石煤

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石煤(Stone Coal)

目录

什么是石煤[1]

  石煤是指生长在古代地层中腐泥质无烟煤。各地对石煤有多种称呼,如称作石炭、银炭、砂炭、石板煤、麻煤等。

石煤的特性[2]

  石煤是一种含碳少、发热值低、低品位的多金属共生矿,由4亿至5亿年前地质时期的菌藻类等生物遗体,在浅海环境下经腐泥化作用和煤化作用转变而成。含碳量较高的优质石煤呈黑色,具有半亮光泽,杂质少;含碳量较少的石煤,呈偏灰色,暗淡无光,夹杂有较多的黄铁矿、石英脉和磷、钙质结核。石煤的发热量不高,一般在800大卡/千克左右,是一种低热值燃料

  石煤形成于早元古代和早古生代的一种沉积的可燃有机岩。呈黑色或黑灰色。大多具有高灰、高硫、低发热量和硬度大的特点。石煤是一种高变质的腐泥煤或藻煤。其成分除含有机碳外,还有氧化硅、氧化钙和少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁等。石煤有各种不同的分类。按灰分和发热量,可分为一般石煤和优质石煤:一般石煤的灰分为40%~90%,发热量在16.7千焦/克以下;优质石煤的灰分为20%~40%,发热量为16.7~27.1千焦/克。按结构、构造,可分为块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤。按石煤中矿物杂质的主次,分为硅质石煤、钙质石煤等。石煤在中国分布广泛以南秦岭区储量最为丰富。石煤可作燃料,燃烧后的炉渣可制成炭化砖、水泥建筑材料,还可从石煤中提取钒、铀、钼、镍、铜、钴等金属元素。

石煤的类属[3]

  实验表明石煤的燃烧特性不同于其它动力用煤,而在中国煤炭分类体系中并没有对石煤的类属进行明确的说明,因此有必要根据燃烧特性对其在分类体系中的位置进行探讨。

  根据《中国煤炭分类标准GB5751-86》,对煤的类别是以干燥无灰基挥发分Vdaf来判断的: 当V_{daf}<lO%时,为无烟煤;当Vdaf>1O%时,为烟煤;当Vdaf>37%时,为褐煤。石煤的空气干燥基Vad虽然很低,但是由于灰分很多,Vdaf的值都大于20%,因此按照中国煤炭分类标准石煤应该属于烟煤。但是从上文对石煤的燃烧特性和燃烧反应动力学的分析可知,这显然是不恰当的。

  从煤阶来看,烟煤大约形成于1~2亿年前,无烟煤主要形成于2~3亿年前,而石煤成煤期大约在4~5亿年前,因此石煤的煤阶要高于无烟煤,煤化程度较深,应该属于高变质的无烟煤。从石煤的燃烧特性和燃烧反应动力学的分析来看,石煤的性质与无烟煤比较接近且比无烟煤差,应该划分为劣质无烟煤。

石煤的综合利用[4]

  1.作为燃料

  石煤是有机碳与无机元素的混合体,它具备一定的发热能力。但由于石煤碳含量低、灰分高。给燃烧带来一定困难。石煤经过简单浮选后,去掉大部分灰分,可作无烟煤用.也可加少量粘结剂制成形煤供民用或工业锅炉用。随着工艺的改进和技术难关的突破,沸腾炉、循环硫化床锅炉燃烧石煤发电已经投入商业开发,因此石煤作为一种能源不仅可在一般工业锅炉中使用,而且可用于电厂发电。

  2.烟气的利用

  石煤在燃烧过程中产生大量大气污染物,如HCl、Cl2、HF、SO2等,危害严重。因此,在要做好烟尘的回收防止环境污染的同时,也要注意二氧化硫的充分利用。如可以利用其制硫酸,或者制焦亚硫酸钠 ,目前该技术已经相当成熟。

  3.炉渣的利用

  (1)提取钼、镍、钒等金属

  结合我国石煤储量大、分布相对集中的特点,可以考虑采用石煤作为能源矿产用于发电,综合回收钼、镍、钒等有价金属,既达到环保要求又能解决能源问题,达到资源综合利用。石煤发电可以结合浮选技术,当无机杂质含量高时先分别富集。石煤发电项目及废渣综合提炼精钼、镍、钒等产品工程,经济利润显著。

  (2)建材工业

  石煤结构较致密,多呈片状,层间吸附水少、粘性小。石煤的颗粒组成大多为粘粒级(小于0.05mm的颗粒占到40%),故易磨性和易烧性好。可以利用石煤渣生产碳化砖及其他碳化制品。碳化原理主要是利用生石灰的水化生成氢氧化钙,然后与二氧化碳化反应生成碳酸钙而硬化.与石煤渣结合在一起,广泛用于各种建筑物。由于石煤渣中含有一定数量的伴生矿物和制水泥的原料,可用锅炉燃烧后的石煤渣为主要原料.配以适当比例的石灰、石膏,用蒸汽养护,配料、破碎、磨细即得成品水泥同。

  (3)石煤渣做助滤剂

  如将石煤渣煅烧、活化、粉碎后可代替硅藻土做助滤剂,用于净化啤酒、菜油、酱油以及水处理等。

  (4)作为肥料

  石煤是古代低等植物沉积而成的一种灰分含量高、热值低的燃料,它含有十几种农作物必须的营养元素,如磷、钾、硅、钙、镁、硫、铁、相、锰、硼、锌及稀土等。石煤经高温燃烧后,也可将这些元素的有效成分而保留在废渣中。用石煤废渣作肥料可改善农作物的生育性状,提高产量。在酸性或缺磷少钾的土壤中施用,增产幅度更大。将石煤渣球磨成120~180目的石煤渣粉作基肥或追肥施用即可。如把石煤渣粉与有机肥料混合堆沤,石煤渣中所含的硅、钙、磷、钾等元素不但能改善微生物繁殖的环境.而且还能使石煤渣中的难溶性养分被有机酸活化,使其各种养分达到协调、互补。

参考文献

  1. 能源统计知识手册.国家统计局工交司编,2006年8月
  2. 石煤.中国湖北.竹山经济开发区,2010年5月10日
  3. 刘建忠,张保生,周俊虎,冯展管,岑可法.石煤燃烧特性及其类属研究[J].中 国 电机工程学报,2007(29)
  4. 蒋述兴,王锋,胡晓林.石煤的综合利用[J].佛山陶瓷,2010(9)
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