Химия твердого топлива, 2022, № 1, стр. 3-18

Перспективным источником сырья для развития топливно-энергетических и химических отраслей промышленности Российской Федерации и большинства стран мира являются каустобиолиты (угли, сланцы, торфы, нефти и др.). В составе твердых горючих ископаемых содержится большое количество микроэлементов, массы которых в большинстве случаев превосходят или соизмеримы с их количествами, целенаправленно добываемыми из рудного сырья. При переработке твердых горючих ископаемых можно получить обогащенное микроэлементами сырье [1].

В данном обзоре горючие сланцы, угли и продукты их переработки рассматриваются как источники ценных микроэлементов, таких как La, Be, As, Sr и особенно Ge.

Германий как полупроводник играет важную роль в современной полупроводниковой электронике, используется при производстве диодов и транзисторов, производстве линз для ИК-оптики, дозиметров ядерного излучения, анализаторов рентгеновской спектроскопии и др. Он нашел применение и в химической промышленности – его соединения используются в каталитических системах при производстве высокомолекулярных соединений, а также для ускорения реакций с участием водорода (разложение гидридов, изотопный обмен водорода и дейтерия, гидрирование углей) и некоторых процессов окисления [2, 3]. Еще одной из основных отраслей его применения является оптика – волоконная и тепловизорная, инфракрасная. В настоящее время актуально использование германия в космической, оборонной промышленности и в металлургии. Сплавы германия, например Nb₃Ge, Mo₃Ge, V₃Ge, обладают свойствами сверхпроводников, а соединения с другими химическими элементами имеют высокую стойкость к кислым агрессивным средам [4]. Германийорганические соединения также применяются при производстве медицинских препаратов [5].

Основная масса германия содержится в земной коре в сульфидных рудах, горных породах, в составе более 700 минералов [6].

К потенциальному и реальному первичному промышленному германиевому сырью следует отнести некоторые месторождения углей, сульфидных и железных руд. В настоящее время в промышленном масштабе товарные соединения германия производятся из побочных продуктов переработки углей и сульфидных руд [2].

Физико-химические свойства, состав твердых горючих ископаемых и особенности залегания в пластах имеют значение с точки зрения их дальнейшей переработки и извлечения ценных составляющих.

Горючие и черные сланцы занимают особое место среди органогенных пород по своему генезису и составу и по своей роли в качестве энергетического и химического промышленного сырья. Они отличаются от гумусовых каустобиолитов более высоким содержанием водорода в их органическом веществе, а следовательно, более высоким выходом жидких органических продуктов при их термическом разложении.

Горючие сланцы обладают слоистой текстурой, имеют зольность от 30 до 80% и содержание органического вещества от 15 до 50%, поэтому их часто называют высокозольными сапропелитами. По внешнему виду – это твердые материалы от соломенного до коричневого цвета.

В горючих сланцах присутствуют значительные количества водорода, атомное отношение Н/С изменяется от 1.25 до 1.74 [7]. При термолизе горючего сланца образуется газ, содержащий H₂, CO, CO₂, H₂S, CH₄, в дополнение к небольшим количествам углеводородов и смолы, которая представляет собой смесь различных жидких органических продуктов.

Образование повышенного количества смолы во время полукоксования (20–70% в расчете на органическую часть) является основной характеристикой горючих сланцев, которая отличает их от углей.

Отличительной особенностью горючих сланцев от других видов твердого ископаемого топлива является их высокая действительная плотность (>2000 кг/м³), что объясняется высоким содержанием минеральных примесей [8]. Проницаемость сланца, как правило, составляет <1 мД, но не менее 0.01–0.001 мД.

Черный сланец – это тонкоплитчатые тонкозернистые осадочные горные породы, органическое вещество сапропелевого типа, более высокой стадии преобразования по сравнению с горючими сланцами. Содержание органического вещества в черных сланцах меньше, чем в горючих и составляет от 8 до 20%. Черный сланец относят к глинистой породе, однако содержание глинистой фракции не превышает 30 об. %. Стоит отметить, что именно черные сланцы являются доманикитами, которые считаются нефтематеринской формацией [9]. Особенностью черного сланца является особенно низкая скорость оседания и окаменения органических веществ из-за соединений органомонтмориллонита в относительно глубоких морях или во внутренних водоемах [10]. Кроме того, они содержат большое количество микроэлементов, что связано с длительным контактом осадков с морскими водами.

