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谁告诉我下煤炭的浮选原理是什么

粗暴的大叔
知性的悟空
2022-12-28 19:24:54

谁告诉我下煤炭的浮选原理是什么?

最佳答案
着急的皮带
粗暴的雪碧
2026-05-04 15:25:18

利用矿物表面的物理化学性质差异选别矿物颗粒的过程,旧称浮游选矿,是应用最广泛的选矿方法。几乎所有的矿石都可用浮选分选。如金矿、银矿、方铅矿、闪锌矿、黄铜矿、辉铜矿、辉钼矿、镍黄铁矿等硫化矿物,孔雀石、白铅矿、菱锌矿、异极矿和赤铁矿、锡石、黑钨矿、钛铁矿、绿柱石、锂辉石以及稀土金属矿物、铀矿等氧化矿物的选别。石墨、硫黄、金刚石、石英、云母、长石等非金属矿物和硅酸盐矿物及萤石、磷灰石、重晶石等非金属盐类矿物和钾盐、岩盐等可溶性盐类矿物的选别。浮选的另一重要用途是降低细粒煤中的灰分和从煤中脱除细粒硫铁矿。全世界每年经浮选处理的矿石和物料有数十亿吨。大型选矿厂每天处理矿石达十万吨。浮选的生产指标和设备效率均较高,选别硫化矿石回收率在90%以上,精矿品位可接近纯矿物的理论品位。用浮选处理多金属共生矿物,如从铜、铅、锌等多金属矿矿石中可分离出铜、铅、锌和硫铁矿等多种精矿,且能得到很高的选别指标。浮选适于处理细粒及微细粒物料,用其他选矿方法难以回收小于10μm 的微细矿粒,也能用浮选法处理。一些专门处理极细粒的浮选技术,可回收的粒度下限更低,超细浮选和离子浮选技术能回收从胶体颗粒到呈分子、离子状态的各类物质。浮选还可选别火法冶金的中间产品,挥发物及炉渣中的有用成分,处理湿法冶金浸出渣和置换的沉淀产物,回收化工产品(如纸浆,表面活性物质等)以及废水中的无机物和有机物。

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最新回答
俊逸的外套
甜美的钻石
2026-05-04 15:25:18

影响煤泥浮选的因素众多:

一、煤的变质程度对浮选的影响

1、低变质程度的煤:具有较高的表面孔隙度和较多的含氧官能团,亲水性较强,可浮性较差;

2、随变质程度增大:煤的排列变得致密,孔隙度降低,表面含氧官能团减少,疏水性增强,在焦煤时可浮性最好;

3、随变质程度进一步提高:孔隙度又增加,侧链减少,碳链变短,疏水性又降低。

不同变质程度煤表面疏水性变化也可用接触角的变化来定性说明,即接触角随煤的含碳量增加而增大,在焦煤时达到最大,然后又随含碳量增加而变小。

不同煤表面疏水性现以比较权威额公认的煤的工业分析和元素分析的数据为基础的经验式解释,称为表面成分理论或假说。

欢喜的故事
喜悦的小蝴蝶
2026-05-04 15:25:18
不一定,一般来说,井下的煤在同等条件下(比如同一层或者其他方面类似)水分稍微高一些,但也不是绝对的。有的露天由于深部水分大,还得排水疏干;还有的煤天然水分就很高,比如褐煤,即使露天的,收到基全水分也能达到40%以上。但是露天有一个好处,可以晾晒,井工却没办法做到,而且井工采出的煤往往混有夹矸,还得洗选。你说的井矿的煤湿是一般人的视觉认识,实际上煤里的含水必须经过严格的化验,而且有不同条件下的标准,是计价的很重要的指标。

激情的小白菜
天真的金毛
2026-05-04 15:25:18

各国的能源构成不同,消费构成也不同。我国能源以煤为主,约占70%,煤炭的消费构成大体如下:火力发电31%,各种工业锅炉31%,民用20%,炼焦8%,蒸汽机车4%,化工3%,出口3%。不同部门对煤质的要求不同。

1.炼焦用煤

焦炭用于炼铁、铸造、生产电石、气化以及金属的冶炼等。炼焦是在炼焦炉的炭化室内进行的。炭化室宽0.45m,高4.3~5.5m,长14~16m,可装煤18~27t,炭化室两边为燃烧室,温度达1300℃,隔着耐火砖把炭化室加热至1100℃,煤在炭化室中隔绝空气干馏,大约经过14~16h,煤就炼成焦炭。炼焦产品中焦炭约占75%,焦炉煤气18%,煤焦油4%,还有粗苯、氨、硫等。每座焦炉有炭化室几十个至上百个。焦炉煤气热值很高,是很好的气体燃料。煤焦油经分馏后可得到很多有用的化工产品,如汽油、煤油、柴油、润滑油、沥青等,粗苯和氨也是主要的化工原料。我国每年生产的焦炭5000×104t以上,其中大部分用于高炉炼铁。焦炭在炼铁高炉中所起的作用主要有三:一是还原剂,与铁矿石中的氧作用生成CO和CO2,把铁还原出来二是热源,焦炭燃烧时产生高温(炼铁高炉温度约1600℃),保证化学反应的进行,使铁矿石熔化三是支撑剂,焦炭在高温下不变形,保证高炉中气流畅通、生产正常地进行。所以炼铁必须有一定粒度的高强度、低灰低硫的优质焦炭。为保证焦炭的质量,对炼焦用煤有如下的要求:

1)有较强的结焦性和粘结性:炼焦用煤一般都要用多种煤配合炼焦强粘结性煤如肥煤、焦煤要占50%~60%,而粘结性差的煤如气煤、瘦煤用量为40%~50%,有时也可用一部分弱粘煤代替气煤。配煤后的胶质层厚度Y为16~20mm为佳。

2)煤的灰分要低:炼焦煤的灰分增加0.8%,焦炭的灰分就增加1%,焦炭的强度会下降2%,炼铁时的焦比(炼1t铁所需焦炭量与铁的比值)要增高2%~2.5%,生铁产量要下降2.55%~3%,高炉排渣量要增加2.7%~2.9%。所以要求炼焦煤的灰分越低越好。但为了保证精煤的回收率,所以煤焦配煤的灰分Ad≤10%为宜。由于我国的气煤多,而焦煤少,所以我国焦煤、肥煤的灰分可放宽至12%,气煤的灰分则要小于9%。不管原煤灰分多低,炼焦用煤都要进行洗选,不但降低了灰分,而且可脱除大部分丝质体和半丝质体等不粘结组分,使镜质组富集而提高煤的粘结性。

