Китай богат угольными ресурсами, на долю которых приходится более 90 % всех установленных запасов ископаемого топлива, при этом доля потребления угольной энергии достигла в 2021 г. 56,5 %. В качестве объекта исследования был выбран низкосортный уголь, поступающий из Внутренней Монголии (образцы NM) и провинции Юньнань (образцы YN). Характеристики потери массы образцов были изучены с использованием термогравиметрического анализа для определения подходящей температуры для экспериментов по сушке, поскольку высокая влажность низкосортного угля может легко вызвать остановку оборудования в процессе сухой сортировки. Эксперименты по тонкослойной сушке проводились при различных температурных условиях. Эффективный коэффициент диффузии влаги подбиралcя по уравнению Аррениуса, для образцов NM он составил 5,07·10–11 - 9,58·10–11 м2/с; для трех разных размеров частиц образцов YN – 1,89·10–11 - 4,92·10–11 (крупность –1 мм), 1,38·10–10 - 4,13·10–10 (крупность 1-3 мм), 5,26·10–10 - 1,49·10–9 (крупность 3-6 мм). Энергия активации образцов из Внутренней Монголии составила 10,97 кДж/моль (крупность –1 мм); для образцов из провинции Юньнань – 17,97 кДж/моль (крупность –1 мм), 33,52 кДж/моль (крупность 1-3 мм) и 38,64 кДж/моль (крупность 3-6 мм). Процесс сушки был смоделирован по эмпирическим и полуэмпирическим формулам. Установлено, что оптимальными моделями для образцов Внутренней Монголии является двухкомпонентная модель диффузии, а для образцов из провинции Юньнань – уравнение Hii.
Трехвалентное железо является важным окислителем при биологическом выщелачивании сульфидных руд. Однако рециркуляция выщелачивающих растворов приводит к избыточному накоплению железа, что мешает кинетике выщелачивания и последующему извлечению металла. Авторами статьи был разработан метод контроля осаждения железа в виде ярозита для уменьшения избытка железа при кучном биологическом выщелачивании на медном руднике Монива. Осаждение ярозита было сначала смоделировано, а затем подтверждено с помощью испытаний в колонках периодического действия. По результатам моделирования, минимальные значения pH для осаждения ярозита калия , гидрониум- и натроярозита при 25 °С составляют 1,4, 1,6 и 2,7 соответственно; минимальные концентрации ионов калия, сульфатов, железа и натрия при 25 °С и pH 1,23 составляют 1 моль/м 3 , 0,54, 1,1 и 3,2 кмоль/м 3 соответственно. Колоночные эксперименты показывают, что осаждение ярозита калия является первостепенным по сравнению с осаждением натроярозита. Кроме того, понижение кислотности (с 12 до 8 г/л), повышение температуры (с 30 до 60 °С) и повышение концентрации ионов калия (с 0 до 5 г/л) увеличивают эффективность осаждения ярозита в 10, 5 и 6 раз соответственно. Наилучшие показатели осаждения ярозита достигаются при увеличении pH промывочного раствора до 1,6. Ожидается, что данный подход сократит эксплуатационные затраты на кучное биологическое выщелачивание за счет минимизации расхода химикатов на нейтрализацию, отсутствия необходимости в строительстве прудов-отстойников и повышения извлечения меди.