Бурый уголь – переходная форма от торфов к каменным углям, представляет собой аморфную массу бурого, реже черного цвета. Средний показатель отражения витринита у данного вида угля менее 0.5%, высшая теплота сгорания на влажное беззольное состояние менее 24 МДж/кг [11].

В зависимости от группового состава бурые угли на ранних стадиях углефикации содержат значительное количество гуминовых кислот различного состава. В их групповом составе выделяют также три группы компонентов: битуминоиды, гуминовые кислоты и остаточный уголь.

Бурые угли содержат (%): 4.5–6.0 H; 59.0–75.0 C; 20.0–30.0 O; выход летучих веществ составляет 45.0–67.0%.

Каменные угли отличаются от бурых углей более высокой твердостью и действительной плотностью (1250–1450 кг/м³), черным цветом, низкой влажностью, более высоким содержанием углерода. Средний показатель отражения витринита у каменного угля от 0.40 до 2.59% включительно, он обладает более высокой теплотворной способностью по сравнению с бурым углем (более 24 МДж/кг) и характеризуется выходом летучих веществ на сухое беззольное состояние – 8% и более.

В части группового состава основным отличием каменного угля от бурого является отсутствие в его составе гуминовых кислот. Выделяются битуминоиды и основная часть угля. Содержание битуминоидов сокращается от 5% до долей процентов по мере повышения степени углефикации углей.

Элементный состав угля также изменяется с увеличением степени углефикации. Содержание С в органической массе увеличивается с 76.0 до 95.0%; содержание O уменьшается с 17.0 до 1.3%, содержание H – с 6.0 до 3.5%, а выход летучих веществ – с 50 до 8%.

Антрациты относятся к высшей стадии углефикации гумитов. Полуантрациты можно отнести к переходной форме между тощими углями и антрацитами. Антрациты – самые твердые и яркие гуммиты с действительной плотностью 1400–1700 кг/м³. В основном антрациты серовато-черного цвета, с металлическим блеском желтоватого оттенка. По характеру строения они бывают крупно-, средне- и мелкозернистые. Антрациты проявляют отличительные свойства, по сравнению с каменными углями, например, повышенную электропроводность. Средний показатель отражения витринита у антрацитов от 2.2% и более, а выход летучих веществ на сухое беззольное состояние – менее 8%.

Элементный состав для полуантрацитов и антрацитов: содержание в органической массе C составляет от 92.0 до 97.5%, содержание O от 1.8 до 0.2%, содержание H от 3.5 до 0.8%, выход летучих веществ – от 8.0 до 1.0% [8]. Основная масса антрацитов используется в энергетических целях. Средние и крупные классы их служат в качестве бездымного топлива. Часть антрацитов направляется на производство термоантрацита, который, в свою очередь, используется в качестве основного углеродного наполнителя при изготовлении катодных блоков для электролизеров в алюминиевой промышленности. Антрациты применяются также для производства карбида кремния. Прокаленный антрацит (гидроантрацит) применяется как фильтрующий материал в промышленных масштабах для очистки воды.

Содержание микроэлементов в твердых горючих ископаемых – углях и горючих сланцах, обычно не превышает 0.1% (1000 ppm).

Микроэлементы подразделяют на потенциально ценные – Ge, Ga, U, Re, Se, Co, Ni, V, Re, Hg, Mo, W, Zn, Pb, Cr, Bi, Zr, Nb, Ta, благородные металлы, и редкоземельные элементы, потенциально токсичные – As, Be, Cl, Co, Cr, F, Hg, Mn, Ni, V, Pb, Sr, Sb, Se, Tl, V, Zn, и естественные радионуклиды – Th, U, ⁴⁰К, Rn, ²²⁰Ra. Многие потенциально ценные элементы токсичны, поэтому перед их использованием устраняют их потенциально опасное воздействие на окружающую среду [12]. Наиболее мигрирующими и летучими являются Hg, Cd, As.

Рассмотрим содержание ценных элементов на примере La, Ge, Be, As, Sr. Так как данные приведены по усредненным значениям, отмечается следующая тенденция – средние содержания ряда МЭ в твердых каустобиолитах занижены, в том числе: в углях – Ва, La, Zr, Sn, V, Сг, Mn, Ni; в горючих сланцах – Li, Ti, Th, Sn; в черных сланцах – Li, Rb, Sr, Ва, La, Pr, B, Ti, Zr, Th, Sn, Mn, Ni [13].