3)煤的硫分要低:炼焦煤中的硫有80%进入焦炭,焦炭在炼铁时,硫进入生铁。生铁中含硫大于0.07%,即为废铁,不能炼钢,因炼出的钢具热脆性,易脆裂。为了脱硫,要在高炉中加入石灰石、白云石等熔剂与硫形成炉渣(CaS)排出。通常炼焦煤的硫增加0.1%,焦炭中的硫增高0.08%,石灰石用量就增加1.6%,焦比上升1.2%,高炉的生产能力就降低1.6%~2.0%。所以要求炼焦配煤后的硫含量St,d≤1.2%。有些工业先进国家,要求配煤的硫含量要小于0.5%。煤中的磷在炼焦时也会进入焦炭,焦炭炼铁时磷进入铁中。磷也会使铁变脆,其危害比硫更大。炼焦配煤中要求磷含量Pd≤0.1%。我国煤中的磷含量一般都不高。

4)配煤的挥发分要合适:配煤的挥发分过高,会降低焦炭强度挥发分过低,虽可提高焦炭的强度和块度,但炼焦时膨胀压力过大,推焦困难,而且挥发分低,化学产品的回收率低,使炼焦成本提高。一般配煤的挥发分Vdaf为28%~32%较合适。若生产铸造焦,挥发分可低一点(Vdaf=28%),可得较多的大块焦。化工用焦,焦炭强度可稍降低,故挥发分可高些,灰、硫的要求也可放宽一些。

5)其他指标要求:要求配煤总水分Mt在7%~10%之间。因水分高,消耗热量,需要延长炼焦时间,降低焦炭的产量。炼焦配煤的粒度,要求小于3mm占80%以上。粒度太大,煤料混合不均匀,炼出焦炭强度受影响粒度太小,增加磨煤费用和电耗,而且装炉煤的堆密度变小,会减少焦炭产量,降低焦炭质量。配煤的粘结性较差时,可用捣固的办法增加堆密度,减少颗粒间的间隙,改善煤的粘结性,也可加入沥青等粘结剂来改善粘结性。煤料挥发分高,收缩太大时,可加入细粉碎无烟煤、半焦等瘦化剂,以提高焦炭强度。

2.气化用煤

煤直接燃烧效率低,热能利用率仅15%~18%,且污染大气。我国每年燃烧煤炭排入大气的烟尘量达1200×104t,SO2达1800×104t,占排入大气污染物总量的60%~80%。全国有几十个城市出现酸雨,近40%的国土受酸雨的污染,酸雨主要是硫酸(90%),其次为硝酸和弱酸。大气中含硫0.8mg/m3就会使人致病,酸雨使湖泊酸化、鱼藻死亡、农作物枯萎、土壤中养分流失,还破坏金属构件、建筑物,文物古迹、油漆、衣物也受其腐蚀。酸雨给国民经济造成巨大损失,已成为国际上重大的环境污染问题。用煤生产煤气作为燃料称为煤的气化,是减少对大气和环境污染的办法。煤气的热效率高达55%~60%,比直接燃煤提高3倍,洁净、空气污染小,运送方便,生产工艺和设备比较简单。煤的气化是使煤与氧气、空气、水蒸气等反应,生成含有CO和H2等可燃气体的工艺过程,即把固态的煤变成可燃气体的过程。

2C+O2→2CO+Δ

C+H2O→CO+H2-Δ

式中:Δ表示无效成分。

据气化剂的不同,煤气可分为空气煤气、水煤气和半水煤气等。以空气作为气化剂生产出来的煤气称为空气煤气,但有效成分H2和CO含量只有12%,发热量太低,用处不大以水蒸气、氧气作为气化剂生产出来的煤气称为水煤气,有效成分CO和H2的含量可达86%,发热量高,可作燃料和化工原料,也是工业用氢的来源以空气和水蒸气作为气化剂生产出来的煤气称为半水煤气,有效成分H2和CO的含量达70%,N2含量为20%,发热量中等,是合成氨的原料,也可作燃料。

气化用的炉型不同,对煤质的要求也不一样。常见的有固定床气化炉、沸腾床气化炉和悬浮床气化炉。

(1)固定床气化炉

固定床气化炉为圆形炉子,煤由炉子上方加入,在炉栅上进行燃烧气化。气化剂从炉栅下部向上通入,生成的煤气从上方导出。炉栅附近温度高,为氧化层,向上温度逐渐降低,分别为还原层、干馏层和干燥层。

固定床气化炉必须用块煤,粒度最好为25~50mm,其次为13~50mm,13~25mm,25~75mm等。煤种以低煤级的褐煤、不粘煤、长焰煤、弱粘煤、气煤为佳。要求煤的抗碎强度较高,热稳定性要好(TS+6>70%),煤的活性好,灰分Ad<25%,硫分St,d<2%,固态排渣炉要求煤灰的软化温度ST>1200℃,液态排渣炉要求煤灰的熔化温度FT<1300℃,要求烟煤胶质层厚度Y<16mm。

(2)沸腾床气化炉

煤在炉上呈浮动的状态,就像沸腾的水,故称沸腾床气化炉。用粒度<8mm的煤,而<1mm的粉煤越少越好,不然飞灰的损失大,影响煤的有效利用率。煤种以低煤级的褐煤、长焰煤或不粘煤为佳。要求煤的水分Mt≤12%,灰分Ad≤25%,硫分St,d<2%,活性要好,a>60%(950℃时CO2的还原率),煤灰软化温度ST<1200℃。

(3)悬浮床气化炉

把煤磨成粉,喷至炉内呈悬浮状态进行燃烧气化。煤要磨得很细,<200网目(筛孔边长为0.074mm)的煤粒要>90%。煤粉在炉中1s内完成氧化反应,炉中温度高达1400~1500℃。生成煤气可供生产合成氨。该炉对煤种不限,对粘结性等无要求,但煤的水分要尽量少,Mt<5%。悬浮床气化炉生产能力大,1h可生产5×104~12×104m3的煤气。

(4)生产合成氨对煤质的要求

我国中型化肥厂生产合成氨的气化炉一般用固定床气化炉,对煤质有严格要求。要用无烟煤,块煤粒度为25~50mm,或15~100mm,13~25mm,13~70mm含矸率(粒度大于50mm的矸石量百分比)小于4%,限下率(小于粒度下限的煤百分比)为15%~21%Mt<6%Vdaf≤10%,Ad为16%~24%,St,d≤2.0%,ST≥1250℃,TS+6≥70%,抗碎强度(大于25mm)不小于65%。

3.液化用煤

煤的液化就是将煤中的有机质转化成液态产物的加工过程。煤炭液化的主要目的是为了获得液体燃料,如汽油、柴油、煤油等,也可将液态产物加工成无灰焦炭,用以制造电极、碳纤维、粘结剂,生产有机化工产品,煤液化的副产品煤气可作为气体燃料。

