煤炭共伴生资源有哪些

煤基新材料简介

煤作为一种复杂有机碳烃大分子物质，具有从石油或人工合成难以得到的特殊芳香结构。目前新的高性能聚合材料大都具有复杂芳香结构单元，这无疑为煤基聚合物材料的开发带来新的机遇。在深入了解煤结构及其性质基础上，充分认识和利用煤的特殊性必然为煤的利用开辟独具特色的新途径。80 年代以来在高分子材料科学领域一个最引人瞩目的发展方向就是煤基碳素材料（碳纤维、针状焦、炭黑） 。煤基碳素材料不仅具有单一聚合物无法比拟的优良性能，而且制备工艺简单，开发周期短，生产费用低，有极高的性能 /性价比，市场前景广阔，因此聚煤基碳素材料在国内外的发展极为广泛、迅速。

近年来随着煤焦油深加工行业的兴起， 我们以煤化学与高分子科学的交叉领域作为加工

利用的新生长点，在煤基聚合物材料方面进行了研究，在石油能源日益紧张的形势下，日本、

德国等发达国家也在积极地寻求石油替代能源，其中煤基材料是一个热门研究方向。目前主要的研究项目有：碳纤维、针状焦、炭黑。

1.碳纤维是一种含碳量高于 90％的无机高分子纤维，可通过对煤炭的深加工获得。作为一种力学性能优异的复合材料，它是一种强度比钢大、密度比铝小、比不锈钢耐腐蚀、比耐热钢耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料，被广泛应用于航天、航空等尖端领域，在工程等方面具有广阔的应用前景，市场需求旺盛。11月 16 日， 河南煤业化工集团永煤千吨级碳纤维项目成功产出合格 MH300 高性能碳纤维产品。

这也标志着国内最大的高性能碳纤维生产基地的建成。该项目由河南煤化集团与中科院山西煤化所合作建设，建成投产后的永煤碳纤维公司将是河南省唯一一家生产碳纤维制品的企业。该项目一期工程投资 7.4 亿元，年生产 MH300 高性能碳纤维 500 吨。与此同时，由日本华联株式会社社长久间章生、 中国华正公司董事长孙含率领的中日合资煤炭深加工碳纤维项目考察团来到山西省阳泉市，就在阳泉市投资开发这一项目的相关事宜进行考察调研。

2011 年 2 月中旬，山西宏特煤化工有限公司投资 10 亿元的 5000 吨煤系沥青基碳纤维项目在交城经济开发区开工建设。预计将于今年 7 月建成投产，该项目占地 500 亩，投产后可实现年产值 15 亿元，这将终结我国煤系沥青基碳纤维长期依靠进口的历史，打破了国外企业对该产品的垄断。科研团队在北京化工大学炭纤维开发研究所名誉所长、博士生导师沈曾民教授，国家炭纤维工程技术研究中心首席科学家叶裕章教授的带领下，倾尽全力，使得该项目仅用一年的时间就在实验室试验获得成功。

2.针状焦，是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。目前生产的针状焦根据使用的原料可分为石油系和煤系两类。石油系以美国为代表，煤系则以日本为代表。日本的三菱化成和新日化公司的生产装置于 20 世纪 70 年代末和 80 年代初投产。

美国大湖炭素公司却在 1950 年首先开发成功。1964 年美国联合碳化物公司成功地以针状焦为原料制造出超高功率电极。据最新统计，国内高功率和超高功率电极的需求量为 6～10万 t/a，相应的针状焦需要量为 6～12 万 t/a。目前，因进口的针状焦数量有限，锦州石化公司的产量也只有 3 万 t/a。因此国内超高功率电极的产量只好由针状焦的数量来决定。针状焦的生产工艺主要有：真空蒸馏法、溶剂萃取法、M-L 法、闪蒸-缩聚法。目前，宝山钢铁股份公司化工分公司正在进行中试，且针状焦质量已达到与日本新日化和三菱的相当。鞍山热能研究院也在进行中试并取得了较大进展。 山西朔州三元碳素股份有限公司的小试报告也已通过了山西省科技厅的鉴定。山西宏特煤化工有限公司已投入工业化试生产，虽然 CTE未完全达标，但已有近 3000 吨的产品供兰州炭素厂及南通炭素厂作为生产 400 的高功率电极的原料。

