Автореферат
Автореферати дисертацій arrow Гірнича справа arrow Розвиток наукових основ селективної флокуляції вугілля гідрофобними органічними реагентами
Меню
Головна сторінка
Реклама
Автореферати дисертацій
Бібліотечна справа
Біологічні науки
Будівництво
Воєнна наука. Військова справа
Гірнича справа
Держава та право. Юридичні науки
Економіка. Економічні науки
Електроніка. Обчислювальна техніка
Енергетика
Загальні роботи по техніці
Загальнонаукове знання
Історія. Історичні науки
Культура. Наука. Освіта
Легка промисловість
Математика. Механіка
Медицина. Медичні науки
Мистецтво. Мистецтвознавство
Науки про землю
Політика. Політичні науки
Природничі науки в цілому
Релігія
Сільське та лісове господарство
Соціологія. Демографія
Технологія металів. Машинобудування
Транспорт
Фізика. Астрономія
Філологічні науки
Філософські науки. Психологія
Хімічна технологія. Харчове виробництво
Хімічні науки
Художня література
Реклама


Розвиток наукових основ селективної флокуляції вугілля гідрофобними органічними реагентами

Анотації 

Сергєєв П.В. Розвиток наукових основ селективної флокуляції вугілля гідрофобними органічними реагентами. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.15.08 „Збагачення корисних копалин” – Національний гірничий університет, Дніпропетровськ, 2007.

   На основі феноменологічного та імовірнісного підходу розроблені структурні моделі процесів селективної флокуляції тонкодисперсного вугілля маслами та синтетичними латексами. На базі цих моделей та основних теоретичних положень колоїдної хімії, фізико-хімічної гідродинаміки та вуглехімії розвинуто наукові основи процесів селективної флокуляції вугілля, зокрема, розкриті закономірності плівково-адгезійного та місточкового механізмів вибіркової агрегації органічної маси вугільних шламів маслами та синтетичними латексами відповідно. При цьому розглянуті як загальні, притаманні обом різновидам процесу, так і специфічні особливості механізму флокулоутворення, обумовлені відмінностями в природі та властивостях масляних та латексних реагентів. На основі планованого експерименту одержано і проаналізовано сімейство математичних регресійних моделей процесів селективної флокуляції вугілля маслами і латексами, які розкривають закономірності цих процесів, дозволяють оцінити характер та ступінь впливу на них основних технологічних факторів та забезпечують орієнтовний технологічний прогноз результатів флокуляції. Здійснено апробацію технологій селективної флокуляції на стендових установках та в умовах вуглезбагачувальних фабрик.
   Ключові слова: тонкодисперсне вугілля, селективна флокуляція, масляні реагенти, синтетичні латекси.

Сергеев П.В. Развитие научных основ селективной флокуляции угля гидрофобными органическими реагентами. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.15.08 „Обогащение полезных ископаемых” - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2007.

