Электрофизические свойства углей
Электрофизические свойства твердых горючих ископаемых в значительной мере зависят от их состава и строения. Основными из них является удельное элект-рическое сопротивление ρ и относительная диэлек-трическая проницаемость ε. Диэлектрические свойства вещества отображают его физическое состояние и обус-ловлены поляризацией молекул и внутримолекулярных частичек в электромагнитном поле [3].
Характерной особенностью электрофизических свойств углей является их зависимость от степени мета-морфизма, которая объясняется происходящими струк-турными изменениями в углеродной составляющей. Кроме того, электрические свойства углей зависят от влажности, петрографического состава, содержания мине-ральных примесей и других факторов. Значения удель-ного электрического сопротивления для углей различной степени углефикации представлены на графике (рис. 2.10), который условно можно разделить на три области [13].
Рис. 2.10 Зависимость удельного электрического
сопротивления ρ, Ом·м клареновых уг-
лей от степени углефикации
Для бурых углей удельное электрическое сопро-тивление имеет большую абсолютную величину и уве-личивается с ростом химической зрелости углей. В сред-ней части графика значение ρ экстремально и несколько снижается для углей более высокой степени углефикации. Переход от тощих углей к антрацитам сопровождается резким снижением удельного электрического сопро-тивления , наблюдаемым в третьей области графика.
|
|
|
Диэлектрическая прониницаемость углей, также как и их электропроводность, зависит от степени метамор-физма углей (рис. 2.11).
Рис. 2.11. Зависимость диэлектрической проница-
мости ε от содержания углерода
Значение диэлектрической проницаемости углей низкой стадии химической зрелости снижается с увели-чением содержания углерода, имеет минимум для углей с содержанием углерода около 85% и далее резко возрас-тает, имея наибольшую величину у антрацитов. Перво-начальное уменьшение диэлектрической проницаемости в ряду метаморфизма объясняется снижением содержания кислорода (в полярных функциональных группах) в структуре углей с исчезновением ориентационной поляриации. При содержании углерода в углях более 86 – 87% величина диэлектрической проницаемости растет, что объясняется повышением электропроводности углей.
Оптические свойства углей
Оптические свойства углей: цвет, блеск, отража-тельная способность, коэффициент преломления – опре-деляются молекулярной структурой органического ве-щества и характеризуют как петрографический состав, так и степень метаморфизма.
|
|
|
Показатель отражения витринита является наиболее объективным параметром метаморфизма углей [14]. Из-менение отражательной способности в ряду метамор-физма углей связывают главным образом с увеличением степени ароматизации органической массы и ростом кон-денсированности ядер структурных единиц макромо-лекул веществ, слагающих уголь. Изменению, же, пери-ферийной части, которая связана с ароматическими фраг-ментами, отводится меньшая роль при формировании отражательной способности [15].
Применительно к каменным углям (рис.2.12) уста-новлено, что чем выше степень их метаморфизма, тем больше показатель отражательной способности углей (при одинаковом петрографическом составе) [19].
Рис. 2.12. Зависимость отражательной способности
от степени метаморфизма: 1 – отражение
в воздухе Rв; 2 – отражение в масле Rм;
Коэффициент преломления света (n) в ряду витре-нов донецких каменных углей увеличивается с ростом их метаморфизма (табл.2.2) [19].
Таблица 2.2. Изменение коэффициентов преломления света витренов донецких каменных углей от степени их метаморфизма
|
|
|
| Торговые марки Донецких углей | Содержание углерода, С, % | Выход летучих ве- ществ, Vdaf, % | Коэффициент преломления света, n |
| Газовый | 81,5 | 40,5 | 1,82 |
| – // – | 82,4 | 40,0 | 1,83 |
| Жирный | 84,5 | 35,5 | 1,85 |
| – // – | 85,6 | 30,0 | 1,89 |
| – // – | 86,4 | 28,6 | 1,90 |
| Коксовый | 86,5 | 26,3 | 1,91 |
| – // – | 88,2 | 24,7 | 1,93 |
| – // – | 89,0 | 17,5 | 1,97 |
| Отощенный спекающийся | 89,3 | 14,0 | 1,98 |
| – // – | 90,4 | 15,9 | 2,00 |
| Тощий | 91,8 | 11,7 | 2,01 |
| – // – | – | 11,0 | 2,02 |
| Антрацит | – | 7,6 | 2,04 |
Смачиваемость углей
Смачиваемость углей играет важную роль и явля-ется одним из показателей, определяющих эффективность таких процессов, как отделение минералов от пустых по-род [16], нейтрализация угольной пыли в шахтах путем орошения жидкостью [17]. Эффективность таких техно-логических процессов определяется гидрофобностью или гидрофильностью частиц угля.
Основной характеристикой смачиваемости плоской поверхности твердого тела жидкостью является краевой угол θ, который отсчитывается от касательной к сво-бодной поверхности жидкости, проведенной в точке раз-дела трех фаз (жидкой, газообразной, твердой), в сторону жидкости [18], табл. 1.?
|
|
|
Магнитные свойства углей
По магнитным свойствам угли относятся к диамаг-нитным веществам, для которых интенсивность намагни-чивания пропорцианальна напряженности магнитного поля. Минеральные примеси угля характеризуются пара-магнитными свойствами. При этом повышенная магнит-ная восприимчивость железосодержащих компонентов минеральных примесей, таких как пирит, позволяет применять магнитные методы обогащения тонких классов углей по сере.
Удельная магнитная восприимчивость χ (см3/г) диамагнитных веществ отрицательна, составляет для углей около 10-6 см3/г; для парамагнитных веществ, которые представлены минеральными примесями, она положительна и изменяется в диапазоне 10-6 – 10 -3 см3/г.
Дата добавления: 2019-11-16; просмотров: 1216; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!