中国煤中硫含量分布特征及其沉积控制

基于全国煤炭资源潜力评价最新研究成果,结合前人研究结果,采用保有储量加权平均法,分析了我国煤中全硫和形态硫的地质分布和行政区分布规律,讨论了影响煤中硫含量分布的地质原因。结果显示:我国煤中硫含量变化范围大,以特低硫煤和低硫煤为主,全硫含量的保有储量加权平均值为1.14%;晚二叠世、早石炭世和晚石炭世煤中全硫含量较高,早—中侏罗世煤最低;华南赋煤区煤中硫分含量最高,西北赋煤区煤中硫分最低,以浙、赣、渝、桂为界,煤中硫分有从西北向东南方向逐渐升高再降低的趋势;高有机硫煤主要分布于华南晚二叠世及华北晚石炭世煤层;煤中硫含量高低显著受到沉积环境的影响,受海水影响的煤及海陆交互相沉积的煤层硫分较高,陆相沉积的煤层硫分较低。     

保德矿区煤岩煤质特征及成煤环境研究

保德矿区位于鄂尔多斯盆地东北缘,属于河东煤田,为晋北大型煤炭基地。为了揭示保德矿区不同煤岩煤质的形成环境,利用煤岩煤质等技术参数,分析了煤层镜/惰比、灰分、煤灰组分、硫分等参数指标的变化规律,并结合地层沉积相特征,探讨了保德矿区主采煤层的煤岩煤质特征及成煤环境演变规律。研究结果表明: 矿区内主采煤层物理性质相似,以半亮型煤及半暗型煤为主,显微组分以有机组分为主,无机组分以粘土矿物为主;镜质组反射率相近,煤化程度整体较低。各主采煤层水分含量较低,差别较小;灰分以中～低灰为主,煤灰组分以SiO2、Al2O3为主;挥发分含量较高,以中高～高挥发分为主;硫分含量差别较大,8#煤为低硫煤,10#煤和11#煤属于低中硫煤,13#煤为中高硫煤。保德矿区太原期至山西期成煤环境整体为半咸水海陆过度环境,氧化性逐渐增强,盐度减少,受海水的影响程度逐渐减弱;太原期至山西期主要成煤期经历了一次周期性海侵海退大旋回,侧面揭示了保德矿区海侵成煤（10#煤和11#煤）和海退成煤（8#煤和13#煤）两种成煤模式。     

贵州省打磨冲煤矿煤质特征研究

对贵州省煤炭资源进行科学的煤质特征评价,以有效提高其资源利用率。以打磨冲煤矿已钻井实验测试资料为基础,从煤矿主采煤层煤岩特征、煤的化学性质及工艺性能等方面开展分析研究,并对煤的工业用途进行科学评价。研究表明:打磨冲煤矿主采煤层煤岩成分以暗煤、亮煤为主,煤岩类型主要为半亮型煤、半暗型煤;具有中灰、低挥发分、高硫、低磷等性质以及高热值、高-中等结渣性和中等可选的工艺性能;初步认为区内灰分及硫分与煤层埋深关系很小;原煤硫分以6号下层及15号煤层较高,分析认为该煤层沉积期可能为海侵时期,带入了较多无机硫,进而形成较其它煤层硫分含量较高的特征。综合分析认为,区内煤炭资源主要可用作民用煤、动力用煤以及气化用煤,以6号、16号煤最为优质。     

乌达煤田煤层自燃内因分析与自燃类型划分

采用野外地质调查、测试分析和数据处理等综合手段，研究内蒙古乌达煤田煤层自然发火的内因条件，揭示了煤层自燃趋向性与煤层厚度、煤变质程度、灰分含量、发热量、硫含量、硫化物矿物以及有机显微组分含量等煤物质组成要素之间的关系.以煤测试统计分析数据的聚类分析结果为依据，从内因条件控制角度，将乌达煤田主要发火煤层划分为三大类：以高硫含量和富硫化物矿物为特征的高硫助燃类型；以煤层厚度大和低变质程度为特征的厚层氧化类型；过渡类型.     

