Исследование пористой структуры термообработанных торфорудных материалов

ИЗВЕСТИЯ

ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ •РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА

Том 300

1977

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОРИСТОЙ СТРУКТУРЫ ТЕРМООБРАБОТАННЫХ ТОРФОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ

Н. Г. АНТОНОВ, Г. Л. МАРКЕЛОВА 1

Изменение пористой структуры топлив при взаимодействии с окислителями в различных процессах оказывает существенное влияние как на кинетику этих процессов, так и на свойства твердого остатка. При этом влияние пор на свойства последнего не одинаково.

В настоящей работе проведено изучение пористой структуры торфяных и торфорудных формовок, полученных из верхового торфа (степень разложения 20—25%, влажность — 88,18%., Ас = 4,-85%) и торфа с добавками окиси железа в количестве 24,84% на сухое вещество. Термообработка образцов проводилась в лабораторной шахтной печи со скоростью нагрева 5°/мин и часовой выдержкой в конце интервала коксования. После охлаждения образцы дробились, и фракция 0,2— 0,6 мм в количестве 0,2—0,5 грамма исследовалась методом вдавливания ртути по методике Плаченова на ртутной порометрической установке. Интервал изучаемых пор с эффективным радиусом от 60 до

360000 А.

Из рис. 1 и 2 видно, что образцы торфяных и торфорудных материалов имеют поры всех размеров. Введение в торфяную массу окислов железа способствует увеличению количества пор в исследуемом интервале по сравнению с торфом без добавок. Внедрение мелких

о

минеральных частиц в поры крупнее 360000 А частично их заполняет, происходит «дробление» крупных пор на более мелкие, в результате

о

чего пористость в интервале пор радиусом 360000-60 А возрастает, возрастает и количество максимумов пористости. Так, если в исходном образце без Ре203 имеется три максимума пористости, соответствующих порам с эффективными радиусами 1 — более 50000 Ач 2 — 50000 —

13000 А № = 4,7—4,1), 3 — 13000—16000 А — 4,1—3,2), то

в торфорудном материале их 6.

Структурообразовательные процессы, протекающие при нагревании торфяного и торфорудного материала (ТПМ), имеют существенные различия. В ТПМ при увеличении температуры обработки все максимумы пористости смещаются в области более крупных пор. Поры разрабатываются. В образцах без Ре203 первый максимум смещается в область более крупных пор, второй — в область мелких пор и сливается с третьим.

Таким образом, введение мелкодисперсных окислов железа в тор-фомассу способствует изменению характера распределения пор1 по

размерам. Общая пористость материала уменьшается за счет внедрения частиц окислов железа в крупные поры. Следствием этого является возрастание количества пор меньшего радиуса.^Увеличение ТеМПераТу-

АУ

ол аз

ОЛ

0.1

V Г \

V \ 4

\\ /Г // / о и • ч V '— \ V \

1 . \ ^^ »У у ьО 1

$Л АО « А* Ю 16 и

цг.Г

Рис. I. Распределение объема пор по радиусам для твердых остатков торфа. 1—исходный торф; 2— 400° С; 3 — 800° С;

4 _ 1200° С

Ж.

ОЛ ОЛ

ол

0,1

ь ^ л л

А \4' л//>< \ 1

/У Мгг" 1 1 А \ 1

ч 1 уч } V ^

А*

Рис. 2. Распределение объема пор по радиусам для твердых остатков ТПМ. 1 — исходный ТПМ, 2 — 400° С, 3 — 800° С, 4 — 1200° С

ры нагрева торфорудного материала способствует выгоранию пор за счет кислорода окислов.