摘 要:我國(guó)有著豐富的石煤資源，在能源日益缺乏的今天，石煤的綜合利用有著重要的意義，本文從石煤的特性出發(fā)，對(duì)石煤在發(fā)電、冶金、建材、農(nóng)業(yè)等多方面的應(yīng)用進(jìn)行了概述。

關(guān)鍵詞:石煤;石煤渣;綜合利用

1 引 言

石煤生成于古老地層中，由菌藻類等生物遺體在淺海、瀉湖、海灣條件下經(jīng)腐泥化作用和煤化作用轉(zhuǎn)變而成， 是一種含碳少、發(fā)熱值低的劣質(zhì)無(wú)煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。傳統(tǒng)上講，石煤有兩種:一種是含碳量較高的優(yōu)質(zhì)石煤，呈黑色，具有半亮光澤，雜質(zhì)少，相對(duì)密度為1.7～2.2之間;另一種是含碳量較少的石煤，呈偏灰色，暗淡無(wú)比，夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質(zhì)結(jié)核，相對(duì)密度在2.2~2.8之間。石煤發(fā)熱量不高，是一種低熱值燃料。

2 石煤的礦床地質(zhì)特征

石煤具有高灰(灰渣含量在65%～80% ) 、高硫( 2%～5%) 、低碳( 10%～25% )和低熱(2520～10500 kJ /kg)的特點(diǎn)[1]，它是由有機(jī)質(zhì)和礦物質(zhì)組成的復(fù)合體，常呈黑色、褐色、棕色，具纖維狀或顆粒狀結(jié)構(gòu)，含纖維量一般在30%～90%，發(fā)熱量5280～16800kJ /kg。干燥石煤的最高熱值可達(dá)21000kJ/kg，通常石煤(干基)的主要成分為:有機(jī)質(zhì)30%～90%(腐殖酸10%～60% ) ;灰分10%～70%;氮、磷、鉀含量較多，一般含氮1%～3%，氧化鉀0.1%～2%;有時(shí)含油率可達(dá)2%～10% ，瀝青質(zhì)高者可達(dá)12%。石煤中含有或富集了較多的伴生元素，如Mo 、V 、Ni 、U 、Cu 、Se 及貴金屬等60 余種。在某些層位中，如一種或幾種伴生元素達(dá)到工業(yè)單獨(dú)開(kāi)采品位或邊界品位，可作種礦物資源單獨(dú)開(kāi)采，并通過(guò)冶煉回收其有價(jià)組分。

3 石煤的分布狀況

石煤在我國(guó)分布廣泛， 儲(chǔ)量豐富，總儲(chǔ)量達(dá)618.8×108t。廣泛分布于我國(guó)南秦嶺區(qū)的川北、陜南、鄂西北、豫西南和江南隆起周圍的浙江、江西、湖北、湖南、廣西、貴州等省，其中以南秦嶺區(qū)儲(chǔ)量最豐富，煤質(zhì)較佳。

4 石煤的綜合利用

4.1作為燃料

石煤是有機(jī)碳與無(wú)機(jī)元素的混合體，它具備一定的發(fā)熱能力。但由于石煤碳含量低、灰分高， 給燃燒帶來(lái)一定困難。石煤經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單浮選后， 去掉大部分灰分，可作無(wú)煙煤用， 也可加少量粘結(jié)劑制成形煤供民用或工業(yè)鍋爐用。隨著工藝的改進(jìn)和技術(shù)難關(guān)的突破，沸騰爐、循環(huán)硫化床鍋爐燃燒石煤發(fā)電已經(jīng)投入商業(yè)開(kāi)發(fā)，因此石煤作為一種能源不僅可在一般工業(yè)鍋爐中使用， 而且可用于電廠發(fā)電。

4.2 煙氣的利用

石煤在燃燒過(guò)程中產(chǎn)生大量大氣污染物，如HCl、Cl2、HF、SO2 等，危害嚴(yán)重。因此，在要做好煙塵的回收防止環(huán)境污染的同時(shí)，也要注意二氧化硫的充分利用，如可以利用其制硫酸，或者制焦亞硫酸鈉[ 2 ]，目前該技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。

4.3爐渣的利用

(1) 提取鉬、鎳、釩等金屬

結(jié)合我國(guó)石煤儲(chǔ)量大、分布相對(duì)集中的特點(diǎn)，可以考慮采用石煤作為能源礦產(chǎn)用于發(fā)電，綜合回收鉬、鎳、釩等有價(jià)金屬[3]，既達(dá)到環(huán)保要求又能解決能源問(wèn)題，達(dá)到資源綜合利用。石煤發(fā)電可以結(jié)合浮選技術(shù)，當(dāng)無(wú)機(jī)雜質(zhì)含量高時(shí)先分別富集。石煤發(fā)電項(xiàng)目及廢渣綜合提煉精鉬、鎳、釩等產(chǎn)品工程，經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)顯著。

(2) 建材工業(yè)

石煤結(jié)構(gòu)較致密，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(jí)(小于0.05mm的顆粒占到40%)，故易磨性和易燒性好?？梢岳檬涸a(chǎn)碳化磚及其他碳化制品。碳化原理主要是利用生石灰的水化生成氫氧化鈣， 然后與二氧化碳化反應(yīng)生成碳酸鈣而硬化， 與石煤渣結(jié)合在一起， 廣泛用于各種建筑物。由于石煤渣中含有一定數(shù)量的伴生礦物和制水泥的原料， 可用鍋爐燃燒后的石煤渣為主要原料， 配以適當(dāng)比例的石灰、石膏， 用蒸汽養(yǎng)護(hù)， 配料、破碎、磨細(xì)即得成品水泥[5]。

(3) 石煤渣做助濾劑

如將石煤渣煅燒、活化、粉碎后可代替硅藻土做助濾劑， 用于凈化啤酒、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(nóng)作物必須的營(yíng)養(yǎng)元素， 如磷、鉀、硅、鈣、鎂、硫、鐵、相、錳、硼、鋅及稀土等。石煤經(jīng)高溫燃燒后，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(nóng)作物的生育性狀，提高產(chǎn)量。在酸性或缺磷少鉀的土壤中施用，增產(chǎn)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(jī)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(huán)境， 而且還能使石煤渣中的難溶性養(yǎng)分被有機(jī)酸活化，使其各種養(yǎng)分達(dá)到協(xié)調(diào)、互補(bǔ)。

5 結(jié) 語(yǔ)

我國(guó)石煤資源豐富， 發(fā)展石煤綜合利用是很有前途的。但地質(zhì)勘探、開(kāi)采以及加工工作還需進(jìn)一步做深做透， 綜合利用技術(shù)的研究和有價(jià)元素的綜合回收必須加強(qiáng);此外，還需大力發(fā)展三廢治理的研究。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳鵬.中國(guó)煤炭性質(zhì)、分類和利用[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[2] 劉建忠，周俊虎，程軍等.長(zhǎng)廣煤燃燒硫析出動(dòng)態(tài)特性研究[J].燃料化學(xué)報(bào)，2001，29 (4):368～370.

[3] 李有禹.湖南下寒武統(tǒng)石煤中的鎳鉬鉑族元素的地球化學(xué)特征[J]. 煤炭學(xué)報(bào)，1996，21(3):261～264.

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