Исследование характеристик некоторых высокосортных углей Монголии и получение активированного угля на их основе

Известно, что в Монголии сосредоточены большие запасы угля (173 млрд т), в том числе страна богата высокосортным битуминозным углем, суббитуминозным углем и бурым углем. На основе данных видов углей можно организовать производство активированного угля по сравнительно простой технологии. Потребление активированного угля постоянно увеличивается, поскольку он используется в таких важных областях, как очистка сточных вод и питьевой воды, контроль загрязнения атмосферы, разделение газовых смесей, рекуперация растворителей и т.д. К сожалению, на данный момент активированный уголь в Монголии не производится, поэтому Монголия импортирует 700–800 т активированного угля в год по цене 700–900 долл. США за тонну. Для проведения исследования нами были выбраны несколько образцов высокосортного угля из Монголии, включая угли Таван Толгой IV, Нарийн Сухаит (оба являются битуминозными коксующимися углями из южной части Монголии), а также угли месторождения Сайхан-Овоо (высокосортный каменный уголь из северной части Монголии). Данные угли были обогащены раствором хлористого цинка и подвергнуты полукоксованию (карбонизации) с целью получения основного сырья для производства активированного угля. Активированный уголь был получен на основе этих карбонизированных углей путем их активации предварительно нагретым водяным паром в течение 120 мин. В результате работы были определены основные технические характеристики исходных образцов угля и полученных образцов активированного угля, а также их микропористые свойства, такие как йодное число, адсорбционная способность по метиленовому синему и удельная площадь поверхности. Предложена технологическая схема получения активированного угля из рассмотренных видов угля.

1. Purevsuren B., Davaajav Ya., Erdenechimeg R. Investigation of some big coal deposits in Mongolia: monograph. Тооnот print, 2010. 13 p.

2. Avid B., Purevsuren B., Temuujin J. Chapter 7. Bituminous coals of Mongolia: occurrence and characteristics // Advances in energy research. Vol. 22. / ed. M.J. Acosta. New York: Nova Science Publishers, 2015. P. 159–178.

3. Purevsuren B., Davaajav Y., Kuznetsov P.N., Kolesnikova S.M. Composition and technological properties of coals from Mongolian deposits // Solid Fuel Chemistry. 2012. Vol. 46, no. 3. P. 149–152. DOI: 10.3103/S0361521912030123.

4. Purevsuren B., Davaajav Ya., Avid B., Dugarjav J., Batbileg S., Serikjan Kh., et al. Investigations on carbonization and activation of coals from Mongolia // Energy technologies: conference book. Seoul: Yonsei University, 2009. P. 180–185.

5. Fetisova O.Y., Kuznetsov P.N., Purevsuren B., Avid B. A kinetic study of the stepwise thermal decomposition of various coals from Mongolia // Solid Fuel Chemistry. 2021. Vol. 55, no. 1. P. 1–7. DOI: 10.3103/S0361521921010031.

6. Kuznetsov P., Avid B., Kuznetsova L., Purevsuren B., Fan X., Ismagilov Z., et al. Thermal solvolysis of coals under mild conditions as an alternative way to produce aromatics for carbon materials // Proceedings of the 5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resource (ICCIUNR-2021). Atlantis Press, 2021. P. 98–107. DOI: 10.2991/ahcps.k.211004.015.

7. Purevsuren B., Batkhishig D., Batbileg S., Battsetseg M., Ankhtuya A., Jargalmaa S., et al. Investigation on characterization and pyrolysis of some coals from Mongolia // Proceedings of the 5th International Conference on Chemical Investigation and Utilization of Natural Resource (ICCIUNR2021). Atlantis Press, 2021. P. 118–127. DOI: 10.2991/ahcps.k.211004.017.

8. Kuznetsov P.N., Fetisova O.V., Kuznetsova L.I., Fan X., Avid B., Purevsuren B. Key peculiarities of the pyrolysis behavior of different rank coals, and characterization of the pyrolysis products // Eurasian Chemico-Technological Journal. 2022. Vol. 4, no. 2. P. 137–147. DOI: 10.18321/ectj1326.