Можно считать, что сравнение средних содержаний микроэлементов (МЭ) в сланцах, углях и их золах позволяет оценить перспективность технологий их комплексного использования с получением товарных продуктов из соединений тех или иных МЭ и изложить факторы генезиса данных каустобиолитов [13].

Оценки средних содержаний большинства МЭ в углях стран СНГ и всего мира близки. Однако следует отметить, что для Li и La соответствующие величины несколько занижены для углей стран СНГ, по сравнению с углями других стран, так как определение концентраций La в пробах углей стран СНГ выполнено в основном по методике спектрального анализа, дающей заниженные величины содержаний редкоземельных элементов. Более точны соответствующие величины, полученные для углей всех стран мира.

Лишь для некоторых МЭ среднее содержание в углях Российской Федерации и прочих стран СНГ превосходит их кларки в земной коре (As, Mo, Ag, вероятно, Sc, Cl, Br, Hg, Re, Se, Bi) или близки к кларкам (Be, Аu). Но содержание МЭ в расчете на золу выше соответствующих кларков для подавляющего числа МЭ.

В целом, судя по всему, угли по средним содержаниям не обогащены МЭ, так как их средние коэффициенты концентрирования, т.е. отношение их средних концентраций в угле или золе углей к средним концентрациям в земной коре, равны соответственно 0.26 (0.23) или не выше 1.2–1.3 (табл. 1).

Из табл. 1 видно, что As обычно присутствует в углях при содержании, значительно превышающем кларк. Наиболее высокие содержания As в углях (>1000 г/т) стран СНГ найдены на локальных участках Южно-Ферганского (Узбекистан, Киргизия), Донецкого (Украина) и Кузнецкого (Россия) бассейнов [13].

Обнаружены участки углей на многих месторождениях бурых углей различных стран (Россия, Узбекистан, Китай, Чехия и др.), содержание Ge в которых во много раз больше, иногда примерно на два порядка, чем его кларк в угле. Например, в России содержание (среднее, г/т) германия по отдельным участкам: на Тарбагатайском от 40 до 70; Приморье (угли и углистые аргиллиты): на Шкотовском свыше 1000; Павловском – около 300; угли на Раковском – около 100; Лучегорском – от 100 до 200 [14].

Также из табл. 1 можно увидеть, что на некоторых месторождениях встречается значительное содержание стронция по сравнению с остальными элементами. Более усредненные значения содержания элементов La, Ge, Be, As, Sr в угле приведены в табл. 2.

Содержания и коэффициенты обогащения элементов La, Ge, Be, As, Sr приведены в табл. 3.

Из данных таблицы можно сделать вывод, что наиболее перспективно из золы угля выделять германий, так как он в достаточном количестве содержится в золе-уносе и хорошо поддается обогащению. Также в больших количествах содержится стронций, однако золу практически невозможно обогатить данным элементом, что делает извлечение стронция малоперспективным.

В горючих сланцах многих месторождений обнаружено присутствие различных микроэлементов, но значительная часть из них не образует промышленных концентраций. Такими элементами являются Sr, Ga, Y, Zr и др. В то же время такие микроэлементы, как U, Mo, V, Re, в ряде случаев имеют повышенные концентрации в горючих сланцах и их извлечение может представить промышленный интерес. В горючих сланцах присутствуют также Be, B, Bi, W, Ge, Ni, Ti, Cr, Ba, Br, In, I, Cd, Co, Li, Cu, As, Nb, Pb, Se, Ag, Sc, Sb, Te, Cl, Ce, Zn. В табл. 4 рассмотрено фоновое содержание микроэлементов в горючих сланцах на примере La, Ge, Be, As, Sr.

Уран обнаружен на сланцевых месторождениях США (Мичиган, Оклахома, формация Фосфория), Швеции (Ранстад) и Австрии (Зеефельд). В Швеции урансодержащий сланец из Биллинченского нагорья используется в качестве сырья для производства урана. Запасы U₃O₈ в урансодержащих сланцах месторождений Ранстад около 1 млн т. Отмечено что, сланцевый слой толщиной 3.6 м содержит более 300 г/т урана [16].

Ванадий является одним из распространенных элементов горючего сланца, его содержание составляет около 1%, реже достигает 4%. Основная масса ванадия накапливалась при гибели организмов бентоса.