煤液化的方法可分3类:煤直接加氢液化(如高压加氢法,溶剂精炼煤法)煤间接液化(先将煤气化为水煤气,然后合成液态产物)煤的部分液化(即低温干馏法)。

(1)煤直接加氢液化

煤是固体,碳含量高、氧含量高(15%~25%)、氢含量低(<7%)、原子比小,煤的分子结构为高分子缩聚物,结构单元为缩合芳香环,环上带有直链烃侧链和各种含氧、氮、硫的官能团,各结构单元通过醚键或非芳香烃连接,煤分子量很大,一般认为>5000。石油是液体,氢含量高(11%~14%),氧含量低(<1%),H/C原子比大,石油分子结构以烷烃、环烷烃为主,分子量小,约200。煤的直接加氢液化,实质就是煤在溶剂、催化剂和高压氢存在的条件下,切断煤的化学键,在键的断裂处用氢来补充,使煤变成低分子量、含氢高的油和气。加氢液化时,煤要破碎至<0.3mm,与蒽油(或四氢萘)混合制成煤糊,反应塔中温度为400~480℃,有CoMo催化剂,10~20MPa压力,煤糊在反应塔中被裂解,加氢液化,生成的液态产物可分馏出各种组分,气态产物可作燃料气用。据需要可改变反应温度和压力,生产产品可以液态为主,也可以固态为主。固态产品称溶剂精炼煤,是优质清洁燃料和化工原料,可用于炼焦配煤,做型煤的粘结剂,生产高级碳素材料、碳素纤维等。

加氢液化要采用低煤级的煤,如褐煤、长焰煤或Vdaf>35%的气煤。碳氢比要小,C/H<16,壳质组和镜质组含量要高,惰质组含量要低(I<10%,因其不液化),煤的灰分要低(Ad<5%),灰熔点要高(ST>1200℃)。

(2)煤间接液化(又称一氧化碳加氢法)

其原理是先将煤气化得原料气(CO+H2),然后在一定温度和压力下经催化合成,得到液态烃和液化石油气。产品有合成石油气、汽油、柴油、燃料油、蜡、醇、酸、酮等。目前南非有正式生产厂,年产量超过200×104t。

煤间接液化对煤质的要求与气化炉有关。如移动床加压气化炉,要求用块状无烟煤或焦炭,粒度均匀,灰分低,灰熔点高,抗碎强度高,热稳定性好,硫分低,水分低,挥发分低。

(3)煤的部分液化

即低温干馏,要用含油率高的褐煤或高挥发分烟煤,如长焰煤、气煤等。

4.火力发电用煤

我国约有30%的煤用于火力发电,年耗煤约4×108t,是用煤大户。我国火力电厂大多采用粉煤锅炉,装机容量越大的发电厂,对煤的热值及可磨性要求越高。煤的粒度越细越好,要求<200网目(筛孔边长<0.074mm)的粉煤要占85%以上(褐煤80%以上),所以要求煤的可磨性越大越好,可减少电耗。影响电厂用煤指标的主要有挥发分(Vdaf)、灰分(Ad)、水分(Mar)、硫分(St,d)、发热量(Qnet,ar)、灰熔点(DT,ST,FT)等。

1)发热量等级(表7-10):不同煤级的煤,挥发分不同,发热量不同,要根据不同炉型的煤来燃烧。如用任意煤级的煤,则燃烧的稳定性及效率会受影响。

表7-10 火力发电用煤对发热量的要求

2)灰分等级(Ad):分3等:A1≤24%A2为24%~34%A3为34%~46%。灰分降低发热量,粘污设备,造成显热损失,故对灰分有一定的要求。

3)水分等级(Mt%):

Vdaf≤40%时,M1≤8%,M2在8%~12%范围内

Vdaf>40%时,M1≤22%,M2在22%~40%范围内。

煤中含水分Mt>60%时,要先干燥,不能直接燃烧。

4)硫分等级(St,d%):S1≤1.0%或S2在1.0%~3.0%之间。硫分高于3.0%会造成严重的腐蚀和环境污染。

5)灰熔点(ST):固态排渣炉要求高的灰熔点,液态排渣炉要选用低灰熔点的煤。当Qnet,ar>12.54MJ/kg时,要求ST>1350℃当Qnet,ar≤12.54MJ/kg时,对灰熔点不限。

5.铁路机车用煤

机车锅炉的烟道较短,要求水蒸气的蒸发量大(70~80kg/(M2·h)),通风强度大,流速快(>30m/s),故需使用块煤。如果用末煤就会产生飞扬损失,粉煤没充分燃烧即被吹出,热能不能得到充分利用,损失率可达15%~20%,大供气时可达25%~30%。块煤的粒度以6~50mm为好。块煤供应不足时,也可供原煤,但含矸率要不大于1%,用混煤则要粒度为0~50mm。供应颗粒煤时限下率要小于15%,含末率要小,含末率增大1%,则煤耗增加0.4%。煤种可用长焰煤、弱粘煤、1/2中粘煤、1/3焦煤、气煤、肥煤、气肥煤等,要求挥发分大一些(Vdaf≥20%)。一般不使用褐煤,褐煤燃烧时火力不猛,使蒸气压力达不到要求。

机车用煤的硫分要低(St,d<1.5%),隧道多的地方要求St,d<1.0%,灰分要低(Ad≤24%)。煤的灰熔点越高越好,要求软化温度ST>1200℃,以免结渣影响炉子通风。煤的发热量分3级:①Qnet,ar为20.9~23.00MJ/kg②Qnet,ar为23.00~25.09MJ/kg③Qnet,ar≥25.09MJ/kg。用弱粘结性煤较好,用不粘结煤易漏失,用强粘结性煤则阻碍炉子通风。

6.船舶用煤

船舶用煤对质量要求更严,因船的体积小,供煤不方便,故要求高热值的低灰块煤。粒度为13~50mm间的小块和中块煤或者混块煤,灰分Ad<14%,发热量Qnet,ar≥25MJ/kg,挥发分(Vdaf)最好在25%~40%之间,煤灰熔点ST≥1250℃。可采用单种煤,也可用配煤燃烧,一般无烟煤和褐煤不宜做船舶用的配煤。

7.高炉喷吹用煤

为了降低高炉炼铁时的焦比,国内外普遍采用喷吹无烟煤粉、天然气和重油等燃料来代替部分焦炭,可降低生铁的成本,每喷吹1t优质无烟煤可节约焦炭800~900kg。喷煤粉率可达24%~30%,比用焦炭成本低一半。

喷吹用的无烟煤,要求可磨性好,HGI指数越大越好,可减少磨煤电耗灰分、硫分要低,Ad≤12.5%,St,d<1.0%,Vdaf=10%左右,Mt<8%。水分高的无烟煤粉在喷吹时的黏滞力大,甚至使煤粉粘在一起而无法喷吹。煤灰成分中SiO2/CaO要小于1,因为CaO增高有助于降低酸性炉渣的黏度。无烟煤粉的细度,要求大于160网目的数量小于10%,最高不超过15%。我国新密、阳泉、汝箕沟、焦作、晋城等地的无烟煤可用于喷吹。低灰、低硫、强爆炸性的烟煤也可用于喷吹,如山西大同优质的弱粘煤。高变质的超无烟煤由于不易研磨成粉,一般不用于高炉喷吹。

