Фосфор в углях Карагандинского угленосного бассейна

Большинство углей бассейна отличается повышенным содержанием фосфора (табл. 66).

Угли ашлярикской свиты относятся к средне- и многофосфористым. Количество фосфора растет как вниз по разрезу, так и в западном направлении. Если в Карагандинском районе угли половины пластов содержат фосфора менее 0,03%, то в Шерубайнуринском содержание фосфора, как правило, превышает 0,03%.

В углях карагандинской свиты содержание фосфора растет вверх по разрезу. В нижних пластах угли обычно среднефосфористые (Рс = 0,01—0,03%), а в верхних — многофосфористые (Pс = более 0,03%, нередко 0,05—0,1%). В плане количество фосфора в углях, как и в ашлярикской свите, растет к западу. Если в Карагандинском районе в нижней и средней подсвитах все угли среднефосфористые, то в Шерубайнуринском и Тентекском районах угли многих пластов относятся уже к группе многофосфористых. На ряде шахт Промышленного и Саранского участков угли пластов к4, к6, к7, к10, к12, к13 относятся к малофосфористым (Pс менее 0,01%).

Практически все угли долинской свиты содержат много фосфора— обычно более 0,05%. В плане количество фосфора повышается так же, как и в углях нижних свит, к западу. Если в углях Карагандинского района оно равно 0,02—0,05%, то в углях большинства пластов Шерубайнуринского и Тентекского районов 0,05—0,1% и более. На юге Тентекского района угли более фосфористые, чем на севере.

В тентекской свите все угли многофосфористые, причем содержание фосфора в нижних пластах (кроме т3), а также в верхних пластах (т14—т17) превышает 0,05%. Угли средней части свиты (пласты т7—т13) содержат фосфора несколько меньше — 0,02—0,05%. Почти во всех пластах в Тентекском районе содержание фосфора растет к югу.

Установлена определенная зависимость между содержанием фосфора и петрографическим составом угля. В большинстве случаев, как это видно из рис. 40, количество фосфора возрастает с увеличением содержания в угле плавких компонентов, т. е. фосфор связан в основном с гелифицированным веществом. Этим объясняется большее содержание фосфора в углях долинской и тентекской свит по сравнению с углями двух нижних свит. Улучшение петрографического состава углей карагандинской свиты в Тентекском районе сопровождается резким увеличением содержания фосфора по сравнению с углями Карагандинского и Шерубайнуринского районов. В тентекской свите минимальным содержанием фосфора отличаются угли пластов т3, т7, т9, бедные витрини-том, а максимальным — угли пластов т1 и т13—т17 (фосфора много).

Неодинаковым петрографическим составом объясняется и различное содержание фосфора в отдельных частях одного пласта. Наиболее характерным примером служит пласт к18 на Промышленном участке. Богатые витринитом угли нижней пачки многофосфористые, а в углях верхней пачки, где витринита меньше, содержание фосфора пониженное.

Из этого общего правила имеется ряд исключений. Так, в Тентекском районе низким содержанием фосфора отличаются богатые витринитом угли пластов д9 и д11, а в углях пластов д7 и д8 фосфора много при сравнительно небольшом содержании витренизированного вещества. Все это связано с местными условиями угленакопления.

Четкой связи между содержанием фосфора и степенью восстановленности углей пока установить не удалось. Однако есть основания предполагать, что более восстановленные угли содержат больше фосфора и наоборот. Например, на востоке Промышленного участка слабо восстановленные угли пластов к10 и к13 отличаются наибольшим для этих пластов содержанием плавких компонентов (более 70%), но содержат минимальное количество фосфора (менее 0,01%). Наиболее восстановленные угли пласта д10 в Тентекском районе отличаются очень высоким содержанием фосфора, нередко превышающим 0,1%.

В процессе обогащения фосфористость карагандинских углей снижается незначительно, обычно не более чем на одну треть. Это объясняется связью фосфора с органической массой, что обусловливает концентрацию его в легких фракциях (табл. 67). Лишь в малофосфористых углях некоторых пластов карагандинской свиты (к6, к77, к10, к13), где, по данным Ю.С. Соловьева и В.К. Упорова, фосфор представлен главным образом в виде неорганических соединений, он концентрируется в тяжелых фракциях и значительная его часть отходит в хвосты и промпродукт.

Результаты анализа углей разных пластов на фосфор приведены в табл. 68 и 69.

В многофосфористых углях (пласты д4, д6, д9, д10) по мере уменьшения крупности классов от +150 до 1—0 мм содержание фосфора снижается в 1,5—3 раза. При относительно небольшом содержании фосфор распределяется по классам более или менее равномерно или содержание его даже повышается с увеличением крупности классов.

В углях бассейна фосфор в основном связан с органической частью угля, что доказывается, в частности, отсутствием связи его содержания с зольностью угля. Из фосфорсодержащих минералов, по данным Ю.С. Соловьева и В.К. Упорова, наиболее часто встречается вивианит, реже монетит, крайне редок стеркорит.

Действующими стандартами для коксующихся углей бассейна не предусмотрены пределы содержания фосфора. Дело в том, что эти стандарты были составлены в период, когда отрабатывались только угли карагандинской свиты с относительно низким содержанием фосфора. Однако необходимо учитывать, что с каждым годом увеличивается добыча многофосфористых углей долинской свиты. Положительным является тот факт, что угли долинской свиты используются для коксования в шихте с малофосфористыми углями карагандинской свиты. По содержанию фосфора угли карагандинской свиты близки углям Донбасса, а долинской и тентекской — углям Кузбасса.