Original paper

UDC 62-662.5 © A.S. Kondratenko, 2025
ISSN 0041-5790 (Print) • ISSN 2412-8333 (Online) • Ugol’ – Russian Coal Journal, 2025, № 5, pp. 49-55
DOI: http://dx.doi.org/10.18796/0041-5790-2025-5-49-55

Title

STUDYING THE PROPERTIES OF COAL WASHING TAILINGS AS A SECONDARY RAW MATERIAL FOR PRODUCTION OF PELLETIZED FUEL

Authors

A.S. Kondratenko
Banzarov Buryat State University, Ulan-Ude, 670000, Russian Federation
е-mail: cubanit@yandex.ru

Authors Information

Kondratenko A.S. – PhD (Engineering), Senior Researcher, Banzarov Buryat State University, Ulan-Ude, 670000, Russian Federation, е-mail: cubanit@yandex.ru

Abstract

The article presents the results of a study of raw materials in the form of tailings of the coal enrichment (keck) of the Tugnui concentrator and waste from the pulp and cardboard production of the Selenginsky Central Processing Plant (lignin) as a binding additive with the development of a method for producing dipped fuel. The basic properties of raw materials have been studied by methods of physico-chemical analyses, and the results of laboratory and industrial tests of fuel materials (briquettes) are presented. The absence of the need for preliminary deep drying made it possible to perform work on the preparation of the charge, its briquetting on a roller press and drying of finished products with a minimum set of operations. The obtained samples had high mechanical strength, sufficient water resistance, and retained their shape during combustion, which prevented them from spilling under the grate and, thereby, ensured more complete combustion. The presented briquettes can be used as spent fuel in the coal and energy industries, as well as in the public utilities sector for heating housing and communal services and other infrastructure.

Keywords

Carbon enrichment tailings (keck), pulp and cardboard production waste (lignin), granulometry, density, specific surface area, chemical, electron microscopic and mineralogical analyses, roller press, physics-mechanical properties, fuel briquettes.