8.烧结矿用煤

炼铁时对品位高的铁矿石经一定的破碎和筛分即可入炉冶炼,但对含铁量较低的贫矿则要预先破碎、洗选,提高品位后,把精矿粉与无烟煤和溶剂等在温度1300℃左右烧结成球,再送入高炉冶炼,把精料烧结成块,即为烧结矿。烧结用煤质量的好坏,将直接影响生铁的质量。烧结用的无烟煤粒度为0~3mm,灰分,硫分要低(Ad≤15%,St,d≤1.0%),发热量要高。

9.制活性炭用煤

活性炭是一种带有活性的炭制品,具有强吸附作用。活性炭是黑色、无味、无嗅的固体,不溶于一般有机溶剂。它具有发达的微孔结构,具有巨大的比表面积,每克活性炭比表面积可达500~1500m2,最高可达2500m2,使活性炭具有很高的吸附能力。活性炭的化学稳定性高,可在很广的酸碱度范围内使用。

活性炭是一种疏水性的吸附剂,能在气体和污水净化中发挥作用。它能从被污染的潮湿空气中吸附SO2,NO2,CO2,H2S,氯、汞蒸气以及苯、醇、醛、酚、汽油等多种气态烃,及多种细菌、病菌、臭气,还能吸附污水中各种化学物质、石油和细菌、病毒等,使水净化至地面水标准。活性炭又是一种优良的催化剂及载体,用于氧化、还原、脱氢、合成等化学反应中。活性炭广泛应用于食品、医药、工业用油剂、橡胶加工、石油炼制、染色、无机试剂的制备、有机合成、气体净化、溶液中贵金属和溶剂的回收、防毒面具、解毒剂以及航空、军工、消防等方面。

活性炭的品种有粉状和粒状等。生产时先将煤在温度600℃下进行干馏,除去挥发分,然后将碳化物在温度900℃下进行焙烧,用含氧气体和水蒸气、ZnCl2等活性剂进行活化,清除被吸附在碳表面的各种污染物,把被堵塞的微孔打开,从而增加活性炭的内表面积,恢复其活性。

各种煤都可作为生产活性炭的原料。高煤级烟煤和无烟煤制出的活性炭微孔发育,中孔少,适于气体和蒸汽的吸附,也可作催化剂载体,用于水的净化。低煤级烟煤和褐煤制成的活性炭中孔发育,微孔少,适于气体脱硫、脱色及大孔径的催化剂载体。对原料煤的要求是灰分越低越好,最高不超过10%,硫分越低越好,制颗粒状活性炭,则要求无烟煤的热稳定性要好。

10.制造电石用煤

在电炉内2200℃的高温下,将生石灰与焦炭进行反应,生成电石(CaC2)。电石与水反应,生成乙炔(C2H2),乙炔在氧气中燃烧可产生3500℃的高温,可用来切割金属电石还可用于制造塑料、合成纤维、合成橡胶、化肥和农药等。

制造电石可用焦炭或无烟煤。对无烟煤的质量要求:固定碳含量要高,挥发分Vdaf<10%,灰分要低(Ad<7.0%),全硫St,d≤1.5%,磷含量Pd<0.04%,煤的密度以小于1.6g/cm3为佳,粒度最好是3~40mm。

11.制腐植酸用煤

制造腐植酸一般采用腐植酸含量高的泥炭、年轻褐煤和风化烟煤及严重风化的无烟煤。要求煤的腐植酸产率大于30%,煤的灰分不宜超过40%。煤灰成分中以含氧化钾和五氧化二磷较多为好,这样可制成含多种肥效的复合肥料。

12.提取褐煤蜡用煤

褐煤蜡是轻工业、化学工业中不可缺少的原料,制电缆、皮鞋油、复写纸、电子产品都少不了它。适于提取褐煤蜡的煤是年轻褐煤,要求苯抽提物EB,d>3%,灰分不宜太高。老褐煤的蜡含量低,不宜作为原料。

13.水泥工业用煤

大、中型水泥厂的砖窑烧成用煤对煤质的要求较高。首先是煤的灰分越低越好,一般要求Ad在20%~26%的范围内。灰分太高,煤的发热量太低,达不到熟料的烧成温度(1450℃以上,燃烧火焰温度达1600~1700℃),要求煤的发热量>21MJ/kg,温度低影响熟料的矿物成分和结晶状态,使水泥的安定性强度(标号)降低要求灰分的成分稳定,因为煤灰成分会影响水泥的配料,煤的挥发分以Vdaf>25%为宜,但不要超过40%。挥发分适中,火焰明亮,升温快,熟料的质量好,煤的硫含量St,d<3%煤种以焦煤、1/3焦煤、不粘煤、弱粘煤、1/2中粘煤、气煤等较合适,也可采用配煤的方式。粒度以末煤、粉煤、混煤等小粒度最适宜,可减少磨煤电耗,粒度过细,易发生自燃爆炸,不安全。

14.陶瓷工业窑炉用煤

陶瓷工业窑炉可以用柴、煤、油、煤气、天然气作为燃料,也可用电。以煤作为燃料对煤质的要求是:发热量Qnet,ar≥21MJ/kg,挥发分Vdaf为25%~30%,灰分Ad≤20%,灰熔点ST≥1300℃,硫分St,d<2%。

15.工业锅炉的用途与用煤量

(1)工业锅炉

锅炉是生产水蒸气和热水的设备,按用途可分为动力锅炉(火力发电厂)、工业锅炉和采暖锅炉、废热锅炉。动力锅炉产生高温、高压过热蒸汽,工业锅炉产生饱和蒸汽或中、低压过热蒸汽,采暖锅炉只产生低压饱和蒸汽和热水。工业锅炉广泛用于化学工业、造纸、印染、纺织等行业。我国工业采暖锅炉有几十万台,年耗煤近4×108t。约占我煤产量的30%。

(2)工业锅炉分类

层燃炉:燃料在炉排上铺成层状,空气由炉排下送入。燃料一部分在炉排上燃烧,一部分在炉膛中燃烧,可储存较多的煤,燃烧稳定。按操作方式可分为手烧炉、链条炉、抛煤机炉、振动炉排炉等。

悬燃炉:又称煤粉炉,没有炉排,燃料在炉内呈悬浮状态燃烧,燃烧稳定性差,但燃烧效果好,机械化程度高,适于大炉。

沸腾炉:把煤料破碎至一定粒度,从炉排下送入压力较高的空气,将燃料层吹到一定高度燃烧。燃料在炉内上下翻滚,完成燃烧过程。该炉可烧劣质煤、油页岩、煤矸石、石煤,但飞灰量大,热损失大,耗电量大。管道易磨损。

(3)各种工业锅炉对煤质的要求

链条炉:煤的发热量Qnet,ar一般在19~21MJ/kg之间,挥发分Vdaf>15%,灰熔点ST>1200℃,弱结渣性用烟煤,粒度为10~50mm。适于10~75t/h蒸汽量的中型锅炉。

