Аннотация
Приведены результаты исследования структуры труднообогатимых углей. Установлено наличие таких гетерофункциональных сорбционных центров, как гидроксильные, карбонильные и карбоксильные группы. Выявлена корреляционная зависимость между естественной флотируемостью углей и количеством кислородсодержащих групп, теплотой смачивания, электрокинетическим потенциалом. Изучение сорбционной активности труднообогатимых углей показало, что центрами адсорбции нуклеофильных молекул воды являются электрофильные участки угольной поверхности, возникающие в результате смещения электронной плотности на кислородсодержащие группы. Проведенные квантово-химические расчеты подтвердили наличие большого количества электрофильных центров адсорбции, обусловливающих гидрофильность поверхности. Определено, что в качестве флотореагентов для извлечения органической массы угля необходимо использовать реагенты, проявляющие более жесткий нуклеофильный характер, чем молекулы воды, и способные вытеснять их в процессе флотации.
Ключевые слова
Гетерофункциональные сорбционные центры, естественная флотируемость, электрофильные и нуклеофильные центры адсорбции, органическая масса угля, квантово-химические расчеты.
1. Reddick J.F., Von Blottnitz H., Kothuis B. Cleaner production in the South African coal mining and processing industry: a case study investigation // International Journal of Coal Preparation and Utilisation. 2008, vol. 28, pp. 224–236.
2. Медяник Н.Л., Варламова И.А., Гиревая Х.Я. Разработка реагента для флотации углей низкой стадии метаморфизма на основе квантово-химических расчетов Магнитогорск, 2006. 13 с. Деп. в ВИНИТИ 25.01.06, №72-В2006.
3. Horsfall D.W., Zitron Z., de Korte J. The treatment of ultrafine coal, especially by froth flotation // Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy. 1986, vol. 86, no. 10, pp. 401–407.
4. Гиревая Х.Я. Повышение эффективности флотации газовых углей на основе квантово-химического обоснования выбора реагентов: дис. … канд. техн. наук. Магнитогорск, 2006. 167 с.
5. Медяник Н.Л., Гиревая Х.Я., Варламова И.А. Квантово-химический подход к выбору реагента-собирателя для флотации углей низкой стадии метаморфизма // Кокс и химия. 2006. № 1. С. 8–13.
6. Изучение свойств органических молекул квантово-химическими методами / Медяник Н.Л., Калугина Н.Л., Варламова И.А., Гиревая Х.Я., Бодьян Л.А. Магнитогорск, 2013. 14 с. Деп. в ВИНИТИ 01.08.2013, №224-В2013.
7. Влияние квантово-химических параметров органических соединений на их сорбционные свойства / Варламова И.А., Гиревая Х.Я., Калугина Н.Л., Медяник Н.Л. Магнитогорск, 2009. 15 с. Деп. в ВИНИТИ 26.02.2009, №110-В2009.
8. Продукт химической деструкции полиэтилентерефталата как комплексный реагент для извлечения органической массы угля / Бодьян Л.А., Варламова И.А., Гиревая Х.Я., Калугина Н.Л., Медяник Н.Л. // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 2. С. 700.
9. Кубак Д.А., Петухов В.Н., Семенов Д.Г. Исследование влияния группового химического состава комплексных реагентов на эффективность флотации углей // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. № 4 (44). С. 5–10.