9. Кuznetsov P.N., Fetisova О.Yu., Kuznetsova L.I., Avid B., Purevsuren B. Insight into the key kinetic steps in the pyrolysis of coking and non-coking coals, characterization of the pyrolysis products // International Journal of Coal Science & Technology. 2023. Vol. 10, no. 1. P. 16. DOI: 10.1007/s40789-023-00574-9.

10. Jargalmaa S., Gerelmaa T., Baterdene E., Tsatsral G., Avid B., Purevsuren B., et al. Washability of coal seams IV and VIII of the Tavantolgoi deposit // Natural Resources Research. 2015. Vol. 24, no. 2. P. 189–195. DOI: 10.1007/s11053-014-9245-9.

11. Jargalmaa S., Avid B., Purevsuren B., Shiirav G., Ilchgerel D., Namkhainorov J., et al. Kinetic study of thermal decomposition of Shivee-Ovoo and Tavan tolgoi coals // Proceedings of International Conference on Applied Science and Engineering 2023 (ICASE 2023). Atlantis Press, 2023. P. 98–105. DOI: 10.2991/978-94-6463-330-6_13.

12. Ariunaa A., Purevsuren B., Narangerel J., Bazarov B.G., Erdenechimeg R., Bazarova J.G., Activated carbon of Nariin sukhait high rank bituminous coal // Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. 2017. N 1. С. 3–9. DOI: 10.18101/2306-2363-2017-1-3-9. EDN: ZRIVEJ.

13. Purevsuren B., Davaajav Y., Serikjan Kh., Batbileg S., Kuznetsov P.N. Composition and properties of coals from the Saikhan-Ovoo deposit in Mongolia // Solid Fuel Chemistry. 2010. Vol. 44, no. 4. P. 238–242. DOI: 10.3103/S0361521910040051.

14. Пурэвсурэн Б., Даваажав Я., Серикжан Х., Батбилэг С., Кузнецов П. Исследование свойств угля месторождения Сайхан-Овоо Монголии // Нефти, природные битумы, горючие сланцы, бурые угли Монголии и способы их переработки: сборник материалов по результатам исследований, выполненных в рамках интеграционных проектов СО РАН и МАН. Улан-Батор: Тоонот принт, 2010. С. 82–88.

15. Ariunaa A.,Narangerel J., Purevsuren B., Erdenechimeg R. Activated carbons from Mongolian coals by thermal treatment // Mongolian Journal of Chemistry. 2011. Vol. 12. P. 60–64. DOI: 10.5564/mjc.v12i0.174.

16. Batkhishig D., Purevsuren B., Lin Ch.-J., Sanjaa B., Ariunaa A. Preparation and characterization of activated carbons from different kind of coals // Proceedings of the Mongolian Academy of Sciences. 2020. Vol. 60, no. 3. P. 25–31. DOI: 10.5564/pmas.v60i3.1422.

17. Purevsuren B., Liou Y.-H., Davaajav Y., Ariunaa A., Batbileg S., Avid B., et al. Investigation of adsorption of methylene blue from aqueous phase onto coal-based activated carbons // Journal of the Chinese Institute of Engineers. 2017. Vol. 40, no. 4. P. 355–360. DOI: 10.1080/02533839.2017.1308273.

18. Purevsuren B., Lin Ch.-J., Davaajav Y., Ariunaa A., Batbileg S., Avid B., et al. Adsorption isotherms and kinetics of activated carbons produced from coals of different ranks // Water Science & Technology. 2015. Vol. 71, no. 8. P. 1189–1195. DOI: 10.2166/wst.2015.094.

19. Purevsuren B., Namkhainorov J., Batbileg S., Jargalmaa S. Investigation on characterization of different types of coals and preparation of coal-derived activated carbon // Proceedings of the Mongolian Academy of Sciences. 2024. Vol. 64, no. 4. P. 13–27. DOI: 10.5564/pmas.v64i04.3979.