Разработка технологии брикетирования отходов добычи бурых углей

Исследованы вопросы брикетирования бурых углей Татауровского месторождения с применением связующего вещества и без него. Изучена возможность брикетирования тонкозернистых углей без добавления связующего вещества, определены параметры брикетирования: ситовой состав, влажность, крупность, температура угольной массы и необходимое давление для эффективного прессования. Исследован ситовой состав углей. Определены качественные показатели брикетов, полученных из бурых углей с использованием в качестве связующего битума марки БН-30. Установлены параметры усадки угольной массы и расширения брикетов при брикетировании со связующим веществом. Выявлено, что полученные буроугольные брикеты характеризуются высокой влагоустойчивостью, которая обусловлена низким влагопоглощением, а также значительной остаточной прочностью брикетов при длительном контакте с водой. Определена степень поглощения воды брикетами в течение 12 ч. Рассчитан коэффициент полезного действия сжигания полученных буроугольных брикетов, который составил 83%. Разработана принципиальная схема брикетирования бурого тонкозернистого угля Татауровского месторождения, позволяющая получать высококачественные угольные брикеты. По результатам проведенных исследований сделан вывод о том, что полученные буроугольные брикеты представляют собой высококачественный вид твердого топлива. Получаемая в результате брикетирования продукция позволит существенно повысить темпы добычи бурых углей на Татауровском месторождении с целью промышленного потребления, в том числе для энергетики Забайкальского края.

Размахнин К. К., Хатькова А. Н., Шумилова Л. В., Номоконова Т. С. Разработка технологии брикетирования отходов добычи бурых углей // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2023. – № 9-1. – С. 288–298. DOI: 10.25018/0236_ 1493_2023_91_0_288.

Работа выполнена при поддержке проекта РНФ 22-17-00040 «Научное обоснование и разработка экологически чистых безотходных технологий переработки природного и техногенного минерального сырья» (2022–2023 гг.)

Размахнин Константин Константинович¹ — д-р техн. наук, доцент, e-mail: constantin-const@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2944-7642,
Хатькова Алиса Николаевна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: alisa1965.65@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-6527-0026,
Шумилова Лидия Владимировна¹ — д-р техн. наук, профессор, e-mail: shumilovalv@mail.ru, ORCID ID: 0000-0001-5991-9204,
Номоконова Татьяна Сергеевна¹ — аспирант, e-mail: krutikova_1995@mail.ru, ORCID ID: 0009-0002-9096-864X,
¹ Забайкальский государственный университет.

Размахнин К.К., e-mail: constantin-const@mail.ru.

1. Батугина Н. С., Гаврилов В. Л., Ткач С. М. Принципы ресурсосберегающего управления качеством при поставках угля в труднодоступные районы Северо-Востока России // Природные ресурсы Арктики и Субарктики. — 2019. — Т. 24. — № 2. — С. 64—73. DOI: 10.31242/2618-9712-2019-24-2-6.

2. Zhang G., Sun Y., Xu Y. Review of briquette binders and briquetting mechanism // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 2018, vol. 82, pp. 477—487. DOI: 10.1016/j.rser. 2017.09.072.

3. Гаврилов В. Л., Иванов В. Г., Кугаевский А. А., Рахлеев П. Д. Состояние и перспективы добычи и потребления угля в центральных районах Якутии // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2017. — № S24. — С. 422—430. DOI: 10.25018/023614932017-11-24-422-430.

4. Kostenko N., Kostenko A., Mikholap E. Main parameters and placement of the «warehouse on wheels» terminals of seaports for transshipment coal / TransSiberia 2019: VIII International Scientific Siberian Transport Forum. 2020, vol. 1116, pp. 1120—1132. DOI: 10.1007/978-3030-37919-3_110.

5. Calderón Márquez A. J., Cassettari Filho P. C., Rutkowski E. W., de Lima I. R. Landfill mining as a strategic tool towards global sustainable development // Journal of Cleaner Production. 2019, vol. 226, pp. 1102—1115. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.04.057.