Значительные количества молибдена можно встретить в сланцевой золе. Он обнаружен в золе сланцев Воронье-Волосковского, Кашпирского, Савельевского и других месторождений Поволжья, а также в золе менилитовых сланцев. Его содержание особенно высоко в сланцевой золе Байсунского и Сузакского месторождений. Молибден встречается в горючих сланцах Японии, Швеции, Швейцарии, Австрии. Многие исследователи связывают накопление молибдена с серосодержащими продуктами с воздействием сероводорода в морских и озерных бассейнах.

Германий обнаружен во многих сланцах от 0.1% (1000 ppm). Германий был обнаружен в девонском каменноугольном сланце в США штатах Огайо и Теннесси с содержанием 0.5% на золу.

Бериллий обнаружен в сланцах Брезниковского месторождения Болгарии (7.0–9.8 г/т), рений – в сланцах Средней Азии (0.2–21.4 г/т). Установлено повышенное содержание Re в горючих сланцах-кукерситах на северо-западе Русской плиты, в углеродистых сланцах Калининградской области (сосновская свита), в верхнеюрских отложениях севера Русской плиты (Ярегский бассейн) и всего Тимано-Печорского бассейна, углях Восточного Донбасса [17].

Горючие сланцы некоторых месторождений содержат сразу несколько ценных компонентов, количества которых близки к промышленным (табл. 5).

Учитывая, что образование сланцевых остатков от сжигания горючих сланцев в некоторых случаях достигает десятков миллионов тонн в год, создаются благоприятные условия для добычи некоторых минеральных компонентов [16].

Черные (диктионемовые) сланцы раннеордовикского возраста широко представлены в Прибалтийском бассейне. Сланцы данного бассейна богаты молибденом и ванадием. Проигрывая казахстанским сланцам по содержанию ванадия (в среднем в 2.5 раза), в российских сланцах несколько больше молибдена. Установлены аномально высокие (>400 г/т) концентрации V по некоторым месторождениям горючих и черных сланцев, например, в карельских шунгитоносных породах черных сланцах Якутии, горючих сланцах Австралии, Средней Азии (от 220 до 770 г/т). В то же время фанерозойские черные сланцы имеют более высокое содержание V, чем докембрийские.

Черные сланцы обогащены мышьяком, который сосредоточен в основном в сульфидах, его содержание >80 г/т считается аномально высоким [13] и объясняется тем, что низшие организмы, поглощающие металлы, играют наиболее важную роль в формировании рудной минерализации диктионемовых сланцев; при отмирании и разложении аминокислоты и порфирины связывали их в виде органоминеральных комплексов и металлопорфириновых соединений. Из-за присутствия и разложения органического вещества в донных отложениях образовался сероводородный восстановитель, который способствовал накоплению ванадия, молибдена, редкоземельных элементов и других элементов в донных водах до концентраций, которые в настоящее время имеют промышленное значение [18].

В угле германий был открыт в 1930 г. В.М. Гольдшмидтом [19]. Средние содержания германия в бурых углях и их золах составляет 2 ± 0.1 г/т и 11 ± 1 г/т соответственно [20, 21]. Среди редких элементов, встречающихся в бурых углях, германий считается наиболее органофильным.

Содержание германия в углях имеет важное промышленное значение, поскольку уголь является очень крупным источником германиевого сырья, и его потребление демонстрирует тенденцию к устойчивому росту. Экономически обоснованным является связанное извлечение германия из летучей золы с тепловых электростанций, которые сжигают энергетический уголь, а также из продуктов коксующегося угля. Для германо-угольных месторождений экономически возможно разрабатывать месторождения только из-за германия (или комплекса германий-редкоземельный металл). Технологии, необходимые для сопутствующего и прямого извлечения германия из угля, давно разработаны [20].

В Узбекистане на участке Ангренского месторождения было выявлено среднее содержание германия свыше 100 г/т. Высокогерманиеносные угли (от 100 до >400) разведаны в Китае, наиболее крупное из них –Улантуга [13].

Считается, что основным фактором, влияющим на количество германия в угольных пластах, является сорбция германия из водных растворов при торфообразовании. Действуют гипотезы, что химическая сорбция гелевыми гуминовыми соединениями (гуминовые кислоты и гуматы) имела особое значение. Таким образом, различия в содержании германия в углях являются следствием различных условий процесса торфообразования. Толщина угольного пласта также является важным условием. Важную роль в накоплении германия в угле играет сорбция из воды, циркулирующей в пласте в процессе диагенеза и метаморфизма, о чем свидетельствует повышенное содержание Ge в зоне вблизи кровли и подошвы пласта [22], т.е. способность гелефицированного вещества концентрировать германий находится в зависимости от степени восстановленности угля: чем меньше восстановлено гелефицированное вещество, тем больше оно способно концентрировать германий. В процессе углефикации и метаморфизма угля гелефицированное вещество (витрен и фюзен) теряет собственные функциональные группы, которые характеризуют восстановленность угля. Вследствие чего с ними теряется и германий, который выносится из предела угольного пласта и может накапливаться в шахтных водах [23].

