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石煤

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石煤(Stone Coal)

目錄

  • 1 什麼是石煤[1]
  • 2 石煤的特性[2]
  • 3 石煤的類屬[3]
  • 4 石煤的綜合利用[4]
  • 5 參考文獻

什麼是石煤[1]

  石煤是指生長在古代地層中腐泥質無煙煤。各地對石煤有多種稱呼,如稱作石炭、銀炭、砂炭、石板煤、麻煤等。

石煤的特性[2]

  石煤是一種含碳少、發熱值低、低品位的多金屬共生礦,由4億至5億年前地質時期的菌藻類等生物遺體,在淺海環境下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成。含碳量較高的優質石煤呈黑色,具有半亮光澤,雜質少;含碳量較少的石煤,呈偏灰色,暗淡無光,夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核。石煤的發熱量不高,一般在800大卡/千克左右,是一種低熱值燃料。

  石煤形成於早元古代和早古生代的一種沉積的可燃有機岩。呈黑色或黑灰色。大多具有高灰、高硫、低發熱量和硬度大的特點。石煤是一種高變質的腐泥煤或藻煤。其成分除含有機碳外,還有氧化硅、氧化鈣和少量的氧化鐵、氧化鋁和氧化鎂等。石煤有各種不同的分類。按灰分和發熱量,可分為一般石煤和優質石煤:一般石煤的灰分為40%~90%,發熱量在16.7千焦/克以下;優質石煤的灰分為20%~40%,發熱量為16.7~27.1千焦/克。按結構

、構造,可分為塊狀石煤、粒狀石煤、鱗片狀石煤和粉狀石煤。按石煤中礦物雜質的主次,分為硅質石煤、鈣質石煤等。石煤在中國分佈廣泛以南秦嶺區儲量最為豐富。石煤可作燃料,燃燒後的爐渣可製成炭化磚、水泥等建築材料,還可從石煤中提取釩、鈾、鉬、鎳、銅、鈷等金屬元素。

石煤的類屬[3]

  實驗表明石煤的燃燒特性不同於其它動力用煤,而在中國煤炭分類體系中並沒有對石煤的類屬進行明確的說明,因此有必要根據燃燒特性對其在分類體系中的位置進行探討。

  根據《中國煤炭分類標準GB5751-86》,對煤的類別是以乾燥無灰基揮發分Vdaf來判斷的: 當V_{daf}<lO%時,為無煙煤;當Vdaf>1O%時,為煙煤;當Vdaf>37%時,為褐煤。石煤的空氣乾燥基Vad雖然很低,但是由於灰分很多,Vdaf的值都大於20%,因此按照中國煤炭分類標準石煤應該屬於煙煤。但是從上文對石煤的燃燒特性和燃燒反應動力學的分析可知,這顯然是不恰當的。

  從煤階來看,煙煤大約形成於1~2億年前,無煙煤主要形成於2~3億年前,而石煤成煤期大約在4~5億年前,因此石煤的煤階要高於無煙煤,煤化程度較深,應該屬於高變質的無煙煤。從石煤的燃燒特性和燃燒反應動力學的分析來看,石煤的性質與無煙煤比較接近且比無煙煤差,應該劃分為劣質無煙煤。

石煤的綜合利用[4]

  1.作為燃料

  石煤是有機碳與無機元素的混合體,它具備一定的發熱能力。但由於石煤碳含量低、灰分高。給燃燒帶來一定困難。石煤經過簡單浮選後,去掉大部分灰分,可作無煙煤用.也可加少量粘結劑製成形煤供民用或工業鍋爐用。隨著工藝的改進和技術難關的突破,沸騰爐、迴圈硫化床鍋爐燃燒石煤發電已經投入商業開發,因此石煤作為一種能源不僅可在一般工業鍋爐中使用,而且可用於電廠發電。

  2.煙氣的利用

  石煤在燃燒過程中產生大量大氣污染物,如HCl、Cl2、HF、SO2等,危害嚴重。因此,在要做好煙塵的回收防止環境污染的同時,也要註意二氧化硫的充分利用。如可以利用其制硫酸,或者制焦亞硫酸鈉 ,目前該技術已經相當成熟。

  3.爐渣的利用

  (1)提取鉬、鎳、釩等金屬

  結合我國石煤儲量大、分佈相對集中的特點,可以考慮採用石煤作為能源礦產用於發電,綜合回收鉬、鎳、釩等有價金屬,既達到環保要求又能解決能源問題,達到資源綜合利用。石煤發電可以結合浮選技術,當無機雜質含量高時先分別富集。石煤發電項目及廢渣綜合提煉精鉬、鎳、釩等產品工程,經濟利潤顯著。

  (2)建材工業

  石煤結構較緻密,多呈片狀,層間吸附水少、粘性小。石煤的顆粒組成大多為粘粒級(小於0.05mm的顆粒占到40%),故易磨性和易燒性好。可以利用石煤渣生產碳化磚及其他碳化製品。碳化原理主要是利用生石灰的水化生成氫氧化鈣,然後與二氧化碳化反應生成碳酸鈣而硬化.與石煤渣結合在一起,廣泛用於各種建築物

。由於石煤渣中含有一定數量的伴生礦物和制水泥的原料,可用鍋爐燃燒後的石煤渣為主要原料.配以適當比例的石灰、石膏,用蒸汽養護,配料、破碎、磨細即得成品水泥同。

  (3)石煤渣做助濾劑

  如將石煤渣煅燒、活化、粉碎後可代替硅藻土做助濾劑,用於凈化啤酒、菜油、醬油以及水處理等。

  (4)作為肥料

  石煤是古代低等植物沉積而成的一種灰分含量高、熱值低的燃料,它含有十幾種農作物必須的營養元素,如磷、鉀、硅、鈣、鎂、硫、鐵、相、錳、硼、鋅及稀土等。石煤經高溫燃燒後,也可將這些元素的有效成分而保留在廢渣中。用石煤廢渣作肥料可改善農作物的生育性狀,提高產量。在酸性或缺磷少鉀的土壤中施用,增產幅度更大。將石煤渣球磨成120~180目的石煤渣粉作基肥或追肥施用即可。如把石煤渣粉與有機肥料混合堆漚,石煤渣中所含的硅、鈣、磷、鉀等元素不但能改善微生物繁殖的環境.而且還能使石煤渣中的難溶性養分被有機酸活化,使其各種養分達到協調、互補。

參考文獻

  1. ↑ 能源統計知識手冊.國家統計局工交司編,2006年8月
  2. ↑ 石煤.中國湖北.竹山經濟開發區,2010年5月10日
  3. ↑ 劉建忠,張保生,周俊虎,馮展管,岑可法.石煤燃燒特性及其類屬研究[J].中 國 電機工程學報,2007(29)
  4. ↑ 蔣述興,王鋒,胡曉林.石煤的綜合利用[J].佛山陶瓷,2010(9)