blackmetИзвестия высших учебных заведений. Черная МеталлургияIzvestiya. Ferrous Metallurgy0368-07972410-2091National University of Science and Technology "MISIS"10.17073/0368-0797-2016-8-517-522blackmet-926Research ArticleРЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИRESOURCE SAVING IN FERROUS METALLURGYИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ТЕРМИЧЕСКОГО РАСТВОРЕНИЯ УГЛЯ С ЦЕЛЬЮ ПОЛУЧЕНИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯ ОГНЕУПОРНЫХ МАСС. СООБЩЕНИЕ 1. ПОЛУЧЕНИЕ СВЯЗУЮЩЕГОPROCESS RESEARCH OF COAL THERMAL DISSOLUTION IN ORDER TO OBTAIN THE BINDER FOR REFRACTORY MASSES. REPORT 1. PREPARATION OF THE BINDERБазегскийА. Е.BazegskiiA. E.

главный специалист 

Chief Specialist 

Andrey.Basegskiy@evraz.comШколлерМ. Б.ShkollerM. B.

д. т. н., профессор кафедры горнопромышленной экологии и безопасности жизнедеятельности 

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Chair of Mining Ecology and Life Safety 

АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат» (654042, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., Космическое шоссе 16)РоссияJSC “EVRAZ - Joint West Siberian Metallurgical Plant”, Novo- kuznetsk, RussiaRussian FederationСибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Новокузнецк, Кемеровская обл., ул. Кирова, 42)РоссияSiberian State Industrial University, Novokuznetsk, RussiaRussian Federation201621102016598517522Copyright © Базегский А.Е., Школлер М.Б., 20162016Базегский А.Е., Школлер М.Б.Bazegskii A.E., Shkoller M.B.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://fermet.misis.ru/jour/article/view/926

Представлены результаты исследований опытного углехимического пека, полученного на основе управляемого воздействия растворителя (донора водорода) на термически активированную органическую массу коксующегося угля. Определены основные параметры получения такого пека: температура, время процесса, соотношение компонентов. Подобран наиболее активный катализатор процесса. Опытный продукт по показателям качества – выходу летучих веществ, температуре размягчения, доли веществ, нерастворимых в толуоле и хинолине, структурным характеристикам – соответствует высокотемпературному коксохимическому пеку. Показано, что максимальная степень конверсии и наилучшие потребительские свойства по традиционным показателям качества для пека получены на концентрате угля с наибольшим содержанием витринита и толщины пластического слоя. Углехимический пек пригоден в качестве связующего для производства огнеупорных масс и содержит в десятки раз меньше канцерогенного бенз(а)пирена, так как получен напрямую из угля без воздействия высоких температур, характерных для процесса коксования.

The paper presents the research results of an experimental coal-chemical pitch, obtained on the base of solvent controlled influence (hydrogen donator) on thermally activated organic mass of coking coal. The authors also have defined the main parameters of preparation of such a pitch of temperature, process time and component ratio. The most active process catalyst was selected. The test product according to the quality factors – volatile-matter content, softening temperature, substance portion, which are not soluble in toluene and quinolones, structural characteristics – corresponds to a high-temperature coke-chemical pitch. It is shown that the maximum conversion level and the best application properties according to traditional quality factors for pitch can be obtained on the base of coal concentrate with the largest content of vitrinite and the thickness of a plastic layer. Coal-chemical pitch is suitable as a binder for the production of refractory masses and contains in dozens of times less carcinogenic benzapyrene, as it is obtained directly from coal without the impact of high temperatures, typical for the coking process.

