Conversion of the coal microstructure affected by weak electrical fieldaction

Abstract

CONVERSION OF THE COAL MICROSTRUCTURE AFFECTED BY WEAK ELECTRICAL FIELDACTION Мета. Вивчення фізико-хімічних змін, що пройшли у мікроструктурі кам'яного вугілля після обробки електричним полем слабкої напруженості. Методика. Використані зразки кам'яного вугілля за такими характеристиками: вміст вуглецю 86,9 %, водню 5,6 %, показник відбиття вітриніту R0 ≥ 1,04 %, Y = 19 мм, W = 1,4%, V daf = 31,3%,тепло та згоряння Q daf = 35560 кДж/кг. Використані електричні поля слабкої напруженості-до 200 В/см. Дослідження фізико-хімічних характеристик проводилися у науково-дослідних лабораторіях ДП НВО «Павлоградський хімічний завод» з використанням диференційної скануючої калориметрії оптичної мікроскопії, лазерного дифракційного аналізу розмірів частинок, інфрачервоної спектроскопії і таке інше. Результати. Проведені експериментальні дослідження, що включали підготовку зразків вугілля до електромагнітної обробки. Після обробки слабкими електричними полями вивчалися фізико-хімічні змінювання у зразках обробленого вугілля. Для порівняння з результатами обробки мікрочастинок вугілля електричним полем показана тенденція зміни фракційного складу мікрочастинок магнітним полем слабкої напруженості. Наукова новизна. Встановлено ефект зміни зернистостей мікрочастинок вугілля в слабкому електричному полі, який полягає в тому, що вміст мікрочастинок найменших за розмірами збільшується, а найбільших-зменшується. Цей ефект пов'язаний з тим, що збудження деформованих (дестабілізованих) хімічних зв'язків навіть слабкою напруженістю електричного поля призводе до руйнування мікрочастинок і відповідної газогенерації. Вплив слабкого магнітного поля призводить до неодноразового збільшення розмірів мікрочастинок максимальної зернистості. Передбачається, що дія магнітних полів стимулює спін-селективні хімічні реакції між рухомими компонентами і поверхнями мікрочастинок. Практична цінність полягає в тому, що одержані експериментальні результати будуть корисними для фізико-математичного моделювання механізмів руйнування твердої фази не тільки під дією термобаричних впливів, але й слабких напруженостей електричних полів. Особливого значення результати цих робіт набувають у розробці нових не енергоємних технологій переробки вугілля у газ і рідинні компоненти. Ключові слова: дестабілізація мікроструктури, деструктуризація, напруженість поля, хімічна активність Вступ. Під час проведення гірничих виробок змінюється природний напружений стан масиву гірських порід, що призводе до деформування порід навкруги виробки. Характер прояву деформацій гірничих виробок та їх інтенсивність часто визначають вибір способів, які б їх зменшували, і залежать від фізико-механічних та хімічних властивостей гірських порід, глибини розробки, параметрів Practical implications are that s obtained experimental result will be useful for physico-mathematical modeling of solid phase fracture mechanisms, not only under thermobaric influences, but also of weak electric fields tensions. Particular importance of these works in new non-energy-intensive technologies development for pro...