   На основе феноменологического похода разработаны структурные модели процессов селективной флокуляции тонкодисперсного угля маслами и синтетическими латексами. На базе этих моделей и основных положений коллоидной химии, физико-химической гидродинамики и углехимии развиты научные основы процессов селективной флокуляции углей маслами и синтетическими латексами.
   Установлено, что эффективность столкновений (встреч) частиц угля и флокулянта в объеме суспензии во многом определяется механизмом этих столкновений. Для частиц угля и флокулянта крупностью менее 10-100 мкм характерен диффузионный турбулентный механизм встреч, а для частиц крупностью более 100 мкм – турбулентный инерционный В пристенных слоях суспензии толщиной 30-200 мкм возможен градиентный механизм встреч. Наиболее эффективным является инерционный механизм столкновений.
   Адгезионные контакты флокулянта с угольной поверхностью обусловлены не только простой физической адсорбцией за счет межмолекулярных ван-дер-ваальсовых сил, но и проявлением специфических и химических взаимодействий, в частности, водородных связей. Эти связи резко увеличивают прочность адгезии и определяют ее избирательность.
   Избирательная агрегация угольных частиц маслами идет по пленочно-адгезионному механизму. Флокулирующая способность масляных реагентов возрастает по мере увеличения плотности, вязкости, молекулярной массы индивидуальных соединений реагентов. В случае низкометаморфизованных каменных углей она, кроме того, возрастает по мере увеличения в реагенте концентрации кислородных функциональных групп, а также концентрации более простых и конденсированных ароматических соединений с небольшим количеством (не больше 2 или 3) бензольных ядер. По мере роста химической зрелости угля надо повышать степень ароматичности масляного флокулянта.
   Вторичная агрегация омасленых угольных частиц в микрофлокулы происходит по аутогезионному механизму. Наибольшая прочность аутогезионного комплекса достигается при контакте угольных зерен по граничным пленкам масляного реагента, которые имеют максимальную когезионную прочность за счет структурированности адгезива. Рациональные пределы расхода масла должны обеспечивать толщину пленки реагента на твердой поверхности не более 50-200 нм, поскольку ее дальнейшее увеличение практически не сказывается на прочности закрепления масляного флокулянта на угольной поверхности. Методом симплекс-центроидного планирования определены оптимальные составы композиционных флокулянтов на базе продуктов нефтепереработки и коксохимического производства.
   Прочность углелатексных комплексов тем выше, чем больше содержание в латексных глобулах бутадиенового мономера. Латексы с равномерным распределением электронной плотности между углеродными атомами полимерной цепи имеют низкую флокуляционную способность к углю. Адгезия латексов к углю возрастает с повышением содержания в полимере ионогенных групп. Особым условием агрегационной эффективности латекса есть наличие в его макромолекуле двойных С=С-связей. Длина латексных мостиков в пределах 100-300 нм обеспечивает максимальную прочность углелатексных флокул. При длине мостиков меньше 100 нм возможно ослабление связей между угольными частицами во флокуле за счет усиления в зоне контакта ионно-электростатических сил отталкивания. При длине связей больше 100-300 нм в зоне контакта исчезают дальние взаимодействия (притяжения) угольных частиц во вторичном потенциальном минимуме за счет межмолекулярных ван-дер-ваальсовых дисперсионных сил. Формирование полимерных мостиков между угольными частицами возможно при поверхностном потенциале глобул не менее 50 мВ. При меньших значениях этого потенциала синтетические латексы теряют флокуляционную способность вследствие быстрой потери агрегативной устойчивости.
   Получены аналитические выражения для определения оптимальных расходов масляных и латексных флокулянтов с учетом физико-химических характеристик угля, флокулянта и параметров гидродинамического режима перемешивания. На их основе разработаны алгоритмы расчета оптимального расхода флокулянта в программах MathCAD, Maple, Mathematica. Получено и проанализировано семейство математических регрессионных моделей процессов селективной флокуляции угля маслами и латексами, которые раскрывают закономерности этих процессов, позволяют оценить характер и степень влияния на них основных технологических факторов и обеспечивают ориентировочный технологический прогноз результатов флокуляции. Осуществлена апробация технологий селективной флокуляции на стендовых установках и в условиях углеобогатительных фабрик.
   Ключевые слова: тонкодисперсный уголь, селективная флокуляция, масляные реагенты, синтетические латексы.

P.V. Sergeev. Development of Scientific Principles of Selective Flocculation of Coal with Hydrophobic Organic Reagents. – Manuscript.

Thesis for taking a Doctor’s degree in Engineering for Speciality 05.15.08 ‘Beneficiation of’ Minerals’ – National Mining University, Dnipropetrovsk, 2007.

   Based on the phenomenological and probabilistic approach, there are structural models of the selective flocculation processes of finely dispersed coal with the help of oils and synthetic latexes developed. Proceeding from the above models and principal theoretic propositions of colloidal chemistry, physical and chemical hydrodynamics as well as coal chemistry, there are scientific principles of selective coal flocculation processes determined. The research, in particular, establishes laws of the film and adhesion as well as bridge mechanisms of selective aggregation of the coal slurry organic matter by means of oils and synthetic latexes, respectively. In addition, there are some aspects of the flocculation mechanism considered, which are specific as well as general and peculiar to both process alternatives and result from a different nature and properties of oil and latex reagents. In the course of a planned experiment, a family of mathematic regression models of the selective flocculation processes of coal with oil and latex was obtained and analysed, which reveal laws of these processes, allow assessing the nature and impact of major technological factors on the latter and making a targeted technological prediction of flocculation results. The selective flocculation techniques were piloted at test rigs and coal preparation plants.
   Key words: finely dispersed coal, selective flocculation, oil reagents, synthetic latexes.

Скачати автореферат дисертації безкоштовно (повна версія)
Розвиток наукових основ селективної флокуляції вугілля гідрофобними органічними реагентами

 
< Попередня   Наступна >

Всі права на опубліковані матеріали належать їх авторам. Матеріали розміщено виключно для ознайомлення.

Автореферати українських дисертацій. Скачай безкоштовно!