振动炉排炉:用于容量2~10t/h的锅炉,适于低挥发分的烟煤和无烟煤,不宜用粘结性强、灰熔点低、水分高的煤。炉排振动易漏煤、飞灰多。

往复推动炉排炉:可用高灰分、高水分低煤级煤,不宜用无烟煤及粘结性强的烟煤,用于6t/h的小锅炉。

抛煤机炉:适用各种煤种,但粒度要在30~40mm范围内,水分Mt≤15%。适于蒸发量<10t/h的锅炉。

悬燃炉适于任何煤种,但要有磨煤设备,适于蒸发量大于75t/h的大中型锅炉。

沸腾炉:可用劣质煤、油页岩、石煤等。

手烧炉:条状炉排,适用褐煤和高挥发分煤板状炉适用无烟煤。

16.生活用煤

包括居民生活用煤、服务行业、机关团体用煤、冬季采暖用煤、城乡小企业生产用煤,约占我国煤年产量的20%,每年用煤超过2×108t。

烧散煤热效率仅为10%,煤球为20%,蜂窝煤为30%,上点火蜂窝煤达40%~50%。上点火蜂窝煤对煤质的要求是:易燃、上火快,发热量高,硫低,火旺耐烧,使用方便,发热量Qnet,ar在23~25MJ/kg之间,Vdaf在15%~20%范围内,St,d<0.5%,着火点低。

腼腆的外套
坚强的小刺猬
2026-05-04 15:25:18

杨焦生 王一兵 王宪花 陈艳鹏 王 勃

( 中石油廊坊分院 河北廊坊 065007)

摘 要: 长期导流能力评价实验可以反映油气藏条件下裂缝真实的导流能力,为压裂设计和施工提供可靠参考。运用 FCES -100 长期裂缝导流仪,测试了不同条件下煤岩水力裂缝的长期导流能力,并分析了嵌入、煤粉、胍胶液残渣及复杂裂缝等因素对导流能力的影响。测试结果表明,煤岩强度低,嵌入伤害严重,在较低的闭合应力 ( 15 MPa) 下就表现明显的伤害,而砂岩当闭合压力大于 25 MPa 时,嵌入伤害才比较明显煤粉为疏水性,易聚集堵塞裂缝,大大降低导流能力。为克服嵌入和煤粉的伤害,施工中可采取增加铺砂浓度、加大支撑剂粒径、加入分散剂悬浮煤粉等方法。胍胶压裂液由于破胶难,残渣对裂缝渗透率伤害高达70% ~80%,可使导流能力下降30% ~50%,应加强对超低温破胶技术的研究裂缝形态对导流能力也有很大的影响,复杂裂缝与单一裂缝相比,等效导流能力降低。研究成果对煤层压裂材料优选、现场施工控制及压后产能评价具有积极的指导意义。

关键词: 长期导流能力 煤粉 支撑剂 裂缝形态 压裂液残渣

基金项目: 国家 973 课题 “提高煤层气开采效率的储层改造基础研究”( 2009CB219607) 资助。

作者简介: 杨焦生,男,工程师,中国石油勘探开发研究院廊坊分院工作,从事煤层气开发及增产措施研究。地址: 河北省廊坊市万庄石油分院 44#信箱煤层气所,邮编: 065007电话: 13513014216。E mail: yangjiaosheng@ 126. com

Experimental Study and Influence Factors Analysis on Long- term Conductivity of Hydraulic Fractures in Coal Seams

YANG Jiaosheng WANG Yibing WANG Xianhua CHEN Yanpeng WANG Bo

( Langfang Branch,Research Institute of Petroleum Exploration and Development, PetroChina,Langfang 065007,China)

Abstract: The long-term conductivity of hydraulic fractures under different situation in medium-and high-rank coal bed are tested by using FCES-100 fracture long-term flow conductometer. The influence of proppant embed- ment,coal powder,guar gum residue and complex fractures to conductivity are also analyzed. Experiment results show that proppant embedment can cause seriously damage to conductivity for low-intensity of coalbed. Under low closure stress ( <15 MPa) ,the damage in coal seam displays obviously,however,for sand only when closure stress was higher than 25 MPa,the damage can be observed. Moreover,coal powder is hydrophobic and is in- clined to gather to chink fracture,decreasing conductivity sharply. Increasing the sand concentration,enlarging the proppant diameter and adding dispersant into the fracturing fluid appropriately can decrease the damage caused by proppant embedment and coal powder. According to test results,for gelout's difficulty,mass guar gum residue in hydraulic fracture can reduce permeability by 70-80% ,and conductivity decrease by 30-50% . So it is necessa- ry to strengthen the research on gelout technology under ultra-low temperature. Fracture morphology also plays an important role on the conductivity. Related to single fractures,complex fractures’equivalent conductivity is lower usually. This paper’ s outcomes are beneficial to fracturing materials optimization,field treatment controlling and productivity evaluation post fracturing.

Keywords: long-term conductivitycoal powderproppantfracture morphologyguar gum residue

煤储层渗透率很低,一般都小于1mD,压裂裂缝导流能力对压后产气效果影响很大,是实现压后高产的基础。与常规砂岩地层相比,煤储层埋藏浅、弹性模量低、强度低、天然割理及裂缝发育(琚宜文等,2005申卫兵等,2000),压裂过程中多形成复杂裂缝,支撑剂嵌入严重,产生大量煤粉堵塞裂缝,裂缝长期导流能力变化具有自身特点(邹雨时等,2011郭建春等,2008王春鹏等,2006),其评价方法和内容不能简单照搬砂岩地层中裂缝导流能力的评价,而应该具有特殊性。本文针对这些问题采用实验室长期导流能力评价方法,系统研究了煤岩压裂裂缝导流能力的影响因素及其作用机理,并形成了一套适合煤储层的裂缝导流能力评价方法。

1 实验原理和设备

实验使用的是美国Core.Lab公司生产的FCES.100裂缝导流仪,使用API标准导流室,并严格按照API的程序操作,实验原理主要是达西定律,支撑剂导流能力计算公式可以表达为下面形式:

中国煤层气技术进展: 2011 年煤层气学术研讨会论文集

式中:kWf为充填裂缝导流能力,dc·cmQ为裂缝内流量,cm3/minμ为流体粘度,mPa·sΔp为测试段两端的压力差,atm。

因此,实验中只需测得压差及流量即可求得支撑剂的导流能力。图1为API支撑剂导流室解剖图,可以模拟地层条件,对不同类型支撑剂进行短期或长期导流能力评价。

2 实验条件和煤样制备

为了真实地反映支撑剂在地下裂缝的实际情况,模拟温度取40℃,选用长期导流能力测试,每个测试压力点都测量50小时,闭合压力分别为10,15,20,25和30MPa。支撑剂选用现在普遍采用的石英砂(兰州砂),选择20/40目和10/20目两种进行试验。实验中的流体选择为2%KCl水溶液和胍胶液,流体速度2~5ml/min。实验使用晋城(高煤阶)和韩城(中煤阶)两地的天然煤岩,实验试件的尺寸为长17.7cm,宽3.8cm,厚1~2cm,端部成半圆形(图2)。