В табл. 6 приведены содержания германия в минеральном веществе углей, подсчитанные с использованием величин их зольности [24].

Из таблицы видно, что угли юрского периода в уральских бассейнах являются наиболее богатыми германием. Поэтому угли Северо-Сосьвинского бассейна по сравнению с углями других бассейнов содержат максимальные концентрации.

Существенно ниже различия в оценках степени обогащения (по сравнению с глинистыми породами) германия горючих сланцев по величинам их средних содержаний в расчете на сухую массу и на золу, а для черных сланцев эти оценки целиком совпадают, что объясняется их значительно большей зольностью, чем углей [24].

Среднее содержание германия в горючих сланцах ниже, чем в углях, однако, встречаются месторождения с высоким содержанием (табл. 7). Это может зависеть от разной специфики связанности германия в составе углей и горючих сланцев.

Средние содержания германия в торфах меньше, чем в углях, низинные торфы отличаются более высокими содержаниями Ge по сравнению с верховыми (табл. 8). Концентрации германия в торфах могут быть ниже или выше, чем во вмещающих породах. Повышенные содержания свойственны торфам тех регионов, где в области сноса выходят коренные породы. Например, максимальные средние содержания Ge обнаружены в торфяных месторождениях Карелии.

Способы получения германиевых концентратов связаны с выделением их из кислых или щелочных растворов, способы схожи между собой, однако есть особенности в механизме вскрытия германиевого сырья.

Промышленное применение сернокислотного выщелачивания германиевых продуктов представляет собой растворение двуокиси германия, либо разложение германатов или тиогерманатов, содержащихся в твердой фазе. Германий в раствор переходит в виде германиевой кислоты, максимальная его концентрация в жидкой фазе не может превышать растворимости GeO₂ в растворе (~2–5 г/л при 20–25°С и pH = 2–7).

Весьма своеобразен процесс выщелачивания германия из зольных уносов или возгонов пирообогащения, характеризующихся сорбционной способностью по отношению к GeO₂, содержащемуся в водном растворе.

Для достижения максимального извлечения германия в раствор концентрация серной кислоты должна выбираться с таким расчетом, чтобы обеспечить в итоге рН = 2.0–2.7. Расход серной кислоты тем больше, чем выше содержание в зольном уносе компонентов, реагирующих с кислотой, т.е. будет расти с повышением содержания оксидов щелочноземельных металлов.

В растворах после сернокислотного выщелачивания первичных германиевых концентратов (зольных уносов или продуктов их пирообогащения, пылей после плавки железных или фосфорных руд и т.д.) обычно имеются сернокислые соли железа или алюминия. Соосаждение германия с гидроокисями металлов применяется в производственной практике. Таким способом получается концентрат с содержанием более 8% Ge из растворов сернокислотного выщелачивания пылей переработки сульфидных руд [25].

Раньше для извлечения германия использовали методы выщелачивания его из растворов. Для этого германий переводили в раствор, сплавляя его с щелочью или содой, либо использовали прямое выщелачивание раствором NaOH. Таким образом, можно было выделить соединения: Si, Al, As, Sb, так как они тоже переходят в раствор. Однако в настоящее время щелочное вскрытие практически не применяется. Используемое ранее сульфидное вскрытие тоже не нашло применения.

Наиболее перспективными методами извлечения германия являются адсорбция и ионный обмен. Их преимущества в том, что их можно применить для извлечения германия из бедного сырья (рудничные воды, воды обогатительных фабрик, воды от тушения кокса и прочего). Адсорбируют германий из растворов активированным углем, при этом адсорбция лучше всего осуществляется из нейтральных растворов. Для десорбции используют 1%-ный раствор NaOH.

Еще один многообещающий способ – экстракция германия из солянокислых растворов GeCl₄. Используют смеси серной и соляной кислот или к растворам кислот добавляют хлорид натрия, калия, магния или кальция. Полученный осадок GeO₂ подвергают обратной экстракции водой [27].