中国典型高砷煤中砷与煤质特征之间的关系及砷的赋存状态

根据《中国煤种资源数据库》中有关煤中砷含量分布数据的统计结果,结合中国煤中砷含量分布等值线图及高砷煤矿的地区分布,总结了中国高砷煤的地理分布特征,即中国高砷煤分布范围较广,但以点状分布为主,大范围的高砷煤区较少。通过对中国典型高砷煤中砷与煤质特性的相关关系研究以及对其赋存状态的探讨,得出：高砷煤以低阶煤为主,其煤中砷与灰分、硫分、灰成分关系复杂;典型高砷煤中砷与硫分关系密切,浮沉试验不同密度级产物中砷含量与全硫含量变化趋势非常一致;典型高砷煤中砷主要分布于以单独颗粒状分布的黄铁矿中,而以细粒浸染状产出的黄铁矿含量较低。     

淮北宿临矿区构造煤中硫的分布规律及赋存机制

在对宿临矿区不同类型构造煤中硫含量精确测定和分布特征研究的基础上,结合构造煤显微结构和典型矿物观测与分析,探讨构造煤中硫的迁移富集机理。研究发现：宿临矿区不同类型构造煤中的硫含量变化较大,以有机硫和硫铁矿硫为主,可将其分为递增、平稳和复杂等3种类型;垂向上与区域煤层中硫的变化一致,平面上受西寺坡逆冲断层控制,由高应力区向低应力区的迁移规律明显;构造煤中的硫酸盐矿物以石膏较为常见,以粒状、片状、碎屑状和裂隙填充状分布于在脆性变形煤中,其形态与应力-应变环境相关;黄铁矿是硫铁矿硫的主要赋存矿物,依据不同类型构造煤中黄铁矿的形态特征,划分出4个形成阶段12种类型;有机硫随构造煤破坏程度增加而散失,构造应力尤其是剪切应力在改变煤体结构的同时为有机硫的迁移提供了动力。分析认为,沉积作用控制了成岩阶段煤中硫的分布,成煤后的构造改造和变质变形则使煤中硫发生迁移,并在不同类型构造煤中产生分异。     

微波和硝酸处理后炼焦煤中硫形态变化的XPS研究

为分析微波和硝酸处理对山西高硫炼焦煤中各形态硫变化的影响,应用XPS(X射线光电子能谱技术)研究了该煤样在酸洗和微波辐照后其中硫赋存状态和含量的变化。研究结果表明:煤样中无机硫含量约为14.2%,主要为硫酸盐硫;有机硫含量约为85.8%,噻吩类硫含量较高。微波和酸洗处理后,全硫脱除率为38.8%,硫醚硫醇类硫脱除率为45.1%,噻吩类硫脱除率为20%,亚砜类硫脱除率为29%,无机硫基本全部被脱除。采用酸洗和微波辐照的方法可以有效降低山西高硫炼焦煤中硫的含量,全硫脱除率高达38.8%。     

中国原煤及商品煤硫分分布概况

统计了全国各省(区)到2009年底已探明的煤炭资源储量及其硫分,研究分析了各省(区)原煤产量、商品煤供应量变化及硫分分布特点,提出了限制高硫煤开采及控制二氧化硫排放的政策建议。     

戴家田煤矿煤质特征及其成煤环境分析

为了提供戴家田煤矿成煤期的沉积环境理论依据,对该矿区煤层煤岩类型及其煤质特征进行研究以反演矿区所属区域成煤时期的覆水情况、氧化还原环境等沉积环境特征。采用沉积学、地球化学和煤岩学相结合的方法,通过取样鉴定、化验测试及综合分析处理手段,细致分析了戴家田矿区煤的煤岩类型、主要煤质特征与成煤环境的关系。发现研究区内煤层煤岩类型以镜质组为主,镜质组的形成环境与强覆水、气流不畅的封闭泥炭沼泽有关;硫分垂向上的变化趋势可推测区域地质历史上可能发生了较大的海侵和海退事件,硫分的高低与泥炭沼泽受海水影响的程度有直接关系。受到海水影响较强的煤层,其宏观煤岩类型以半亮煤为主,微观煤岩类型以微镜堕煤占绝对优势;煤层的其它煤质特征也表现出灰分低、全硫含量高等特点。     

