом^-1 см^-1 . До останніх відносять оксиди, сульфіди, селеніди, до них же можна віднести антрацит, буре і кам'яне вугілля, горючі сланці.

На зміну електричного опору більше усього впливає температура. При зміні температури від 0 до 900 ⁰ С питомий опір вугілля звичайно змінюється від 10⁹ -10¹² Ом см до 10 Ом см.

Від 0 до 200 ⁰ С опір кам'яного вугілля знижується поступово, опір бурого вугілля і горючих сланців від 0 до 50-100 ⁰ С різко знижується, а потім до 200 ⁰ С збільшується. Цей перегин кривої зумовлений наявністю в останніх великої кількості вологи, яка до 50-100⁰ С сприяє збільшенню провідності, а при більш високих температурах по мірі видалення вологи опір зростає, досягаючи найбільшого значення при температурі біля 200 ⁰ С. друга ділянка від 200 до 800 ⁰ С характеризується найбільш різким зниженням опору, що змінюється по прямолінійній залежності.

У інтервалі температур 200-800 ⁰ С залежність питомого опору різного вугілля від температури, описується рівнянням:

,

де: r - питомий електричний опір при температурі t ⁰ С, Ом см;

t - температура, ⁰ С ;

а і b - постійні величини, що залежать від матеріалу, що досліджується:

а=11,212,4; b = 1,29Ч10^-2 ё1,24Ч10^-2 .

Нарешті, на третій ділянці, при температурі понад 800 ⁰ С, опір падає дещо.

Волога, що міститься у вугіллі, знижує його опір різною мірою в залежності від її кількості, наявності в ній мінеральних домішок і їх хімічного складу. Опір чистої води рівний, приблизно, 10⁷ ОмЧсм, тобто, значно нижче за опір сухого вугілля і горючих сланців 10⁹ -10¹⁰ ОмЧсм, тому присутність навіть чистої води впливає відчутним чином, а наявність у воді мінеральних домішок ще суттєвіше впливає на зниження електроопору.

Електроопір вологого бурого вугілля при кімнатній температурі становить 10⁴ -10⁶ ОмЧсм, а сухого від 10⁹ до 10¹¹ ОмЧсм, вологість кам'яного вугілля дуже мало впливає на величину питомого опору.

Питомий електроопір підвищується з переходом від бурого до кам'яного вугілля і досягає максимуму на середній стадії вуглефікації (С_daf =87 %), а потім меншає із зростанням ступеня метаморфізму, складаючи у антрацитів 10² -10³ ОмЧсм.

Серед мацералів максимальний опір має вітриніт, мінімальний - фюзиніт. Окиснення вугілля приводить до значного пониження його опору при температурах до 100 ⁰ С, коефіцієнт анізотропії кам'яного вугілля становить 1,73-2,55, антрациту 2,00-2,55. Нечисленні досліди показали, що опір цілика і порошку вугілля практично співпадають. Питомий електричний опір зростає із збільшенням зольності.

ЛІТЕРАТУРA

1. Саранчук В.И., Айруни А.Т., Ковалев К.Е. Надмолекулярная организация, структура и свойства углей.- К.: Наукова думка.

2. Саранчук В.И., Бутузова Л.Ф., Минкова В.Н. Термохимическая деструкция бурых углей.- К.: Наукова думка, 1984.

3. Нестеренко Л.Л., Бирюков Ю.В., Лебедев В.А. Основы химии и физики горючих ископаемых.- К.: Вища шк., 1987.-359с.

4. Бухаркина Т.В., Дигуров Н.Г. Химия природных энергоносителей и углеродных материалов.-Москва, РХТУ им. Д.И. Менделеева,-1999.-195с.

5. Агроскин А. А., Глейбман В. Б. Теплофизика твердого топлива.-- М. Недра 1980.-- 256 с.

6. Глущенко И. М. Теоретические основы технологии твердых горючих ископаемых.-- К. : Вища шк. Головное изд-во, 1980.-- 255 с.

7. Еремин И. В., Лебедев В. В., Цикарев Д. А. Петрография и физические свойства углей. -- М. : Недра, 1980. -- 266 с.

8. Касаточкин В. И., Ларина Н. К. Строение и свойства природных углей.-- М : Недра, 1975.-- 159 с.

9. Раковский В. Е., Пигулееская Л. В. Химия и генезис торфа.--М. : Недра, 1978.--231 с.

10. Саранчук В. И. Окисление и самовозгорание угля.-- К. : Наук. думка, 1982.-- 166 с.

11. Стрептихеев А. А., Деревицкая В. А. Основы химии высокомолекулярных соединений.-- 3-е изд., перераб. и доп.-- М. : Химия, 1976.-- 436 с.