6. Krechetov P., Chernitsova O., Sharapova A., Terskaya E. Technogenic geochemical evolution of chernozems in the sulfur coal mining areas // Journal of Soils and Sediments. 2019, vol. 19, pp. 3139—3154. DOI: 10.1007/s11368-018-2010-7.

7. Vershinina K. Y., Glushkov D. O., Kuznetsov G. V., Strizhak P. A. Differences in the ignition characteristics of coal-water slurries and composite liquid fuel // Solid Fuel Chemistry. 2016, vol. 50, pp. 88—101. DOI: 10.3103/S0361521916020117.

8. Sözer H., Sözen H. Waste capacity and its environmental impact of a residential district during its life cycle // Energy Reports. 2020, vol. 6, pp. 286—296. DOI: 10.1016/j.egyr.2020. 01.008.

9. Nyashina G. S., Kurgankina M. A., Strizhak P. A. Environmental, economic and energetic benefits of using coal and oil processing waste instead of coal to produce the same amount of energy // Energy Conversion and Management. 2018, vol. 174, pp. 175—187. DOI: 10.1016/j. enconman.2018.08.048.

10. Liu Q., Zhong W., Tang R., Yu H., Gu J., Zhou G., Yu A. Experimental tests on cofiring coal and biomass waste fuels in a fluidised bed under oxy-fuel combustion // Fuel. 2021, vol. 286, article 119312. DOI: 10.1016/j.fuel.2020.119312.

11. Тутынин А. В., Бутакова И. Н. Влияние утилизации отходов в составе композитных топлив на экологию и окружающую среду // Сборник избранных статей научной сессии ТУСУР. — 2020. — № 1-2. — С. 294—297.

12. Mustafin E. S., Omarov Kh. B., Shaimerdenova K. M., Omerkulov A. T. Production of coal briquets using the original binder // Вестник Карагандинского университета. Серия «Физика». — 2019. — № 4(96). — С. 85—88. DOI: 10.31489/2019Ph4/85-88.

13. Елишевич А. Т. Брикетирование полезных ископаемых. — М.: Недра, 1989. — 300 с.

14. Tulepov M. I., Sassykova L. R., Kerimkulova A. R., Tureshova G. O., Tolep D. M., Zhapekova A. O. Preparation of coal briquettes and determination of their physical and chemical properties // Oriental Journal of Chemistry. 2019, vol. 35, no. 1, pp. 180—185. DOI: 10.13005/ ojc/350120.

15. Исайнов Б. К., Сарпеков А. Т., Степанова О. А., Ермоленко М. В. Исследование возможности брикетирования угольной мелочи месторождения Каражыра Восточно-Казахстанской области с использованием различных связующих и компонентов / Экологические чтения — 2018: Международная научно-практическая конференция, посвященная 100-летию образования Омского государственного аграрного университета им. П.А. Столыпина. — Омск: Литера, 2018. — С. 113—115.

16. Самуратов Е. К., Акуов А. М., Шотанов А. Е. Способ получения топливных брикетов из угольной мелочи / Современные проблемы электрометаллургии стали: Материалы XVI Международной конференции. Ч. 2. — Магнитогорск, 2015. — С. 251—255.

17. Ушаков А. Г., Ушакова Е. С., Боголюбова И. В. Техногенное сырье предприятий добычи и переработки твердых горючих ископаемых как перспективный источник энергоресурсов // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2020. — № 1(137). — С. 91—97. DOI: 10.26730/1999-4125-2020-1-91-97.

18. Гарагаш И. А., Дубиня Н. В., Русина О. А., Тихоцкий С. А., Фокин И. В. Определение прочностных свойств горных пород по данным трехосных испытаний // Геофизические исследования. — 2018. — Т. 19. — № 3. — С. 57—72. DOI: 10.21455/gr2018.3-4.

19. Свергузова С. В., Севостьянов В. С., Шайхиев И. Г. Влияние технологических факторов на процесс формирования нефтесодержащих брикетов // Вестник технологического университета. — 2015. — Т. 18. — № 17. — С. 276—279.

20. Негматов С. С., Киямова Д. Ш., Холмурадова Д. К. Исследование влияния связующего на эксплуатационные характеристики брикетов // Universum. Технические науки. — 2022. — № 1(94). — С. 15—17.