3 实验方法

在导流室中夹持煤片模拟煤层裂缝,将实验流体以稳定的流速通过两片煤板之间的支撑剂填充层,逐渐增大闭合压力得到裂缝导流能力随闭合压力变化的曲线。通过改变煤岩类型、煤粉浓度、铺砂浓度、胍胶液浓度和用量、支撑剂粒径及组合、裂缝形态等实验条件得出不同闭合压力与导流能力的关系曲线,然后将不同的曲线进行比较分析,评价不同因素对煤岩裂缝导流能力的影响。

图1 API支撑剂导流室解剖图

图2 不同煤阶煤岩板

4 实验结果与分析

4.1 支撑剂嵌入及煤粉对导流能力的影响

(1)支撑剂嵌入影响

实验选用20/40目兰州砂,铺砂浓度分别为5kg/m2和10kg/m2,用钢板、砂岩和煤岩板(高、中煤阶两种)分别进行实验,实验结果见图3,4。

图3 钢板、砂岩、煤岩导流能力对比图(铺砂浓度5kg/m2)

图4 钢板与煤岩导流能力对比图(铺砂浓度10kg/m2)

可以看出,使用钢板(无嵌入)测得的导流能力明显大于使用煤岩测得的导流能力,说明支撑剂在煤岩中的嵌入伤害程度很大。实验证实煤层嵌入比砂岩严重,在闭合压力大于10~15MPa时,导流能力就急剧降低,而砂岩闭合压力大于20~25MPa时才下降较快。

由于中煤阶煤岩的强度更低,同样条件下,中煤阶嵌入伤害更严重,中煤阶明显嵌入时的闭合压力比高煤阶更低,嵌入程度约为高煤阶的1.5倍,造成导流能力下降幅度更大。嵌入伤害越严重,裂缝壁面嵌入部分产生的煤粉碎屑越多,对支撑裂缝内的流体流动阻碍更大,使得导流能力进一步下降。

(2)煤粉产出对导流能力的影响

实验选用20/40目石英砂,采用10kg/m2铺砂浓度,分别混入2%和5%的煤粉(100目),采用高阶煤煤岩片进行实验,实验结果见图5。

由图5可以看出,煤粉对裂缝导流能力伤害很大,随着闭合压力的增大,煤粉浓度的增高,导流能力迅速下降。闭合压力10~30MPa,2%煤粉可以使导流能力下降10%~35%,5%煤粉可使导流下降20%~60%。煤粉是疏水性的,不易分散于水或水基压裂液,从而极易聚集起来阻塞裂缝孔隙喉道,随着时间的延长,煤粉微粒不断运移,可以使得堵塞更为严重。如在压裂液中加入润湿剂和分散剂则能使煤粉由疏水性转为亲水性,有助于分散与悬浮煤粉于压裂液中,阻止煤粉的聚集,有利于煤粉的返排。如图6显示,加入两种不同分散剂FSJ01,FSJ02后裂缝导流能力有所改善。

图5 不同煤粉浓度下导流能力对比图

图6 加入分散剂对导流能力的影响结果(铺砂浓度5kg/m2)

4.2 支撑剂粒径对导流能力的影响

实验应用晋城高阶煤岩,选择10/20目和20/40目两种粒径支撑剂按照不同比例(1∶1,1∶2,1∶3)混合,测试其导流能力变化,铺砂浓度为10kg/m2。

由图7可以看出,当闭合压力低于20MPa时,单一粒径10/20目的石英砂的导流能力比20/40目的大30~50%,且大粒径支撑剂所占比例越大,其导流能力也越大。而当闭合压力高于20MPa时,各比例组合导流能力相差不大。因此,压裂施工过程中,考虑造缝和携砂效果,前期应用较小粒径支撑剂(20/40目),低排量施工,可较好支撑多裂缝的支缝系统,使裂缝延伸更长后期尾追较大粒径支撑剂(10/20目)提高近井地带的导流能力。

图7 不同粒径支撑剂组合导流能力对比图

4.3 铺砂浓度对导流能力的影响

实验选用20/40目兰州砂,分别选取5kg/m2和10kg/m2两种铺砂浓度进行实验,实验结果见图8。

图8 不同煤岩、不同铺砂浓度导流能力对比图

由图8可知,无论何种煤阶煤岩,提高支撑剂的铺砂浓度导流能力都有明显的提高,铺砂浓度从5kg/m2提高到10kg/m2,支撑剂的导流能力可以提高50%~100%。而低铺砂浓度下一旦发生嵌入现象,其影响要比高铺砂浓度大。闭合压力越大,铺砂浓度越低,地层岩石越软,嵌入越严重。因此,较软的中阶煤层中为了降低嵌入和煤粉对导流能力的伤害,施工过程中应该增大砂比,提高填充裂缝的铺砂浓度显得更为必要。因此为了提高支撑裂缝的导流能力可在施工条件许可的条件内适当增加支撑剂的铺砂浓度。

4.4 压裂液残渣对导流能力的影响

煤层温度低,胍胶压裂液破胶难,造成残渣吸附在煤基质或堵赛支撑剂孔隙,导致基质、裂缝内渗透率下降,导流能力减小,因此这一部分主要考察压裂残渣对支撑剂导流能力的影响。在这里选用20/40目石英砂,10kg/m2铺砂浓度,煤样为晋城高煤阶,分别做了不加压裂液、加入浓度0.4%的150ml胍胶液、加入浓度0.5%的150ml胍胶液和浓度0.5%的100ml胍胶液情况下的导流能力测试,评价胍胶压裂液导流能力的伤害,并进行对比分析,如图9。

图9 压裂液残渣伤害综合对比图

压裂液残渣的伤害,导致了支撑剂导流能力明显的降低,不同的闭合压力下及伤害程度平均在30%以上。相同闭合压力下,同一样品注入瓜胶压裂液越多,浓度越高,导流能力伤害越大,0.5%的瓜胶液比相同量的0.4%瓜胶压裂液导流能力下降10%以上,0.5%的150ml胍胶量比0.5%的100ml量导流能力降低20%。

因此煤层压裂液体系在选用冻胶时,需要充分研究其在煤层低温条件下的高效破胶技术,同时也可以尝试加入化学物质来降解、氧化冻胶残渣,减少残渣对水力裂缝的堵塞,从而达到增加裂缝渗透性,提高单井产量的目的。

