Лабораторная установка для улавливания и концентрирования взвешенной угольной пыли

Пыление углей является одной из актуальных проблем в угольной промышленности, так как угольная пыль может загрязнять атмосферный воздух, почвы и водные объекты. В соответствии с СанПиН 1.2.3685-21 пыль каменного угля внесена в перечень загрязняющих атмосферный воздух веществ. Отмечено, что для почв и водных объектов отсутствуют маркерные вещества, указывающие на то, что причиной загрязнения этих объектов является именно угольная пыль. Наличие информации о содержании в углях взвешенной пыли, ее гранулометрическом составе и концентрации потенциально опасных элементов позволит выявить перечень маркерных веществ — потенциальных загрязнителей почв и водных объектов. Дано описание новой лабораторной установки, предназначенной для улавливания и концентрирования тонкодисперсной пыли, содержащейся в рядовых углях или товарной продукции и способной находиться во взвешенном состоянии. Приведены результаты экспериментальных исследований на лабораторной установке по улавливанию взвешенной угольной пыли из товарных углей. Определено количественное содержание взвешенной пыли в углях разных марок, проведен анализ ее гранулометрического состава. Установлено, что по сравнению с исходными углями угольная пыль характеризуется большей зольностью, а содержание в ней серы практически не изменяется.

Красилова В. А., Коссович Е. Л., Гаврилова Д. И., Козырев М. М. Лабораторная установка для улавливания и концентрирования взвешенной угольной пыли // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 6. – С. 121–130. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_121.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант №18-77-10052).

Красилова Вера Алексеевна¹ — аспирант, инженер научного проекта, e-mail: vera.prosina2017@yandex.ru,
Коссович Елена Леонидовна¹ — канд. физ.-мат. наук, старший научный сотрудник, e-mail: e.kossovich@misis.ru,
Гаврилова Дарья Ивановна¹ — канд. техн. наук, младший научный сотрудник, e-mail: gavrilova4049@mail.ru,
Козырев Михаил Маратович¹ — студент, лаборант-исследователь, e-mail: cozyrev.misha@yandex.ru,
¹ НУИЛ «Физико-химии углей», ГИ НИТУ «МИСиС».

Красилова В.А., e-mail: vera.prosina2017@yandex.ru.

1. Журавлева Н. В., Хабибулина Е. Р., Журавлева Е. В., Михайлова Е. С., Исмагилов З. Р. Вопросы контроля концентраций углеродсодержащей пыли в атмосферном воздухе при добыче и переработке угля // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2020. — № 3. — С. 33–44. DOI: 10.26730/1999-4125-2020-3-33-44.

2. Кириченко К. Ю., Холодов А. С., Вахнюк И. А., Гусев Д. С., Кирьянов А. В., Дрозд В. А., Голохваст К. С. Исследование загрязнения атмосферного воздуха мелкодисперсной угольной пылью (г. Находка, Приморский край) // Вестник Камчатского государственного технического университета. — 2019. — № 50. — С. 6–12. DOI: 10.17217/20790333-2019-50-6-13.

3. Erol I., Aydin H., Didari V., Ural S. Pneumoconiosis and quartz content of respirable dusts in the coal mines in Zonguldak, Turkey // International Journal of Coal Geology. 2013, vol. 116–117, pp. 26–35. DOI: 10.1016/j.coal.2013.05.008.

4. Page S. J., Organiscak J. A. Suggestion of a cause-and-effect relationship among coal rank, airborne dust, and incidence of workers’ pneumoconiosis // Aihaj. 2000, vol. 61, no. 6, pp. 785–787.

5. Liu T., Liu S. The impacts of coal dust on miners’ health. A review // Environmental Research. 2020, vol. 190, no. 3-4, article 109849. DOI: 10.1016/j.envres.2020.109849.

6. Dai S., Ren D., Chou C. L., Finkelman R. B., Seredin V. V., Zhou Y. Geochemistry of trace elements in Chinese coals. A review of abundances, genetic types, impacts on human health, and industrial utilization // International Journal of Coal Geology. 2012, vol. 94, pp. 3–21. DOI: 10.1016/j.coal.2011.02.003.

7. Rout T. K., Masto R. E., Ram L. C., George J., Padhy P. K. Assessment of human health risks from heavy metals in outdoor dust samples in a coal mining area // Environmental Geochemistry and Health. 2013, vol. 35, no. 3, pp. 347–356. DOI: 10.1007/s10653-012-9499-2.

8. Rout T. K., Masto R. E., Padhy P. K., George J., Ram L. C., Maity S. Dust fall and elemental flux in a coal mining area // Journal of Geochemical Exploration. 2014, vol. 144, Part C, pp. 443–455. DOI:10.1016/j.gexplo.2014.04.003.

9. Кара-Сал И. Д. Содержание тяжелых металлов в снежном покрове города Кызыла // Вестник Тывинского государственного университета. — 2009. — № 3. — С. 36–39.

10. Masto R. E., Ram L. C., George J., Selvi V. A., Sinha A. K., Verma S. K., Rout T. K., Priyadarshini P. P. Impacts of opencast coal mine and mine fire on the trace elements’ content of the surrounding soil vis-à-vis human health risk // Toxicological and Environmental Chemistry. 2011, vol. 93, no. 2, pp. 223–237. DOI: 10.1080/02772248.2010.510922.

11. Galhardi J. A., García-Tenorio R., Díaz Francés I., Bonotto D. M., Marcelli M. P. Natural radionuclides in lichens, mosses and ferns in a thermal power plant and in an adjacent coal mine area in southern Brazil // Journal of Environmental Radioactivity. 2017, vol. 16, pp. 43–53. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2016.11.009.

12. Bhuiyan M. A. H., Parvez L., Islam M. A., Dampare S. B., Suzuki S. Heavy metal pollution of coal mine-affected agricultural soils in the northern part of Bangladesh // Journal of Hazardous Materials. 2010, vol. 173, no. 1–3. pp. 384–392. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2009.08.085.

13. Zhou X., Bi X., Li X., Li S., Chen J., He T., Li Z. Fate of cadmium in coal-fired power plants in Guizhou, Southwest China: With emphasis on updated atmospheric emissions // Atmospheric Pollution Research. 2020. vol. 11, no. 5, pp. 920–927. DOI: 10.1016/j.apr.2020.02.004.

14. Журавлева Н. В. Методы оценки влияния процессов добычи и переработки углей Кузнецкого угольного бассейна на экологическое состояние природной среды // Вестник научного центра по безопасности работ в угольной промышленности. — 2016. — № 4. — С. 102–112.

15. Эпштейн С. А., Коссович Е. Л., Вишневская Е. П., Агарков К. В., Колиух А. В. Определение общей аэрозольной и тонкодисперсной пыли в углях // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2020. — № 6. — С. 5–14. DOI: 10.25018/023614932020-6-0-5-14.

16. Красилова В. А., Эпштейн С. А., Коссович Е. Л., Козырев М. М., Ионин А. А. Разработка методики измерений гранулометрического состава угольной пыли методом лазерной дифракции // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 2. — С. 5–16. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_2_0_5.