3. 炭黑主要用于橡胶制品，炭黑的粒径越细，其补强性能越优越；炭黑结构度越高，其定伸应力及模量越高。 细粒径的补强性品种主要用于轮胎胎面， 赋予轮胎优良的耐磨性能。

轮胎的其他部位，如胎侧、帘布层、带束缓冲层和内衬层，要求胶料耐曲挠龟裂、耐臭氧氧化、具有良好的回弹性和较低的生热性能，一般选用较粗粒径的半补强型（比表面积低于40m2/g）炉黑。

由于橡胶市场将从经济危机低谷中反弹，2010 年出现 7.3%的增长，再加上随之而来的从 2010 年到 2015 年的 3.6%的长期增长，预测 2015 年全世界炭黑消耗量将达到 1150 万吨。

进展将来自于亚洲，特别是中国、印度、印度尼西亚和泰国的拉动。Notch 咨询集团目前预测，中国的炭黑需求总量在 2015 年将达到 370 万吨。随着轿车子午线轮胎产量增大正在成为主要拖动力，中国市场的各个领域正在扩张。由于全球对添加炭黑填料的主要产品的需求不旺，特种炭黑产品市场已经有所滞后。

由此可见，煤基新材料在今后的煤化工行业具有明显的发展优势，也是煤焦油深加工科技升级的一个重要方向。煤基新材料在能源替代、环境保护及新材料优异性能方面成为了众多煤化工专家关注、研究的热点。

在煤炭企业原煤生产过程本身不存在直接耗材,但需要消耗的大量辅助生产物资材料的成本费用约占原煤产品成本的1/4。国内大中型煤矿企业为了降低采购成本,针对煤矿企业的物资需求特点,纷纷采取集中采购的运作模式,采用了招标、定点等方式保证物资的供应高效和质量。信息化的平台建设,解决了仓库多而散、管理难的问题,帮助了企业强化管理,真正达到提高物资管理水平,从而进一步提升生产效率。而煤矿企业中现行管理信息系统,由于受管理模式以及资金的影响,仍然存在诸多问题,致使物资利用效率低,周转时间远远长于先进国家。

一、煤炭企业物资管理工作状况

1、目前,我国的煤矿物资供应系统大多属于“单纯供应型”管理,主要表现在多级多头分散管理,层层储备、层层领料,通过相当数量的库存来保证煤矿生产及时供应。这样在采用人工账务处理的企业物资管理中,仓库所有库存物资的库龄状况很难及时而准确地反映出来。

2、由于各矿区所需要的煤矿物资品种繁多、金额巨大,对物资的质量要求相当严格。因此煤矿企业投入大量的人力、物力处理物资的采购与质量控制问题。物资供应计划主要依据生产计划中的物资消耗定额或任务量而确定。

3、采购领域大多仍然实行手工操作,以电话、传真、直接见面的方式来进行材料、产品相关信息交流。由于采购政策不统一,采购周期长,紧急采购会出现价格高,质量差的现象仍然无法很好的解决。

二、煤炭企业物料分类采购与管理模式

1、物料分类方法改进

作为煤炭企业,企业采购的原材料往往达几万种,物料采购有很大的复杂性,这样就要求企业能对整个供应链进行有效的控制,尤其是供应商的控制。现在普遍采用的是ABC分类方法,将全部物料合理分类,对不同物料采取不同的管理方法。但这种方法也存在局限性,如某一物料也许价值并不高,如果按ABC分类法只能算C类物料,但是在市场上属于短缺物资,一时可能无法购买,则其在企业物料采购中就应该放在比较重要的位置。

通过以上分析,笔者对ABC方法进行简单改进。在制定物料采购和库存策略的重要依据可以归为两大类,一类是对供应市场复杂度的判别,另一类是对物料本身重要性的判别,以这两个为基本指标,可以将采购的物料分为以下几个基本类型:重要物料、战略性物料、瓶颈物料、一般物料。

