Аннотация: В статье приведена сравнительная оценка твердых углеродсодержащих восстановителей, применяемых в электротермическом процессе получения технического кремния. Рассмотрены свойства, структура традиционных и нетрадиционных углеродистых восстановителей. Нетрадиционные углеродистые восстановители были получены скоростным термоокислительным пиролизом из неспекающихся длиннопламенных углей месторождения Центрального Казахстана (Шубарколь и Куу-Чек). Приведены параметры микроструктуры (размер пор, толщина межпоровых стенок) рассматриваемых восстановителей. По мере повышения скорости нагрева происходит уменьшение размера пор. При этом образуется развитая поровая структура спецкокса, повышается его высокая реакционная способность, что является наиболее важным параметром при электротермическом восстановлении технического кремния.

Аннотация: В статье рассмотрена проблема экологической безопасности переработки каменного угля и пути усовершенствования технологий его сжигания для снижения негативного воздействия на окружающую среду. Основное внимание уделено модификации технологии сверхкритического пиролиза, которая позволяет значительно сократить выбросы вредных веществ. Проанализирована возможность использования аугментации для совершенствования ИИ модели процесса сверхкритического пиролиза, основанная на методе Монте-Карло, который обеспечивает моделирование и генерацию близких синтетических данных. Рассмотрены подходы к применению нейросетей для управления и оптимизации данного процесса, акцентируя внимание на специфике использования этих инструментов в условиях ограниченного объема доступных данных. Приведены результаты использования методов аугментации данных для расширения исходных наборов данных и повышения их качества. Подчеркивается, что использование нейросетей для моделирования и оптимизации процессов требует правильного подхода и тщательной настройки моделей в зависимости от специфики задач и характеристик данных. В заключение делается вывод о том, что, несмотря на существующие ограничения, нейросети могут быть эффективным инструментом для оптимизации технологических процессов в различных отраслях промышленности. Описанные методы и подходы открывают новые пути для улучшения экологической и экономической эффективности технологий переработки угля и могут быть применены в других направлениях индустрии.

Аннотация: Цель работы - детализация процессов очистки шахтных вод угледобывающих предприятий, которые имеют глобальную значимость для земной цивилизации. Процесс нейтрализации растворимых и нерастворимых компонентов загрязнителей в структуре стоков исследуют общепринятыми методами, которые основаны на гипотезе о разрушении образующихся за счет электрических связей поляризованных молекул воды, влияющих на осаждение загрязняющих веществ. Рассмотрены методы очистки шахтных стоков. Обобщены расчеты скорости осаждения в зависимости от взаимодействия параметров очистки с графической интерпретацией. Приведены результаты расчетов скорости осаждения угольных и породных частиц потока дифференцированно в зависимости от параметров переменных факторов. Установлены количественные закономерности взаимосвязи участвующих в очистке стоков угольных шахт контрагентов. Показано, что для эффективности очистки шахтных стоков и других загрязненных вод в отстойниках необходима корректировка скорости осаждения частиц, их размеров и плотности, статической вязкости, длины участка осаждения и времени его прохождения, температуры подаваемой на очистку и перерабатываемой воды. Результаты исследования могут быть использованы для оптимизации процессов очистки стоков горных предприятий угольной и других добывающих отраслей.

Аннотация: В статье проведено сравнение основных термодинамических показателей продуктов сгорания коксового газа предприятия АО «Уральская Сталь» с соответствующими показателями атмосферного воздуха. Показано, что продукты сгорания рассматриваемого коксового газа и его смеси с природным газом при большинстве термодинамических расчетов могут рассматриваться как воздух, что позволяет сравнивать особенности работы ГТУ на различных видах топлива. Представлены зависимости и графики температуры горения смеси коксового и природного газов при различных объемных долях компонентов от показателя избытка воздуха при горении. Рассмотрены интервалы значений энтальпии продуктов сгорания смеси коксового и природного газов при избытке воздуха и проведено сравнение энтальпий для двух вариантов газовой смеси. Показано, что сжигание газовой смеси на основе коксового газа рассматриваемого состава в камере сгорания ГТУ теоретически может обеспечить стабильную работу турбины на уровне задаваемой мощности.

Аннотация: Применение водородсодержащих дутьевых добавок является одним из основных направлений совершенствования технологии доменной плавки последних десятилетий. Университеты и металлургические компании проводят экспериментальные исследования поведения металлургического кокса в условиях доменного процесса с повышенным количеством водорода. Несмотря на то, что исследования в области изучения процесса высокотемпературного взаимодействия кокса с реакционным газом, содержащим H2O, проведенные в различных исследовательских центрах, отличались по дизайну эксперимента, на их основе можно сделать ряд выводов. Присутствие влаги в реакционном газе существенно интенсифицирует процесс газификации кокса, особенно его поверхностных слоев. Влияние присутствия H2O на процесс газификации становится заметным при температурах выше 1000 °С (1273 К). Исследования, в которых пористость кокса после взаимодействия с реакционным газом оценивалась отдельно для внутренних и внешних областей, показали, что влияние H2O на пористость внутренних областей существенно ниже, чем на пористость внешних. Установлено, что чем больше влаги содержит реакционный газ, тем выше степень графитизации вещества кокса в конечном образце. По-видимому, H2O более активно реагирует с неупорядоченными углеродистыми структурами по сравнению с CO2. В одном из исследований было установлено, что исходный кокс содержит матрицу двух видов - с более низким и более высоким модулем упругости. При взаимодействии с H2O расходуются преимущественно матрицы кокса с более высоким модулем упругости.

Аннотация: Активные угли характеризуются высокой степенью эффективности и уникальной способностью возможности глубокого извлечения контаминантов органического и минерального происхождения в широком интервале концентраций из водных растворов. В работе исследован сорбент на основе кокосовых косточек - Кокосовый активный уголь - исходный образец и после сорбции ионов железа, марганца из монорастворов в статических, кинетических и динамических условиях с использованием методов инфракрасной спектроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, термического анализа, азотной порометрии. Установлено, что адсорбция ионов железа и марганца из монорастворов носит физический характер и не привит к прочной связи с Кокосовым активным углем. Результаты ИК-спектроскопии по изменению относительного содержания кислородных групп на поверхности сорбентов после адсорбции железа и марганца из монорастворов коррелируют с результатами рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (относительными атомными концентрациями элементов в приповерхностном слое образцов) и термогравиметрии (показателями термического разложения, потерей массы образца в различных температурных интервалах). Интенсивность термоокисления Кокосового активного угля после сорбции ионов марганца и железа возрастает, что, вероятно, связано с каталитическим эффектом, оказываемым сорбированными ионами, «внедренными» в виде металлоорганических комплексов в структуру сорбента. Анализ изображений поверхности образцов, полученных сканирующей электронной микроскопией, и данных порометрии показал, что адсорбция ионов железа и марганца осуществляется в микро- и мезопорах, кроме того ионы марганца при адсорбции из монорастворов вероятно оказывают каталитическое влияние на процесс окисления ароматического каркаса сорбента с эффектом травления поверхности. Исследование процесса извлечения железа и марганца в кинетических условиях установило лимитирующую стадию - внешний массоперенос в течение 100 мин для железа и 30 мин для марганца. Суммарная степень извлечения в динамических условиях из монорастворов железа составила 70,3 %, марганца - 62,7 %.