4.5 复杂裂缝对导流能力的影响

为了描述煤层水力压裂中形成的“T”形、“I”形等复杂裂缝对导流能力的影响,本次实验中模拟研究多条裂缝(两条)导流能力的变化情况。实验选用20/40目兰州砂,将一定量的石英砂平均分成两份,分别充填于两条相邻裂缝内(铺砂浓度5kg/m2),测试其综合导流能力,并与单一支撑裂缝(铺砂量与两条裂缝相同,铺砂浓度10kg/m2)的导流能力进行对比,如图10所示。

图11实验结果显示,等量的支撑剂,多条(两条)裂缝的导流能力小于单一裂缝的导流能力,平均可以降低14.6%。主要是由于裂缝条数的增多,造成支撑剂较为分散,铺砂浓度降低,增加支撑剂嵌入和煤粉堵塞另一方面,缝间流体流动发生转向,产生附加渗流阻力,压裂后的煤岩裂缝形态和表面极其不规则,这种渗流阻力会更大,致使导流能力进一步降低。由于煤岩强度差异,裂缝形态对中阶煤岩的导流能力影响程度更大,闭合压力为20MPa时,中煤阶煤岩导流能力降低17.6%,高煤阶煤岩降低12.8%。

图10 复杂支撑裂缝(浓度5kg/m2)和单一支撑裂缝(浓度10kg/m2)示意图

图11 不同裂缝形态下的导流能力对比图

5 结论

(1)煤岩强度低,支撑剂嵌入造成的导流能力伤害非常严重(伤害率50%以上)。煤层嵌入比砂岩严重,在闭合压力大于10~15MPa时,导流能力就急剧降低,而砂岩闭合压力大于20~25MPa时导流能力明显下降。中煤阶嵌入伤害更严重,中煤阶明显嵌入时的闭合压力比高煤阶更低,嵌入程度约为高煤阶的1.5倍,

(2)闭合压力10~30MPa,2%的煤粉可以使导流能力下降13.1%~34.9%,5%煤粉可下降19.7%~53.2%,在压裂液中加入分散剂可以使煤粉不易聚集,有利于返排,降低伤害。

(3)提高支撑剂的铺砂浓度和增大支撑剂的粒径可以明显提高裂缝的导流能力,地层闭合压力增大时应相应增加铺砂浓度,在软煤层中显得尤为必要。

(4)压裂液残渣伤害对支撑剂导流能力有很大影响,由于压裂液残渣的伤害,导致了支撑剂导流能力下降了30%左右,而降低压裂液的用量或减小压裂液的胍胶浓度都可以减小残渣伤害的影响,提高支撑剂的导流能力。

(5)同等量的支撑剂,复杂裂缝的导流能力小于单一裂缝的导流能力。与高阶煤岩相比,裂缝形态对中阶煤岩的导流能力影响程度更大。闭合压力为20MPa时,中煤阶煤岩导流能力降低17.6%,高煤阶煤岩降低12.8%。

参考文献

郭建春,卢聪,赵金洲等.2008.支撑剂嵌入程度的实验研究[J],煤炭学报,33(6):661~664

琚宜文,姜波,侯泉林,王桂梁,方爱民.2005.华北南部构造煤纳米级孔隙结构演化特征及作用机理[J],地质学报,79(2):269~285

申卫兵,张保平.2000.不同煤阶煤岩力学参数测试[J],岩石力学与工程学报,19(S1):860~862

王春鹏,张士诚,王雷等.2006.煤层气井水力压裂裂缝导流能力实验评价[J],中国煤层气,3(1):17~20

邹雨时,马新仿,王雷,林鑫.2011.中、高煤阶煤岩压裂裂缝导流能力实验研究[J],煤炭学报,36(3):473~476

会撒娇的老虎
苗条的饼干
2026-05-04 15:25:18
可以

煤炭渣是可以用来种花的,但是不能直接使用。煤炭渣里面杂质太多了,需要经过处理之后才能使用,首先把煤炭渣全部都弄碎,弄碎之后用筛子把它们都分离出来,挑选比较小的颗粒。然后在把挑选出来的小颗粒晒一遍,去除里面的碎末之后就可以进行使用了,这样的炉渣更适合种植多肉植物。

活性炭是由含炭为主的物质作原料,经高温炭化和活化制得的疏水性吸附剂。活性炭含有大量微孔,具有巨大的比表面积,能有效地去除色度、臭味,可去除二级出水中大多数有机污染物和某些无机物,包含某些有毒的重金。影响活性炭吸附的因素有:活性炭的特性;被吸附物的特性和浓度;废水的PH值;悬浮固体含量等特性;接触系统及运行方式等。活性炭吸附是城市污水高级处理中最重要最有效的处理技术,得到广泛的应用。

刻苦的蚂蚁
正直的吐司
2026-05-04 15:25:18
2公斤捕收剂。捕收剂,是改变矿物表面疏水性,使浮游的矿粒黏附于气泡上的浮选药剂。最重要的一类浮选药剂。由于一吨煤数量极多,需要2公斤的捕收剂即可提高可浮性。它具有两种最基本的性能,1、能选择性地吸附在矿物表面上。2、能提高矿物表面的疏水程度,使之易于在气泡上粘附,从而提高矿物可浮性。

包容的背包
曾经的大白
2026-05-04 15:25:18
煤中硫的脱除方法

按照脱硫工序在煤炭利用过程中所处阶段的不同,煤碳脱硫可以分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫。

煤炭燃烧后脱硫又称烟道气脱硫(Flue Gas Desulphurization,简称FGD),是指对燃烧后产生的气体进行脱硫。按产物是否回收,烟道气脱硫可分为抛弃法和回收法;按照脱硫过程的干湿性质又可分为湿式脱硫、干式脱硫和半干式脱硫;按脱硫剂的使用情况,可分为再生法和非再生法。FGD法技术上比较成熟,属末端治理,经过小试和中试已投入工业运行。尽管脱硫率可高达90%,但工艺复杂,运转费用高,副产品难以处置。

煤炭燃烧中脱硫(固硫)是在采用低温沸腾床层燃烧(800~850℃)的过程中,向炉内加入固硫剂如CaCO3、CaO或MgO等粉末,使煤中的硫转化成硫酸盐,随炉渣排出,可脱除50%-60%的硫。其脱硫效率受到温度的限制,而且固硫剂的磨制过程中需要消耗大量的能量,燃烧后增加了锅炉的排灰量。采用该方法无法将所有的硫转化成硫酸盐,只能在一定程度上降低烟气中的硫含量,不能从根本上解决烟气的污染问题。此技术目前尚不成熟,而且存在易结渣、磨损和堵塞等难题,成本高。

煤炭燃烧前脱硫是在煤炭燃烧前就脱去煤中硫分,避免燃烧中硫的形态改变,减少烟气中硫的含量,减轻对尾部烟道的腐蚀,降低运行和维护费用。燃烧前脱硫较之另两种脱硫工艺有许多潜在的优势,而且符合“预防为主”的方针。因为众多家庭用煤、中小锅炉用煤量大,来源不一,不易控制,而在选煤厂就把硫脱除到一定范围,从源头进行控制。所以,燃烧前脱硫具有重要意义。

