Страницы: 1
RSS
Почему в шлаке каменного угля оксида кремния (SiO2) больше, чем в базальте?
 
Почему в шлаке каменного угля оксида кремния (SiO2) больше, чем в базальте?

В конце зимы этого года ко мне обратился родственник, морской офицер в высоком звании и должности, который много лет служит на Северном флоте ВМФ России. Требовалось найти применение шлакам каменного угля, которого у них накапливается не мало. Я ответил, что в нашей отрасли (производство минерального волокна) используются шлаки металлургических производств, а с каменноугольными мне никогда не приходилось иметь дело, я даже не знаю их состав. Родственник сообщил, что в шлаках каменного угля содержится оксида кремния до 60% процентов. После этих слов я потерял покой. Эта информация очень удивила меня, такое большое количество SiO2 стало сенсацией в моем сознании. Эту захватывающую новость я узнал от родственника по телефону, когда находился в поездке, был далеко от дома и не мог сразу же пересмотреть техническую литературу в своей библиотеке, чтобы проверить этот факт. Как же так, думал я, откуда в шлаке каменного угля оксида кремния больше, чем в базальте? Не доверять родственнику я не мог, потому что знал, что он человек грамотный и серьезный. Большое количество SiO2 в угле не укладывалось в моей голове, поэтому мне очень сильно захотелось погрузится в изучение этого вопроса. Приехав домой я сразу же стал доставать с полок  все книги (а также смотреть на компьютере отсканированные) на тему минеральных вяжущих. Направление поиска было взято верное, потому что в книгах на другую тематику я ничего про каменноугольный шлак у себя не нашел. Хотя все книги о минеральных вяжущих были не маленькие по объему, но нужных сведений в них было мизерное количество. Привожу два примера, две книги – учебники для вузов «Минеральные вяжущие вещества» 1973 г. издания и «Химическая технология вяжущих материалов» 1980 г. Топливным шлакам отводится совсем мало места, но информацию о высоком в них содержании SiO2 полностью подтверждают обе книги: «Топливные гранулированные шлаки состоят в основном из прозрачного кислого ферроалюмосиликатного стекла, содержащего до 85–92 % SiO2+Al2O3+FeO» и «Топливные гранулированные шлаки содержат обычно 40–60% SiO2, 3–30% CaO, 9–30% Al2O3 и практически полностью стеклообразны. Гранулированные шлаки весьма постоянны по составу (в условиях конкретных ТЭС) и свойствам». Интересно, что незадолго до этого, в конце прошлого года меня заинтересовал вопрос: сколько углерода содержится в деревьях? Попросил профессора Аблесимова Н.Е. написать заметку на эту тему. Он быстро отреагировал, выслал статью «На каком дереве нельзя плавать?», которая опубликована здесь...
В статье приводится химический состав древесины, который я, кстати, узнал впервые в жизни:  
«От чего зависит объемный удельный вес древесины?
Разница в содержании углерода (47,0–51,8%), водорода (5,8–6,9%), азота (0,2–0,4%) и кислорода (42,0–44,9%) в древесине различных пород незначительная. Видимая плотность дерева зависит от его пористости: чем более оно пористо, тем меньше удельный вес его в сухом состоянии, но тем больше в нем будет сока, а следовательно, и воды, в зеленом состоянии, а потому тем больше будет его удельный вес в зеленом состоянии».
Следом за Аблесимовым Н.Е. в 27-м томе сочинений Д.И. Менделеева (том называется «Технология») мне снова (очень удачно) попалось содержание химических элементов в древесине разных деревьев, которое приводит великий ученый. Содержание углерода примерно одно – около 50 %, кислорода – от 43,31 до 45,17 %. Страница из 27-го тома сочинений Д.И. Менделеева в отсканированном виде с этими данными опубликована там же...
Итак, в древесине живых деревьев до превращения их в каменный уголь, оксида кремния нет. Сколько его содержится в каменном угле, есть ли в нем вообще, и как попадает туда, если есть, я пока не знаю. Так как этот вопрос очень интересен для меня, обязательно продолжу его изучение. Приглашаю к дискуссии всех, кому это интересно.
Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Для того, чтобы скачать изображение в большом размере, наведите на него курсор мыши, нажмите правую кнопку мыши и в появившемся окне выберите «Сохранить изображение как... ». Далее сохраните файл на жесткий диск своего компьютера.





Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Для того, чтобы скачать изображение в большом размере, наведите на него курсор мыши, нажмите правую кнопку мыши и в появившемся окне выберите «Сохранить изображение как... ». Далее сохраните файл на жесткий диск своего компьютера.







Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Для достоверности хотелось опубликовать фотографии каменноугольного шлака, который производит Северный флот, но военные объекты фотографировать нельзя, поэтому я съездил в один из пермских речных портов и сфотографировал шлак там, эти фотографии показываю. Такой шлак, конечно же, знает, наверное, каждый. Особенно много его было везде в советское время, когда еще далеко не все котельные были переведены на газ.

Для того, чтобы скачать фотографию в большом размере, наведите на нее курсор мыши, нажмите правую кнопку мыши и в появившемся окне выберите «Сохранить изображение как... ». Далее сохраните файл на жесткий диск своего компьютера.





Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Добрый день, Уважаемые форумчане!

Касательно содержания Si02 - то оксиды кремния содержатся именно в хим составе золы Ad от 37 до 70%.
В угле есть понимание именно материнской зольности (она очень сильно варьируется) и промпродуктовая фракция
вот тут непосредственно и  все эти элементы и содержатся.
Резко изменяется химия породы по почве и кровле угольного пласта.
Теоретически уголь образовался из планктона, кустарников и деревьях на болотах.
Вода постоянно намывает песок, известь, глину и др. минералы. Ну а потом все просто сдвиг земной коры,
и без воздействия кислорода под влиянием давления и термических процессов проходит углефикация.

В базальте ничего не понимаю, есть ли какое то практическое применение данных шлаков !?
 
Цитата
Егор Юртов написал:
Добрый день, Уважаемые форумчане!

Касательно содержания Si02 - то оксиды кремния содержатся именно в хим составе золы Ad от 37 до 70%.
В угле есть понимание именно материнской зольности (она очень сильно варьируется) и промпродуктовая фракция
вот тут непосредственно и  все эти элементы и содержатся.
Резко изменяется химия породы по почве и кровле угольного пласта.
Теоретически уголь образовался из планктона, кустарников и деревьях на болотах.
Вода постоянно намывает песок, известь, глину и др. минералы. Ну а потом все просто сдвиг земной коры,
и без воздействия кислорода под влиянием давления и термических процессов проходит углефикация.

В базальте ничего не понимаю, есть ли какое то практическое применение данных шлаков !?

Здравствуйте Егор! Спасибо, что присоединились к разговору. Тема, безусловно, будет продолжена. Надеюсь, что следующее мое сообщение (в котором я опубликую комментарий Пономарева В.Б.) добавит Вам немного знаний.
Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Сегодня получил по электронной почте от заслуженного специалиста отрасли Пономарева В.Б. (к.т.н., зам. генерального директора ОАО «Теплопроект», г. Москва) ценный комментарий к своей заметке, который публикую ниже. Комментарий публикуется с разрешения Владимира Борисовича, специально звонил ему, что попросить разрешение. Выражаю сердечную благодарность Владимиру Борисовичу за важные сведения, которые он сообщил.