References

1. Якунин В.П., Агроскин А.А. Использование отходов обогащения углей. М.: Недра, 1978. 168 с.
2. Климов С.Л., Закиров Д.Г. Энергосбережение и проблемы экологической безопасности в угольной промышленности России. М.: Изд-во АГН, 2001. 270 с.
3. Исследование свойств горелой породы шахтных отвалов угольных месторождений для оценки возможности ее использования в качестве активной минеральной добавки при получении цемента / Б.П. Куликов, Е.В. Мануйлов, Л.М. Ларионов и др. // Уголь. 2024;(10):17-23. DOI: 10.18796/0041-5790-2024-10-17-23. Kulikov B.P., Manujlov E.V., larionov l.M., Konstantinov I.L., Voroshilov D.S. Research into properties of burnt rock from coal mine dumps to assess the possibility of its use as an active mineral additive in cement production. Ugol’. 2024;(10):17-23. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2024-10-17-23.
4. Фоменко Т.Г., Кондратенко А.Ф. Отходы флотации и их свойства. М.: Недра, 1977. 125 с.
5. Кусков В.Б., Калашникова В.Ю., Скрипченко Е.В. Разработка технологии получения топливных брикетов из маловостребованного углеродсодержащего сырья // Записки горного института. 2012. Т. 196. С. 147-149. Kuskov V.B., Kalashnikova V.Yu., Skripchenko E.V. Development of technology for producing fuel briquettes from low-demand carboncontaining raw materials. Zapiski gornogo instituta. 2012;(196):147- 149. (In Russ.).
6. Brigida V.S., Golik V.I., Klyuev R.V., Sabirova I.B., Mambetalieva A.R., Karlina Yu.I. Efficiency gains when using activated mill tailings in underground mining. Metallurgist. 2023;(67):398-408. DOI: 10.1007/s11015-023-01526-z.
7. Агроскин А.А. Химия и технология угля. М.: ГНТИ по Горному делу, 1961. 296 с.
8. Тайц Е.М., Андреева И.А. Методы анализа и испытания углей. М.: Недра, 1983. 301 с.
9. Оренбах М.С. Реакционная поверхность при гетерогенном горении. Новосибирск: Наука, 1973. 200 с.
10. Изучение физико-химических свойств горючих сланцев / М.Ю. Назаренко, В.Ю. Бажин, С.Н. Салтыкова и др. // Кокс и хи- мия. 2014. № 3. C. 44-49. Nazarenko M.Yu., Bazhin V.Yu, Saltykova S.N., Konovalov G.V. The study of physico-chemical properties of oil shales. Koks i khimiya. 2014;(3):44-49. (In Russ.).
11. Кондратенко А.С., Буянтуев С.Л. К вопросу изучения некоторых характеристик углешламов Тугнуйской ЦОФ // Международный научно-исследовательский журнал. 2022. № 11(125). DOI: https://doi.org/10.23670/IRJ.2022.125.31
12. Касаточкин В.И., Ларина Н.К. Строение и свойства природных углей. М.: Недра, 1975. 159 с.
13. Тарковская И.А. Окисленный уголь. Киев: Наукова думка, 1981. 200 с.
14. Стандартные методы испытания углей. Классификации углей / И.В. Авгушевич, Т.М. Броновец, Г.С. Головин и др. М.: Трек, 2008. 368 с.
15. Шевченко Т.В., Файрушин Ш.А., Ульрих Е.В. Нетрадиционный связующий материал для угольных брикетов // Экология и промышленность России. 2013. С. 32–33. Shevchenko T.V., Fayrushin Sh.A., Ulrich E.V. Unconventional binding material for coal briquettes. Ekologiya i Promyshlennost’ Rossii. 2013:32-33. (In Russ.).
16. Тайц Е.М., Андреева И.А., Антонова Л.И. Брикетирование углей Б2. Окускованное топливо и адсорбенты на основе бурых углей. М.: Недра, 1985. С. 72-80.
17. Кривовяз И.М. Процессы образования прочных углеродистых материалов. Ташкент: ФАН, УзССР, 1970. С. 35-51.
18. Елишевич А.Т. Брикетирование полезных ископаемых: учебник для вузов. М.: Недра, 1989. 300 с.
19. Лурий В.Г., Михеев О.В., Никишичев Б.Г. Новый способ окуско-вания шламов и мелких классов каменных углей. М.: Информ.- аналит. центр горн. наук, 1993. 23 с.
20. Mi J., Li X.J. Design and simulation analysis of industrial coal briquetting machine. Journal of Central South University (Science Technology). 2006;37(5):986-990.
21. Raju С.A.I., Nunela M., Prabhakar D. et al. Studies on development of fuel briquettes for household and industrial purpose. International Journal of research in Engineering and Technology. 2014;3(2):54-63.
22. Иванов И.П., Судакова И.Г. Брикетированные и бездымные топлива, получаемые из бурого угля с использованием биосвязующих // Наука – производству. 2003. №1. С. 28-29. Ivanov I.P., Sudakova I.G. Briquetted and smokeless fuels obtained from brown coal using bio-binders. Nauka – proizvоdstvu. 2003;(1):28-29. (In Russ.).
23. Переработка угольных шламов обогатительных фабрик с получением брикетного и бездымного топлива / А.П. Стахеев, Я.В. Куколев, В.А. Блинов и др. // Уголь. 2006. № 10. С. 48-49. URL: http://www.ugolinfo.ru/Free/102006pdf (дата обращения: 15.04.2025). Staheev A.P., Kukolev Ya.V., Blinov V.A., Antipinko A.L. Processing coal of waste factories with reception of briquette and without smoke fuels. Ugol’. 2006;(10):48-49. Available at: http://www.ugolinfo.ru/Free/102006pdf (accessed 15.04.2025). (In Russ.).
24. Кусков В.Б., Ленев Л.А. Влияние технологии изготовления угольных брикетов на их свойства // Записки Горного института. 2006. Т. 169. С.147-149. Kuskov V.B., Lenev L.A. The influence of coal briquette manufacturing technology on their properties. Zapiski Gornogo instituta. 2006;(169):147-149. (In Russ.).
25. Агроскин А.А., Глейбман В.Б. Теплофизика твердого топлива. М.: Недра, 1980. 256 с.
26. Emre Altun N., Cahit Hicyilmaz, Suat Bagci A. Influence of coal briquette size on the combustion kinetics. Fuel Processing Technology. 2004;85(11):1345-1357.
27. Топливные брикеты с низкой температурой воспламенения / В.Б. Кусков, Я.В. Ускова, Н.В. Николаева и др. / Материалы Международной научно-технической конференции ?Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья?. Екатеринбург, 2010. С. 321-324.
28. Буравчук Н.И., Гурьянова О.В. Производство топливных брикетов из антрацитовой мелочи // Химия твердого топлива. 2014. Т. 48. №. 4. С. 260-264. Buravchuk N.I., Guryanova O.V. Production of fuel briquettes from anthracite fines. Khimiya tverdogo tela. 2014;48(4):260-264. (In Russ.).
29. Yuryevich B.V., Borisovich K.V. Production of fuel briquettes from carbon containing materials. XVIII International Coal Preparation Congress. Saint-Petersburg, 2016, рр. 701705. DOI: 10.1007/978-3-319-40943-6_109.

Acknowledgements

The work was carried out within the framework of a state subsidy from the government of the Republic of Buryatia to the Buryat State University named after Dorji Banzarov, project No. 696 11.22.2024.

For citation

Kondratenko A.S. Studying the properties of coal washing tailings as a secondary raw material for production of pelletized fuel. Ugol’. 2025;(5):49-55. (In Russ.). DOI: 10.18796/0041-5790-2025-5-49-55.

Paper Info

• Received December 24, 2024
• Reviewed April 16, 2025
• Accepted April 26, 2025