煤炭的燃烧前脱硫可以分为物理脱硫法、化学脱硫法和生物脱硫法等。

物理脱硫法利用煤和黄铁矿的性质(如表面性质、密度、电及磁性等)差异而使它们分离,包括重选、浮选、磁分离、油团聚等方法。该方法工艺较简单,投资少,可以脱除50%左右的黄铁矿,而对煤质中高度分散的黄铁矿作用不大,且不能脱除煤炭中的有机硫。

化学脱硫法是利用不同的化学反应,将煤炭中的硫转变为不同形态,而使它们从煤中分离出来。在众多的化学脱硫方法中,目前经济技术效果较好的,且颇具应用前景的主要是碱法脱硫和溶剂萃取脱硫工艺。新开发的温和的化学脱硫法主要有辐射法、电化学法等。化学脱硫方法虽然能脱除无机硫和一部分有机硫,但有两个致命缺点,一是大多数化学脱硫法是在高温、高压和强氧化-还原条件下进行的,并使用不同氧化剂,故设备及操作费用显著提高;二是由于在这样的反应条件下,煤的结构、煤的粘结性被破坏,热值损失大,因而使所净化煤的用途受到了限制,难于在工业上大规模应用。

煤炭的生物脱硫法是由生物湿法冶金技术发展而来的,是在极其温和的条件下(通常是温度低于100℃、常压),利用氧化-还原反应使煤中硫得以脱除的一种低能耗的脱硫方法。它不仅生产成本低,而且不会降低煤的热值,还能脱除煤中有机硫,从而引起了世界各国的广泛关注。尽管煤炭生物脱硫目前还处于试验阶段,但它在经济上很有竞争力,是一种很有前途的煤炭燃烧前脱硫方法。

国内目前对微生物煤炭脱硫研究较多的是脱除黄铁矿硫,且仅限于试验室小型试验,对大规模培养微生物研究得较少,而微生物如何及时供应也是影响煤炭脱硫的一个重要方面,对脱除有机硫的研究国内尚处于起步阶段。国外对微生物脱除煤中硫的研究,不仅进行了脱除黄铁矿硫的研究工作,在有机硫的脱除方面也取得了很大进展。

目前,常用的生物脱硫的方法有浸出法、表面氧化法和微生物絮凝法[7-9]等。

(1)生物浸出脱硫

生物浸出法就是利用微生物的氧化作用将黄铁矿氧化分解成铁离子和硫酸,硫酸溶于水后将其从煤炭中排除的一种脱硫方法。具体方法是将含有微生物的水浸透在煤中,实现微生物脱硫。

刘生玉、印海南等认为,FeS2脱除的基本反应[27-29]如下(下面反应都是在氧化酶的参与下进行的):

2 FeS2 + 7O2+2H2O → 2FeSO4 + 2H2SO4 (1)

2FeSO4 + 0.5 O2+ H2SO4 → Fe2(SO4)3 +2 H2O (2)

FeS2 + Fe2(SO4)3 → 3FeSO4 + 2S (3)

2S + 3O2 + 2H2O → 2H2SO4 (4)

生物浸出脱硫目前常用的反应方式有堆浸法和浆态床流动法。堆浸法只需在煤堆上撒上含有微生物的水,通过水浸透,在煤中实现微生物脱硫,生成的硫酸在煤堆底部收集,从而达到脱硫的目的。浆态床流动法是将煤粉碎后与细菌、营养介质一起置于反应器内,在通气条件下进行煤的脱硫。

该法研究历史较长,技术较成熟。优点是装置简单、经济、不受场地限制、处理量大等。由于是将煤中硫直接代谢转化,当采用合适的微生物时,还能同时处理无机硫和有机硫,理论上有很大应用价值。其缺点是处理时间较长,一般需要数周;浸出的废液容易造成二次污染。

(2)微生物表面处理法

即表面改性浮选法。这是一种将微生物技术与选煤技术结合起来,开发出的一种微生物浮选脱硫技术。该法是将煤粉碎成微粒,与水混合,在其悬浮液下通入微细气泡,使煤和黄铁矿表面均附着气泡,在空气和浮力作用下,煤和黄铁矿一起浮到水面。但是,如果将微生物加入悬浮液中,由于微生物在黄铁矿表面,使黄铁矿表面由疏水性变成亲水性。与此同时微生物却难以附着在煤粒表面,所以煤表面仍保持疏水性。这样煤粒上浮,而黄铁矿则下沉从而将煤和黄铁矿分离,达到煤炭中脱除黄铁矿的目的。

该法优点是处理时间短,当采用对黄铁矿有很强专一性的微生物(如氧化亚铁硫杆菌)时,能在数秒钟之后就起作用,抑制黄铁矿上浮,整个过程几分钟就完成,脱硫率较高。该法缺点是煤炭回收率较低。

(3)微生物絮凝法

利用一种本身疏水的分歧杆菌的选择性吸附作用,在煤浆中有选择地吸附在煤表面,使煤表面的疏水性增强,结合成絮团,而硫铁矿和其它杂质吸附细菌,仍分散在矿浆中,从而实现脱硫。该法较新,应用较少,还有待于进一步研究和推广。

机智的小天鹅
苗条的咖啡
2026-05-04 15:25:18
现代浮选主要采用泡泡沫浮选,它是以气泡作为分选媒介(介质)。浮选的矿浆是由固体的矿物颗粒、水、空气及浮选药剂组成。浮选过程的基本作用是疏水性的矿物颗粒,附着在气泡的表面上,并被带到矿浆的液面形成矿化泡沫,而亲水性的颗粒不能附着在气泡上,残留在矿浆中。气泡是水中的空气,泡沫是很多气泡聚集在水面的现象,矿化泡沫就是附着有很多矿物颗粒的泡沫。因此,浮选是在固、浓及气体三者相互界面上进行的现象。这三者称为三相,即固相、液相及气相。所以,讨论浮选过程,就必须研究三相界面上所发生的表面现象。浮选药剂是实现和调节煤泥浮选过程的重要工具。根据浮选药剂的基本作用,浮选药剂可分为捕收剂、起泡剂和调整剂。捕收剂是减低煤粒表面的水化作用,从而改善煤粒向气泡的附着;起泡剂使空气更好地形成气泡,并增加浮选泡沫的稳定性。调整剂用来改善主要浮选药剂的作用。浮选流程包含两项内容:浮选入料的准备流程即煤泥水原则流程和浮选流程(浮选流程内部结构)。煤泥水原则流程是根据原料煤中煤泥性质和数量以及选煤厂厂型等具体情况,因地制宜地确定的。其原则流程是指浮选与前面作业的连接形式,按其特点分为:浓缩浮选、直接浮选、半直接浮选以及脱泥浮选。

呵呵,基本的就这些吧。