«Дорогой Сережа! Ты еще многого не знаешь, в том числе по шлакам. Ведь шлак от сжигания угля и древесины – это обычная зола, которую ты мог бы ежедневно выгребать из печки, если бы жил при печном отоплении. Просто из-за небольшого количества сжигаемых дров и угля и относительно не очень высокой температуры (малого теплового напряжения) зола остается пылью. А вот в котлах ТЭС, где сжигаются миллионы тонн угля в год, есть специальные системы золошлакового удаления, где шлак жидкий и его гранулируют путем слива в воду. Все шлаки от сжигания кислые, т.е. оксидов кремния и алюминия очень много. Просто в металлургии в шихту добавляют еще известняк или доломит и др. компоненты, которые раскисляют шлак иногда до уровня оксида кремния менее 40 %, а не то что в базальтах, где его около 50 %. Это я тебе по-простому объясняю, чтобы не профессорствовать. Что касается золошлаковой ваты, то ею занимались многие исследователи, и я в том числе, из-за высокого содержания оксидов кремния и алюминия. Поэтому вата получалась высокотемпературостойкая (некоторые образцы более 1000 градусов имели стойкость). Имеется несколько диссертаций по этой теме. Вот только на практике производство такой ваты (золошлаковой) так нигде организовать не удалось, хотя были попытки в Курахово и др. местах. Всё из-за того, что во-первых, нужна электропечь, иначе такую тугоплавкую шихту не расплавишь, а во-вторых, оказались золоотвалы (а они на каждой ТЭС в миллионы тонн) имеют очень нестабильный химический состав, т.к. это отвал и туда валят все что угодно, а также потому что угли тоже были разные, а золу от разных углей никто не сортировал, а сыпали в одну кучу. Да и переплавлять золошлаки просто физически невыгодно, т.к. из одного объема расплава мы получаем десять объемов ваты, да и отвал практически не уменьшается (малая производительность наших печей). Для более широкого применения золошлаков их стали домалывать и подмешивать в цемент, где уже можно сотни тысяч тонн использовать, что просто гигантская величина по сравнению с минераловатным мизером. Также пробовали производить зольный гравий (аналог керамзита, но из золы, а не вспучивающейся глины), но тоже отказались из-за нестабильности химсостава. Зато наш институт в свое время попал с этим зольным гравием в «Фитиль» из-за растраты миллионов народных денег на строительство неработающих заводов в Днепродзержинске (Украина) и др. городах. Но это уже другая история. Что касается учебников, то я имел честь учиться в МИСИ у Александра Васильевича Волженского, нашего именитого профессора, доктора наук и единственного в то время лауреата Ленинской премии в строительном ВУЗе, он был зав. кафедрой технологии вяжущих, а Юрий Михайлович Буров был деканом моего строительно-технологического факультета, был в том числе и на моей студенческой свадьбе в общежитии. А Юрий Михайлович Баженов, тоже профессор, доктор наук, стал зав. кафедрой вяжущих после А.В. Волженского. Так что ты смотрел книги, авторы которых читали мне лекции. Было приятно видеть, что книги моих учителей пользуются спросом, вниманием и сегодня».
Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Месяца два назад купил в букинистическом магазине книгу «Химия твердых горючих ископаемых», сегодня пришлось вспомнить ее. Книга издана Харьковским университетом в 1960 г. Нахожу для себя ее очень ценной, и как видно не случайно встретился с ней. Чтобы разобраться с каменным углем она очень пригодится. Публикую «Введение» из этой книги в виде отсканированных страниц. В нем сообщается интересная историческая информация о каменном угле и его исследованиях:

«Еще в 1757 г. [4] М.В. Ломоносов в своем «Слове о рождении металлов» высказал гипотезу о растительном происхождении углей и первый выдвинул идею о том, что каменный уголь образовался из торфа. Эта мысль позже легла в основу общепринятой теперь «теории превращений». Первая работа по изучению каменных углей под микроскопом принадлежит горному инженер-капитану Иваницкому (1842 г.), который писал: «Растительное происхождение каменного угля несомненно и почти можно считать доказанным. Оно основано на постепенностях перехода от торфа и бурого угля до самых кристаллических видов каменного угля и антрацита» [5].
В конце XIX в. благодаря трудам зарубежных и русских ученых, особенно геологов М.Д. Залесского (изучавшего угли под микроскопом в тонком шлифе), Ф.Н. Чернышева, Л.И. Лутугина и А.П. Карпинского (применявшего для изучения углей под микроскопом отраженный свет) удалось обнаружить в углях превращенные растительные ткани, оболочки спор и другие фрагменты растений.
Учитель Д. И. Менделеева А.А. Воскресенский одним из первых исследовал в 50-х гг. прошлого столетия некоторые образцы отечественных углей, а в конце 60-х гг. Д.И. Менделеев детально изучил различные каменные угли, причем в его заметках «Виды каменного угля», которые были включены в «Основы химии» (1869 г.), дается подробная характеристика разных типов углей и описываются их свойства. В 1870 г. Д.И. Менделеев в статье «О законе теплоемкости и сложности угольной частицы» первый отметил, что «уголь должен представлять Сn где n велико» [6]. Это положение по-настоящему оценено только в последние годы и развивается в работах многих углехимиков.
Исследования большого числа проб донецких углей, получившие высокую оценку Д.И. Менделеева, были проведены в 1880 г. в Харьковском университете А.Д. Чириковым. Последний уточнил в своей работе некоторые методики анализа углей и классифицировал угли по свойствам, разделив их на шесть групп [7].
В советское время стали широко известны труды геолога-углепетрографа члена-корреспондента АН СССР Ю.А. Жемчужникова, создавшего вместе с сотрудниками и учениками свою школу в науке об углях [8]. Он впервые поставил вопрос о необходимости объединения химии и петрографии углей и методов их исследования для познания природы и свойств твердых горючих ископаемых. Такая точка зрения нашла поддержку со стороны многих советских углехимиков [9]. Важное значение имели также работы В.С. Крыма, Г.Л. Стадникова, М.И. Кузнецова, Л.М. Сапожникова, Н.М. Караваева и других отечественных углехимиков [10], предложивших оригинальные гипотезы по вопросам происхождения углей, основанные на обширных исследованиях особенностей состава и свойств различных твердых горючих ископаемых.
Особо следует отметить передовую роль советских ученых в разработке всех разделов науки о твердых горючих ископаемых и, в частности, вопросов теории спекания и коксообразования, а также подбора углей и их смесей для производства кокса. Благодаря усилиям советских исследователей и заводских работников теория и практика шихтования углей в СССР достигли более высокого уровня, чем во многих зарубежных странах. 
Впервые о каменном угле упоминается в трудах Аристотеля, а затем его ученика Теофраста, который в книге, написанной за 315 лет до начала нашего летоисчисления, говорит об угле как о горючем материале.
Первый документ о специальной разработке залежей каменных углей относится к 1239 г., когда было официально разрешено в Нью-Кестле (Англия) добывать уголь в целях снабжения им жителей Лондона для отопления жилищ. В XIII столетии начинается регулярная добыча угля для домашнего отопления в Бельгии, а в XIV в. – в Германии и во Франции.
Что касается истории открытия углей в нашей стране, то ее обычно начинают с XVII в. Распространено предание о том, что в 1696 г. Петру I во время Азовского похода донские казаки показали куски каменного угля, часть которых тут же была сожжена в костре, причем он якобы сказал: «Сей минерал, если не нам, то потомкам нашим зело полезен будет». Петром I был положен почин разработки и торфяных болот: из привилегии, выданной в начале XVIII в. голландцу Армусу сроком на 10 лет, видно, что ему разрешалось «делать своим иждивением торфу».
Официальной датой открытия углей в старейшем нашем Донецком угольном бассейне считается конец 1721 г., причем честь этого открытия принадлежит крепостному «рудознатцу» Григорию Капустину. Сохранился указ Петра I от 7 декабря 1722 г.: «Для копания каменного уголья и руд, которые объявил подъячий Капустин, из Берг-коллегии послать нарочного и в тех местах того каменного уголья и руд в глубину копать сажени на три и больше и, накопав пуд до пяти, привесть в Берг-коллегию и опробовать».

Упоминающаяся первая работа по изучению каменных углей под микроскопом принадлежит горным инженер-капитаном Иваницким (1842 г.) у меня имеется в отсканированном виде из «Горного журнала» за 1842 г. (книжка 4).
Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Для того, чтобы скачать изображение в большом размере, наведите на него курсор мыши, нажмите правую кнопку мыши и в появившемся окне выберите «Сохранить изображение как... ». Далее сохраните файл на жесткий диск своего компьютера.













Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
 
Привет, Сергей!
Уголь - это бывшие древовидные папоротники и хвощи. А хвощ содержит большое количество кремнезема.
Отсюда и кремний в угле.
С уважением, Андрей Ильиничев
 
Цитата
Андрей Ильиничев написал:
Привет, Сергей!
Уголь - это бывшие древовидные папоротники и хвощи. А хвощ содержит большое количество кремнезема.
Отсюда и кремний в угле.
С уважением, Андрей Ильиничев

Андрей Иосифович, прошу ответить на вопрос: как в хвоще может оказаться столько много кремнезема (до 60%)? Ведь это же живое растение, а не каменное. И как кремнезем может попасть в хвощ или папоротник, ведь он же не растворяется в воде?
Консультирую по всем вопросам базальтовых технологий (Платно, цена договорная). Тел. 8–902–47–322–21, (342) 238–56–44 с 6–00 до 21–00 по моск. времени, с понедельника по субботу. Эл. почта: sergey(a)ogaryshev.org (a замените на @).
Страницы: 1
Читают тему (гостей: 1)