Введение 3
І. Теоретическая часть 4
1.1. Характеристика и классификация угля 4
1.2. Свойства угля 8
1.3. Характеристика и параметры пористой структуры углеродных сорбентов 12
1.4. Исходное сырье и методы получения углеродных адсорбентов.. .13
1.5. Межегейское месторождение угля 17
2. Экспериментальная часть 31
2.1. Фракционный анализ угля Межегейского месторождения...31
2.2. Определение зольности угля 34
2.3. Анализ проб на ИКС 36
2.4. Термогравиметрический метод анализа 38
2.5. Карбонизация образцов угля 40
2.6. Определение удельной поверхности адсорбента 42
Выводы 43
Список литературы 44
Многие века каменный уголь был и остается одним из основных видов технологического и энергетического топлива, а его значение как сырья для химической промышленности все более возрастает. Применение каменного угля очень разнообразно и широко. Его используют для выработки электроэнергии на тепловых электростанциях, а также его сжигают и для других энергетических целях; из него получают кокс для металлургического производства, а при химической переработке делают еще около 300 различных продуктов промышленности. В последнее время возрастает потребление каменного угля для новых целей - получения горного войска, пластмасс, газообразного, высококалорийного топлива, высокоуглеродистых углеграфитовых композиционных материалов, редких элементов - германия и галлия. Зола от сжигания углей, отходы добычи и переработки сырья, глинозема. Российский уголь потребляется практически во всех субъектах федерации, а добыча производится в 26 субъектах. Одним из основных регионов добычи угля является Тува.
В качестве объекта исследования выбраны угольные адсорбенты, полученные из углей Межегейского месторождения
Предметом исследования является получение и исследование характеристик пористых адсорбентов из углей Межегейского месторождения.
Целью работы является получение и исследование характеристик пористых адсорбентов из углей Межегейского месторождения. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:
1. Изучить свойства углей (технический анализ, термогравиметрия,ИКС);
2. Выделить низкозольные фракции;
3. Провести карбонизацию низкозольной фракции;
4. Изучить пористые характеристики полученных карбонизатов.
При получение и исследование пористых адсорбентов из углей Межегейского месторождения Тувы были установлены следующие данные:
1. Методом ИК- спектроскопии была проведена идентификация функциональных групп на образцах исходного каменного угля и карбонизатов. Основное внимание было уделено идентификации полос поглощения кислородсодержащих поверхностных групп (карбоксильных, гидроксильных, лактонных) и установлено, что во всех образцах после карбонизации интенсивность полос поглощения кислородсодержащих групп отличается.
2. Для изучения особенностей термического разложения окисленных углей был проведен термогравиметрический анализ. Видно, что исследованный образец угля обладает низкой термостойкостью их органического вещества. Разложение начинается уже при 160 °С, сразу после удаления влаги, что, по-видимому обусловлено распадом термически нестабильных кислородсодержащих групп, образовавшихся в угле в результате выветривания. В угле разложение этих окисленных фрагментов органической массы отчетливо проявляется в виде эндоэффекта при 250 °С. Начало термической деструкции органического вещества окисленных углей в зоне относительно низких температур приводит к формированию слабоинтенсивного и «размытого» максимума основного разложения. Высокотемпературные эндоэффекты на кривых ДТА (700 °С и выше) могут быть обусловлены реакциями в минеральной части углей.
3. При увеличении температуры карбонизации у карбонизата формируется более пористая структура из-за удаления большого количества летучих веществ. Для получения пористого адсорбента наиболее всего пригодны низкозольные образцы с уд. весом 1300 кг/ м 3
4. С использованием электронной микроскопии была дана оценка пористой структуры карбонизатов. Из фотографий, полученных с электронного микроскопа, видно, что в процессе карбонизации углей происходит формирование пористой структуры. Полученные углеродные материалы, после дополнительных исследований, могут быть успешно применены для очистки сточных вод от тяжелых металлов.
