ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Применение сорбционных методов для изучения структуры каменных углей из "Образование и структура каменноугольного кокса" Каменные угли не представляют собой бесструктурную компактную массу, а пронизаны многочисленными порами. Пористость углей непрерывно менялась под воздействием ряда факторов. Образуемую норами структуру, называемую нередко тонкой , можно характеризовать и изучать при помощи определения и измерения ряда свойств углей, таких, как проникновение газов и жидкостей в межмицеллярное пространство, размеры внутренней новерхности углей и ее свойства, величина внутреннего объема, заполняемого жидкостями, набухание и растворение углей в растворителях и связанное с этим раздвижение и разъединений мицелл и др. [c.58] Для этой целн наиболее применимы сорбционные методы и растворение углей в органических жидкостях. [c.58] В настоящей главе рассматриваются результаты применения только сорбционных методов. [c.58] Метод изучения структуры каменных углей при помощи сорбционных весов впервые был применен Б. А. Онусайтисом [48, 49]. [c.58] Исследованию был подвергнут генетический ряд углей, пробы которых были отобраны из одного и того же пласта на различных стадиях метаморфизма. [c.58] Полученный экспериментальный материал был сопоставлен с другими свойствами этих же углей с выходом летучих веществ, содержанием углерода, количеством экстрагируемых битумов, плавкостью и способностью спекаться. Это позволило сделать общий вывод о том, что исследованный ряд углей не является случайным, а представляет собой различные стадии их коллоидного состояния в последовательном и закономерном изменении в процессе метаморфизма. Найденные закономерности проявились и на однотипных углях другого бассейна. [c.58] В результате была разработана схема коллоидного состояния углей генетического ряда (описанная в главе II), которая хорошо согласовывалась со свойствами углей, проявляющимися при нх коксовании. [c.58] Для опытов было взято семь образцов углей Донецкого бассейна. Пробы были отобраны из пласта тпч т в Сталино-Макеевском и Центральном районах на стадиях метаморфизма, отвечающих маркам длиннопламенных, газовых, жирных, коксовых, отощенных и тощих углон (сл1. табл. 11). [c.58] От каждого образца отбирали среднюю пробу и измельчали ее до величины зорен, нроходяш,их через сито с отверстиями в 0,28 мм. Исследованию подвергали фракции угля 0,104—0,208 мм. [c.59] Изотермы адсорбции и десорбции углом паров воды определяли методом сорбционных весов Мак-Бена нри разных давлениях паров до насыш,енных нри температуре опыта включительно. [c.59] В процессе адсорбции и капиллярной конденсации сорбенты, имеющие коллоидную природу, способны набухать в ожиженных нарах и благодаря этому изменять свою первоначальную физическую структуру. Для изучения этого явления были выполнены повторные циклы адсорбции и десорбции. Нужно было также исследовать изменение пористости и свойств активной поверхности нри постепенном нагревании углей. Таким образом, методика исследования углей слагалась 1) из определения изотерм адсорбции и десорбции паров воды и проверки на исходных углях воспроизводимости полученных изотерм в трех последовательно идущих циклах адсорбции и десорбции 2) из нагревания тех же навесок угля в течение 40 мин. нри 280° в высоком вакууме и 3) из повторного определения изотерм адсорбции и десорбции паров воды прогретым углем двумя последовательно идущими циклами. [c.59] Для устранения влияния посторонних газов и паров, могущих находиться в адсорбированном состоянии, угли откачивали до возможно более высокого вакуума системы (/ 0,000018 мм рт. ст.). [c.59] Мы пользовались прибором конструкции К. В. Чмутова [97]. Схематический вид применявшейся установки представлен на рис. 26. [c.59] Прибор откачивали через кран 5 ртутным насосом тина Лэнгмюра до высокого вакуума. Откачку производили при 20° перед началом опытов и затем при 280° после проведения первых трех циклов сорбции. [c.60] Сорбционное равновесие в системе устанавливалось при прямом процессе довольно медленно, в течение 30—40 мин. Это следует объяснить набуханием угля, происходившим в результате сорбции паров воды. Однако нужно отметить полное отсутствие дополнительного набухания углей в атмосфере насыщенных водяных паров после завершения сорбционного процесса. Все угли выдерживали в насыщенных парах воды в течение 30—40 час. увеличения веса углей не наблюдалось. [c.60] В процессе десорбции сорбционное равновесие устанавливалось за 10—15 мин. [c.60] Результаты исследования углей но нарам воды представлены в табл. 12. [c.61] Чтобы сравнить разные угли в отношении их сорбционных свойств, на рис. 27 сопоставлены изотермы их адсорбции. [c.61] Вернуться к основной статье