У дисертаційній роботі вирішена науково-технічна проблема розширення сировинної бази коксування шляхом розвитку наукових основ і уявлень про
молекулярну і надмолекулярну будову вугілля різних марок, що дозволило використовувати у вугільній шихті для коксування слабкоспікливе енергетичне
вугілля марки ДГ і отримувати металургійний кокс з необхідним комплексом заданих властивостей. Результати розрахунку фрактальної розмірності поверхні сколу густинних фракцій слабкоспікливого (марка ДГ) і добреспікливого (марка К) вугілля отримано за допомогою атомно-силової мікроскопії. Вперше
встановлено, що конгломерати наноструктурних і надмолекулярних утворень під час аналізу проб різної густини і переході від меншої густини до більш
густої фракції мають структуру з розвиненою конфігурацією розташованих на поверхні надмолекулярних сполук. Зміни у вугілля середньої і низької стадії
метаморфізму ідентичні. Петрографічним методом зміни густини груп мацералів вугілля встановлено, що як при переході від однієї марки вугілля до іншої, так і при вивченні різних густинних фракцій окремої марки, відбувається зміна макроструктури надмолекулярних утворень. Мацерали групи інертиніту мають
інтенсивність зміни густини 0,19 од. у ряді метаморфізму, а групи вітриніту – 0,009 од.
Після визначення складу і розподілу гетероатомів, а також утворень в органічній масі вугілля різних марок і його густинних фракціях з’ясовано, що
як з підвищенням ступеня метаморфізму вугілля, так і при зміні густини фракцій вугілля відбувається збільшення ролі атомів вуглецю в будові
макромолекулярної структури. При цьому як вугілля з достатньо високою стадією метаморфізму, так і фракції з великою густиною містять
макромолекули з високим ступенем ароматичності і низьким вмістом аліфатичних бокових ланцюгів.
На підставі проведеного центрального ортогонального композиційного планування і реалізації багатокритеріальної оптимізації вугільних шихт, що
містять фракцію слабкоспікливого вугілля марки ДГ з густиною 1,25-1,3 г/см3, визначено оптимальну зону вмісту густинної фракції низькометаморфізованого
вугілля в шихті для коксування. Здійснені дослідження з планування і оптимізації підтверджено дослідно-промисловим коксуванням на
ПрАТ «Дніпровський КХЗ».
Розроблені технологічні рекомендації щодо отримання густинної фракції (1,25-1,3 г/см3) слабкоспікливого вугілля реалізуються шляхом використання
під час збагачення чотирьохпродуктового каскадного важкосередовищного гідроциклону в технологічній лінії.
Ключові слова: слабкоспікливе вугілля, низькометаморфізоване вугілля, шихта для коксування, кокс, атомно-силова мікроскопія, фрактальна
розмірність, групи мацералів вугілля.
