石煤的綜合利用

摘 要:我國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，對石煤在發電、冶金、建材、農業等多方面的應用進行了概述。

關鍵詞: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、海灣條件下經腐泥化作用和煤化作用轉變而成， 是一種含碳少、發熱值低的劣質無煙煤，又是一種低品位多金屬共生礦。傳統上講，石煤有兩種:一種是含碳量較高的優質石煤，呈黑色，具有半亮光澤，雜質少，相對密度為1.7～2.2之間;另一種是含碳量較少的石煤，呈偏灰色，暗淡無比，夾雜有較多的黃鐵礦、石英脈和磷、鈣質結核，相對密度在2.2~2.8之間。石煤發熱量不高，是一種低熱值燃料。

2 石煤的礦床地質特征

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[1]，它是由有機質和礦物質組成的復合體，常呈黑色、褐色、棕色，具纖維狀或顆粒狀結構，含纖維量一般在30%～90%，發熱量5280～16800kJ /kg。干燥石煤的最高熱值可達21000kJ/kg，通常石煤(干基)的主要成分為:有機質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%;有時含油率可達2%～10% ，瀝青質高者可達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到工業單獨開采品位或邊界品位，可作種礦物資源單獨開采，并通過冶煉回收其有價組分。

3 石煤的分布狀況

石煤在我國分布廣泛， 儲量豐富，總儲量達618.8×108t。廣泛分布于我國南秦嶺區的川北、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，其中以南秦嶺區儲量最豐富，煤質較佳。

4 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。但由于石煤碳含量低、灰分高， 給燃燒帶來一定困難。石煤經過簡單浮選后， 去掉大部分灰分，可作無煙煤用， 也可加少量粘結劑制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、循環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， 而且可用于電廠發電。

4.2 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 ]，目前該技術已經相當成熟。

4.3爐渣的利用

(1) 提取鉬、鎳、釩等金屬

結合我國石煤儲量大、分布相對集中的特點，可以考慮采用石煤作為能源礦產用于發電，綜合回收鉬、鎳、釩等有價金屬[3]，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(小于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生成碳酸鈣而硬化， 與石煤渣結合在一起， 廣泛用于各種建筑物。由于石煤渣中含有一定數量的伴生礦物和制水泥的原料， 可用鍋爐燃燒后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[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。

5 結 語

我國石煤資源豐富， 發展石煤綜合利用是很有前途的。但地質勘探、開采以及加工工作還需進一步做深做透， 綜合利用技術的研究和有價元素的綜合回收必須加強;此外，還需大力發展三廢治理的研究。

參考文獻

[1] 陳鵬.中國煤炭性質、分類和利用[M].北京:化學工業出版社，2001.

[2] 劉建忠，周俊虎，程軍等.長廣煤燃燒硫析出動態特性研究[J].燃料化學報，2001，29 (4):368～370.

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

[4] 秦純.用碳酸鈉轉化處理黑色頁巖分離鉬鎳的工藝[P].CN:1177012A，1998O03O25.

[5] 朱一平.石煤廢渣的綜合利用[J]. 礦產綜合利用，1983，(1):16～19.