乌海肥煤硫分分布特性试验研究

 选取乌海肥煤作为研究对象。先后运用筛分、大浮沉试验手段,对煤样进行粒度级与密度级的分级,并测定各分级产物中硫的含量。对不同粒级和不同密度级煤样中硫分的分配规律进行了研究,得到了该煤种硫分的分配率曲线,并在对曲线分析的基础上,得到了乌海煤中硫分布规律：不同粒度级煤中随着密度级的变化,硫含量变化趋势不同,含硫高的粒度级煤中硫含量变化规律接近指数函数;含硫量低的,硫含量在各密度级中变化平缓,呈一元二次函数变化。为该煤种的脱硫分选提供了可靠的理论依据。     

高温还原焙烧法脱除电解锰渣中的硫

电解锰渣的化学成分与水泥的组成要求有较好的一致性,但高硫特性限制了其在水泥工业的应用。采用X-射线衍射仪(XRD)、热重-差示扫描量热仪(TG-DSC)和场发射扫描电镜-能谱仪(SEM-EDS)等手段分析了电解锰渣的基本物理化学特征。用高温还原焙烧法脱除电解锰渣中的S,研究了焙烧温度和煤掺量对烧渣的物相和S含量的影响。结果表明,电解锰渣中的主要结晶矿物为石膏、赤铁矿和石英;在不同温度下焙烧,当煤掺量不大于20%时,S含量随温度的升高呈下降趋势;煤掺量为25%时,S含量随温度的升高,先升高后降低;煤掺量为15%时的锰渣,当焙烧温度为1000℃,保温1 h后S含量最低,为3.12%,烧渣中的主要物相为Fe2O3、Fe3O4和Ca SO4。实验结果为电解锰渣的资源化利用提供了新的途径。     

应用线性模型预测焦炭硫分的研究

简述了炼焦煤硫分对焦炭的影响及对炼铁产生的危害,针对开滦煤质特点,并通过大量实验数据进行分析,建立线性回归模型,证明开滦煤中硫分与焦炭硫分具有线性关系,指出运用线性回归模型可有效预测焦炭硫分,从而合理指导配煤,控制配煤中的硫分,以保证焦炭质量。     

多元硫化物对煤体微观形貌和自燃特性影响的研究

为了研究井下多元硫化物对煤体微观形貌和自燃特性的影响,分别测试了不同含硫量煤样的真密度、孔隙率、微观形貌和吸氧量等参数。结果表明:煤样孔隙率随含硫量的增大而增大;原煤样加入FeS2和FeS,使表面细微颗粒物增多;经氧化升温,块状煤体破碎成若干细颗粒,促进了煤的自燃;FeS对促进煤的低温吸氧和缩短煤的自然发火期的作用略大于FeS2;在相同煤温条件下,CO产生量随硫含量的增大呈先增大后减小的趋势,硫含量分别为3%和4%时,CO和C2H4的产生量最大。     

建议我省尽快停止产销高硫煤

我省煤炭资源主要为高硫煤，平均含硫量接近6%，近年产销量已突破600万吨，燃烧这些高硫煤每年向大气排放的SO2可达70万吨，不仅污染环境，并且可能诱发地质灾害。建议尽快停止产销高硫煤。     

高硫炼焦煤中硫的嵌布规律及降硫方案研究

为了在现有生产工艺基础上,通过适度的工艺改造,达到对高硫煤进一步脱硫的目的,采用筛分、浮沉及破碎等手段,对山西古交地区高硫炼焦煤进行试验分析,并得到以下结论:原煤中同时存在有机硫和无机硫,其中无机硫主要赋存于高密度级的矸石中,较低密度级矸石由于硫分相对较低,并且易于泥化,因此破碎过程可在一定程度上降低浮选精煤的硫分;对该煤采用13 mm分级破碎,控制分选密度在1.5~1.6 g/cm3范围内时可选性较好,可在满足产品灰分指标的前提下达到最佳脱硫效果,产品硫分最低可达1.27%。     