пекдефициторганическая масса углямезофазавитриниттермическое растворениеуглехимический пеккачественные характеристикиканцерогенная опасностьpitchshortagecoal organic massmesophasevitrinitethermal dissolutioncoal-chemical pitchquality characteristicscarcinogenic riskReferencesДошлов О.И., Кондратьев В.В., Угапьев А.А., Ким И.В. Компаундирование как перспективная технология производства альтернативных связующих материалов для производства анодной массы // Кокс и химия. 2015. No 1. С. 34 – 41.Doshlov O.I., Kondrat’ev V.V., Ugap’ev A.A., Kim I.V. Producing anode binders by compounding. Coke and Chemistry. 2015, vol. 58, no. 1, pp. 32–38.Пат. 2181746 РФ. Способ получения пекообразного продукта из угля / Базегский А.Е., Салтанов А.В., Зоткина Н.А., Школлер М.Б., Иванов В.П., опубл. 27.04.2002.Bazegskii A.E., Saltanov A.V., Zotkina N.A., Shkoller M.B., Ivanov V.P. Sposob polucheniya pekoobraznogo produkta iz uglya [Ways of receiving pitch-like products from coal]. Patent RF no. 2181746, publ.: 27.04.2002. (In Russ.).Русьянова Н.Д. Углехимия. – М.: Наука, 2000. – 316 с.Rus’yanova N.D. Uglekhimiya [Coal chemistry]. Moscow: Nauka, 2000, 316 p. (In Russ.).Забавин В.И. Каменные и бурые угли. – М.: Наука, 1964. – 195 с.Zabavin V.I. Kamennye i burye ugli [Black and brown coals]. Moscow: Nauka, 1964, 195 p. (In Russ.).Малолетнев А.С., Шпирт М.Я. Современное состояние технологий получения жидкого топлива из углей // Российский химический журнал. 2008. Т. LII. No 6. C. 44 – 53.Maloletnev A.S., Shpirt M.Ya. Chemicals from coal. Rossiiskii khimicheskii zhurnal. 2008, vol. LII, no. 6, pp. 44–53. (In Russ.).Горлов Е.Г. Термическое растворение твердых горючих ископаемых // Химия твердого топлива. 2007. No 5. С. 41 – 50.Gorlov E.G. Thermal dissolution of solid fossil fuels. Solid Fuel Chemistry. 2007, vol. 41, no. 5, pp. 290–298.Базегский А.Е., Школлер М.Б., Сараев В.Г. Угли Улуг-Хема – ценное химическое сырье // Кокс и химия. 2013. No 9. С. 7 – 9.Bazegskii A.E., Shkoller M.B., Saraev V.G. Ulugh-Khem coals – valuable chemical raw materials. Koks i khimiya. 2013, no. 9, pp. 7–9. (In Russ.).Химические вещества из угля / Пер. с нем; под ред. И.В. Калечица. – М.: Химия, 1980. – 616 с.Chemierohstoff e aus Kohle. Falbe J. Hrsg. Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1977, 446 S. (Russ. ed.: Khimicheskie veshchestva iz uglya. Falbe J. ed. Moscow: Khimiya, 1980, 616 p.).Menendez R., Sutil J., Alvarez P., Blanco C., Santamaria R., Granda V. Preparation of mesophase from anthracene oil. – In book. Proc. 2007 Conf. of Coal Science and Technol. – Nottingham (U.K.): Nottingham Fuel and Res. Centre (NFRC). 2007. NFRC CD-ROM, pap. 2P19. – 8 p.Menendez R., Sutil J., Alvarez P., Blanco C., Santamaria R., Granda V. Preparation of mesophase from anthracene oil. In: Proc. 2007 Conf. of Coal Science and Technol. Nottingham (U.K.). Nottingham Fuel and Res. Centre (NFRC). 2007.Alvarez P., Granda M., Menendez R., Fernandez J.J., Vina J. Preparation of Low Toxicity Pitches by Thermal Oxidative Condensation of Anthracene Oil // Environ. Sci. Technol. 2009. Vol. 43. P. 8126 – 8132.Alvarez P., Granda M., Menendez R., Fernandez J.J., Vina J. Preparation of Low Toxicity Pitches by Thermal Oxidative Condensation of Anthracene Oil. Environ. Sci. Technol. 2009, vol. 43, pp. 8126–8132.Alvarez P., Sutil J., Santamara R., Blanco C., Menendez R., Granda M. Mesophase from anthracene oil-based pitches // Energy and Fuels. 2008. Vol. 22. No. 6. P. 4146 – 4150.Alvarez P., Sutil J., Santamara R., Blanco C., Menendez R., Granda M. Mesophase from anthracene oil-based pitches. Energy and Fuels. 2008, vol. 22, no. 6, pp. 4146–4150.Чешко Ф.Ф., Питюлин И.Н., Пырин А.И., Шустиков В.И. Альтернативное сырье для производства пекового и игольчатого кокса на каменноугольной основе // Кокс и химия. 1995. No 7. С. 19 – 24.Cheshko F.F., Pityulin I.N., Pyrin A.I. Alternative raw material for the production of pitch needle coke on coal base. Koks i khimiya. 1995, no. 7, pp. 19–24. (In Russ.).Москалев И.В., Кисельков Д.М., Лыкова К.А., Стрельников В.Н., Вальцифер В.А. Получение изотропного кокса термообработкой антраценовой фракции под давлением // Кокс и химия. 2014. No 3. С. 14 – 20.Moskalev I.V., Kisel’kov D.M., Lykova K.A., Strel’nikov V.N., Val’tsifer V.A. Production of isotropic coke by thermocracking of the anthracene fraction of coal tar. Coke and Chemistry. 2014, vol. 57, no. 3, pp. 98–105.Москалев И.В., Тиунова Т.Г., Кисельков Д.М., Петровых А.П., Вальцифер В.А., Стрельников В.Н. Синтетические пеки на основе антраценовой фракции // Кокс и химия. 2014. No 11. С. 19 – 28.Moskalev I.V., Tiunova T.G., Kisel’kov D.M., Petrovykh A.P., Val’tsifer V.A., Strel’nikov V.N. Synthetic pitches based on the anthracene fraction of coal tar. Coke and Chemistry. 2014, vol. 57, no. 11, pp. 429–439.Казаков Е.И., Молчанова И.В. О канцерогенности жидких продуктов пиролиза углей // Химия твердого топлива. 1981. No 2. С. 66 – 69.Kazakov E.I., Molchanova I.V. Carcinogenicity of the liquid products from the pyrolysis of brown coals. Solid Fuel Chemistry. 1981, vol. 15, no. 2, pp. 53–56.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.