2、分类采购与管理

(1)重要物料。该种物料本身价值昂贵,库存占用资金大。如笔者所在公司综机设备管理中心现有综机设备资产2927台(架),原值66256.83万元,余值31327.78万元。其中大型设备液压支架、采煤机、综掘机等设备。需要在库存管理上多下工夫,尽量减少库存。对于品种、规格繁杂的配件类物资,可以引用库龄控制法,业务人员也可通过每月的库龄分析实时掌握入库物资中每一个品种、规格配件的库龄状态,对公司对现有库存实施全面监控,全面了解相关物料相关信息,及时采取措施,防止沉淀发生。集中管理综机设备,节约了资金,为矿井生产接续及时供给设备、严格的设备进出库管理制度保证了煤矿安全生产、矿井设备调剂灵活、设备加速折旧、分类提取设备大修费使机电设备及时更新、大修理有了资金保障,大大提高了生产效率,增强了企业发展的后劲。

(2)战略性物料。采购量相对较大,本身价值昂贵,其质量的好坏对企业产品会产生重大影响。如通用设备、输变电设备、工业专用设备等。这类物料从采购到库存管理都应高度重视。企业对于战略性物料的供应管理策略首先必须致力于与质量可靠的供应商建立一种长期的、战略合作伙伴关系。在具体的管理策略上,由于这种物料本身价值昂贵,对企业安生生产和正常作业有举足轻重的作用,由于有一定的供应风险,还必须设置一定量的安全库存,而库存则占用资金大,必须进行详细的市场调查和需求预测,并尽可能地进行严格的库存控制。

(3)瓶颈物料。这种物料本身的价值可能不太昂贵,但是获取这种物料有一定难度。在采购和库存策略上,需要考虑设置较高的安全库存,建立稳定的供商关系,并采用较大的订购批量。还应在企业的整体运作安排上考虑替代方案,并预先制定备用计划。

(4)一般物料。主要是小件物料,本身价值不高,市场上也容易获得,但这类物料往往种类繁多,数量大,能够占到企业全部采购种类的一半以上。对一般物料的管理应该致力于追求采购和库存成本的最低化,这其中有许多管理模式可供选择,例如集成供应模式,仓储租赁和超市供应模式,供应商管理库存等等。

三、结束语

随着企业间竞争的加剧,煤炭企业要不断挖掘潜力,努力降低成本,提高管理效率是提升企业核心竞争力的重要手段。煤炭企业物资供应管理过程中应不断地应用最新科技成果,积极运用投入产出分析、统筹优化、预测和决策等现代化管理方法,应用计算机等现代化管理手段进行仓库业务管理、信息存贮处理、库存控制等,建立一整套科学的管理体系,使管理工作做到标准化和最优化。

副产品主要是煤气、焦油、粗苯、硫磺、氨等。

1、煤气

煤气是以煤为原料加工制得的含有可燃组分的气体。根据加工方法、煤气性质和用途分为：煤气化得到的是水煤气、半水煤气、空气煤气 （或称发生炉煤气）。

2、焦油

煤炭干馏时生成的具有刺激性臭味的黑色或黑褐色粘稠状液体。简称焦油。煤焦油按干馏温度可分为低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油， 在焦炭生产中得到的煤焦油属于高温煤焦油。它是粗煤气冷却过程中冷凝、分离出来的焦炉煤气净化产品之一。

3、粗苯

粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一,经脱氨后的焦炉煤气中回收的苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯。粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一。

4、硫磺

硫磺别名硫、胶体硫、硫黄块。外观为淡黄色脆性结晶或粉末，有特殊臭味。分子量为32.06，蒸汽压是0.13kPa，闪点为207℃，熔点为119℃，沸点为444.6℃，相对密度(水=1)为2.0。

硫磺不溶于水，微溶于乙醇、醚，易溶于二硫化碳。作为易燃固体，硫磺主要用于制造染料、农药、火柴、火药、橡胶、人造丝等。

5、氨

氨（Ammonia，即阿摩尼亚），氮和氢的化合物，分子式为NH₃，是一种无色气体，有强烈的刺激气味。极易溶于水，常温常压下1体积水可溶解700倍体积氨，水溶液又称氨水。

降温加压可变成液体，液氨是一种制冷剂。氨也是制造硝酸、化肥、炸药的重要原料。氨对地球上的生物相当重要，它是许多食物和肥料的重要成分。