Для оценки перспективности извлечения микроэлементов из руд и концентратов применяют различные методы определения их концентраций в горючих ископаемых. Методы можно разделить на две основные группы, каждая из которых, в свою очередь, включает несколько различных методов:

1) не требующие предварительного перевода элемента в раствор;

2) с предварительной химической подготовкой, позволяющей количественно перевести элемент или комплекс элементов в раствор.

К первому типу относятся спектральные методы, основанные на сжигании пробы в электродуговом разряде – полуколичественные (ЭСПА) или количественные (ЭСКА), рентгеноспектральные (РСА), рентгенофлюоресцентные (РФА) и гамма-спектрометрические (ГСА), нейтронно-активационные (НАА), в том числе методом запаздывающих нейтронов (МЗН).

Ко второму типу относят атомно-адсорбционные (АА), масс-спектрометрические в индуктивно связанной плазме (ICPMS), хроматографические (ХМ), колориметрические (КМ), атомно-флуоресцентные (АФ), электрохимические (ЭХ), в том числе инверсионной вольтамперометрии (ИВА), объемные или весовые [13]. Суть этих методов оценки микроэлементов в твердом топливе заключается в количественном извлечении микроэлементов из образца, переводе их в раствор и расчете содержания микроэлементов в полученном растворе с помощью соответствующих инструментальных методов. Выбор способа подготовки раствора в большей степени зависит от свойств микроэлементов. Примерная схема лабораторного определения микроэлементов представлена на рис. 1.

Следует обозначить следующую специфику определения микроэлементов:

– при определении элементов, не образующих летучих соединений в указанных условиях озоления (Be, Cr, Cd, Co, Cu, Pb, Mn, Mo, Ni, V, Zn, Th и U), первая ступень анализа состоит в озолении пробы топлива при (450 ± 10) °С с последующим переведением микроэлементов в раствор;

– при определении элементов, образующих летучие соединения в условиях озоления, пробу твердого топлива спекают со смесью Эшка (As, Se, Cl, B), сжигают в колориметрической бомбе (Hg) или подвергают пирогидролизу (Cl, F) [28].

При использовании в технологии и аналитическом определении термических процессов необходимо учитывать перераспределение соединений микроэлементов в твердой, парогазовой и жидкой фазах, образующихся при пиролизе, крекинге, термолизе.

В настоящее время редко удается обнаружить залежи горючих ископаемых, в которых содержание потенциально ценных элементов (ПЦЭ) отвечало бы промышленной норме, что позволяло бы извлекать их в первую очередь для производства товарных форм ценных элементов.

Поэтому первичные концентраты потенциально ценных микроэлементов, получаемые в процессе переработки углей, горючих сланцев или торфов в качестве топлива для сжигания или исходного сырья для коксования, могут являться оптимальным сырьем для производства товарных соединений ПЦЭ или их промышленных концентратов [29].

Основное количество ТГИ направляется в качестве топлива на сжигание и в меньших количествах – на коксование. После сжигания (газификации) соединения ПЦЭ могут поступать в окружающую среду как в составе золошлаковых отходов, сбрасываемых в пруды-отстойники, аналогично в атмосферу вместе с газообразными выбросами, причем последние наиболее экологически опасные. ПЦЭ могут скапливаться в золе уноса или в шлаках, которые при достаточно высоких их концентрациях представляют исходное техногенное сырье для получения товарных соединений микроэлементов [13].

При коксовании большая часть органических и минеральных веществ, в том числе Ge, Cr, Ni, Zr, Mo, Nb, V, W, концентрируются в основном продукте – коксе. В побочные продукты (надсмольные и подсмольные воды, смолы, фусы) переходят обычно меньше 10–12% ПЦЭ (от их общей массы в исходных ТГИ). Однако извлечение МЭ из кокса нерентабельно, так как кокс относительно дорогой продукт.

По сравнению с коксованием в гораздо больших масштабах могут быть реализованы процессы получения побочных продуктов, обогащенных ПЦЭ, при промышленном сжигании и в меньшей степени при газификации углей. В результате сжигания ПЦЭ переходят в зольный унос, шлак или их смесь, а также в уловленные при очистке газообразные продукты.

На распределение микроэлементов при сжигании ТГИ влияют несколько физических процессов, таких как турбулентность, механизм контроля загрязнения и температура в котле.

Выбор оптимального метода сжигания углей или сланцев зависит как от их свойств, так и от свойств ПЦЭ и их соединений, которые должны извлекаться. В зависимости от типа процесса выбирается конструкция топочных устройств [1].