高硫铝土矿中黄铁矿的细菌氧化试验研究

从高硫煤矿中分离到3种氧化亚铁硫杆菌,用它们对重庆某高硫铝土矿石进行生物氧化浸出脱硫试验,在合适的工艺条件下,脱硫率均超过74%,其中SX-1#菌的脱硫率达到83.57%,并使矿石的硫含量由生物氧化浸出前的3.83%降低到0.69%,达到拜耳法生产氧化铝工艺对矿石硫含量的要求。试验结果表明,生物氧化是高硫铝土矿石的高效脱硫技术。     

新疆哈密大南湖煤矿煤质特征分析

大南湖煤矿位于新疆自治区哈密市南吐哈煤田,区内煤炭资源极为丰富。煤层的化学性质是煤科学中的一个重要前提,是优化现有煤炭资源加工、转化工艺的前提与基础。通过对新疆哈密大南湖煤矿开展煤质特征的分析研究,针对不同煤层深度的差异,对煤层的水分、灰分、挥发分、全硫、透光率、发热量、焦油含量、腐殖酸、碳含量、视密度及回收率等煤质特征进行统计。研究结果显示,本区煤质以长焰煤为主,褐煤与不黏煤次之。对于煤层灰分,除26煤层为特低灰煤外,其他煤层均为低灰煤。对于煤层挥发分的研究显示,矿区范围内14—29煤层均表现为高挥发分煤。对于煤层中硫的研究结果显示,22、22下、29煤层为低硫煤,其余各煤层均表现为特低硫煤。综合煤质特征,认为大南湖煤矿14—29煤层表现为化学反应性强、弱结渣性、易磨等特征,可用于动力用煤、气化用煤。对于部分焦油含量高的煤层可用作液化用煤或发电用煤等。     

四川省达州市金刚煤矿煤层物性及煤质特征

综合利用金刚煤矿矿区地表勘查成果、深部钻孔等资料,总结了矿区浅部、深部构造特征,并分析了矿区煤层物性特征及煤质特征。研究表明：①矿区主要的含煤层位为上三叠统须家河组第五段（T₃xi₅）及第七段（T₃xj₇）,且须家河组第七段（T₃xj₇）为矿区最主要的含煤层位;②矿区煤层以亮煤为主,暗煤次之;③区内煤层原煤水分平均小于0.9,挥发分（V_daf）产率平均为29.04%～33.36%,CO₂含量不超过2%,煤层折算后的平均硫分含量较折算前的硫分降低0.17%～0.19%,浮煤全硫脱硫率为67%,脱硫效果中等。     

炼焦煤与焦炭含硫转化关系的研究

通过实验室试验和生产实践研究,阐述了炼焦煤与焦炭之间含硫的转化关系,揭示了不同煤种,尤其是新疆煤与疆外煤在炼焦过程中脱硫程度的差异性和特殊性,同时提出了更为科学、准确的焦炭含硫预测新方法.试验表明,该方法能够比较精确地预测焦炭含硫量.     

一种高温复合固硫剂的研制及机理分析

对自行研制的一种高温复合固硫剂进行了燃煤高温固硫试验。结果表明:在1200℃的条件下,对实验用无烟煤(含硫量0.74%)和烟煤(含硫量0.659%)燃烧20min,其高温固硫率分别高达75%、67%,较相同条件下的普通钙基固硫剂的固硫率提高25%以上。对固硫产物的XRD、偏光显微镜下分析表明,该固硫剂固硫效率高的主要原因是:(1)大大减少了高温下氧化钙的烧结僵化;(2)生成了高温稳定的含硫矿物相;(3)使易分解的硫酸钙被高温熔体所包裹。由于该固硫剂主要由天然矿物所组成,具有来源广、成本低廉等优势,因而具有极高的应用价值和市场推广潜力。