石煤和煤矸石介绍.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,石煤和煤矸石的利用,石煤,煤矸石,首先让我们一起 认识一下什么是,石煤,？,石煤是一种劣质腐泥无烟煤,。它是由古生代大量繁殖的低等生物（藻类、菌类和浮游生物）的遗骸经过复杂的生物化学作用和物理化学作用，转变成的一种固体可燃有机岩。,1,简介,2,更多来历,3,石煤的结构,4,我国石煤的分布,5,石煤的用处,石煤简介,石煤生成于古老,地层,中，由菌藻类等,生物,遗体在,浅海,、,泻湖,、,海湾,条件下经腐泥化作用和,煤化作用,转变而成。外观像,石头,，肉眼不易与,石灰岩,或碳页岩相区别，高,灰分,（一般大于,60%,）深变质的可燃有机,矿物,。,含碳量较高的优质石煤呈黑色，具有半亮,光泽,，杂质少。,相对密度,为,1.7,2.2,。含碳量较少的石煤，呈偏灰色，暗淡无比，夹杂有较多的,黄铁矿,、,石英,脉和,磷,、,钙质结核,、相对密度在,2.2,2.8,之间，石煤,发热量,不高，在,3.5,10.5MJ/kg,之间，是一种低热值燃料。热值偏高的石煤，在改进燃烧技术后，可用作,火力发电,的燃料，石煤可用作烧制,水泥,、制造,化肥,。,灰渣,制碳化砖等。伴有,生矾,的石煤，可提取,五氧化二钒,石煤的性质,石煤外观象石头，颜色灰黑近灰，光泽暗淡，结构均一，断口由贝壳状、阶梯状到参差状不等；石煤的硬度大、密度大，燃点高，无烟。石煤中含有大量非金属矿物杂质，碳质碎片呈浸染状均匀分布于杂质中。,石煤的灰分高达,70%80%,，含硫量在,2%4%,，含碳量在,12%,左右，发热量在,3.232.2MJ/kg,，绝大多数热值低于,5.0 MJ/kg,。在石煤的灰分中，,SlO,2,含量最高，其次是,Al,2,O,3,、,Fe,2,O,3,等。,绝大多数石煤的煤灰熔融性都在,1200,以上。,石煤的结构,石煤形成于早,元古代,和早古生代的一种沉积的可燃有机岩。呈黑色或黑灰色。大多具有高灰、高硫、低发热量和,硬度,大的特点。,石煤是一种高变质的,腐泥煤,或藻煤。其成分除含有机碳外，还有氧化硅、,氧化钙,和少量的氧化铁、,氧化铝,和氧化镁等。,石煤的分类,石煤有各种不同的分类。按灰分和发热量，可分为,一般石煤,和,优质石煤,：一般石煤的灰分为,40%,90%,，发热量在,16.7,千焦,/,克以下；优质石煤的灰分为,20%,40%,，发热量为,16.7,27.1,千焦,/,克。,按结构、构造，可分为,块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤和粉状石煤。,按石煤中矿物杂质的主次，分为,硅质石煤、钙质石煤等,。石煤在,中国,分布广泛以南,秦岭,区储量最为丰富。石煤可作燃料，燃烧后的炉渣可制成炭化砖、水泥等,建筑材料,，还可从石煤中提取钒、铀、钼、镍、铜、钴等金属元素。,我国石煤的分布,我国是世界上少数几个拥有石煤资源的,国家,之一，主要分布在长江中下游的湖南、,湖北,、安徽、,江西,、浙江等缺煤省份，其中,湖南省,的石煤资源优势明显。从湖南省的石煤从资源分布来看，,怀化市,的石煤储量高达,83.6,亿吨，约占湖南省的,1/2,，其次是,益阳,、常德和湘西自治州等市。,目前，在我国石煤资源中已发现的伴生元素多达,60,多种，其中可形成,工业矿床,的主要是,钒,，其次是,钼,、,铀,、磷、,银,等等。含钒石煤遍布我国,20,余个省区，仅浙江至,广西,一条长约,1600,多公里的石煤矿，就蕴含着,1,亿吨以上的五氧化二钒,.,石煤的用处,石煤发电,石煤提钒,建材工业,（二）石煤的主要利用途径,1,石煤发电,石煤是低热值燃料，可用于发电。在烟煤中掺入大约,10%,的石煤，这样可以节约部分烟煤，降低发电成本。,2,石煤提钒,在我国石煤资源中，,V,2,O,5,品位多在,0.3%1.0%,钒的熔点高，可塑性好，钒也是超导材料的原料。,3,应用于建筑行业,在水泥的生产过程中，石煤既是燃料又是原料。燃烧后产生的灰分直接转移到水泥熟料中，可以减少水泥生料中黏土的配入量。,1.,石煤发电,自,70,年代初以来，浙江、湖南利用石煤发电取得了比较成功的经验，如浙江省,义乌,佛塘、开化华村，建德,安仁,和湖南省益阳等电厂，利用沸腾炉发电，成本比较低，经济效益也比较好。在浙江石煤发电供电成本只及外调煤,发电成本,的六分之一，如建德安仁石煤综合利用厂用热值,5.77MJ/kg,的石煤发电，已于,1986,年并网，供电成本每度为,0.074,元。湖南益阳石煤发电，经过,5,年试验，于,1981,年取得了较好的成果，当时发电成本每度电为,0.068,元。,2.,石煤提钒,钒是,种,稀有元素,，它是冶炼优质,合金,钢和各种有色合金的原料，同时还广泛用于宇航、,化学工业,中。早在,70,年代初，在湖北杨家堡、浙江义乌等地就利用石煤土法提取五氧化二钒。目前，在浙江、湖南、湖北等省都建了,些提钒厂，进行小规模提钒生产。,3.,用于建材工业,石煤和石煤发电,废渣,可用于烧水泥、砖瓦、平瓦、空心砌块等。如浙江常山灰埠水泥厂,1976,年就用石煤烧制成了标号,325,的水泥，湖南用石煤废渣烧制水泥也巳成功，标号,125,、,175,。由浙江省石煤综合利用公司上峰水泥厂和,浙江大学,承担的,“,石煤烧制抗,硫酸,盐水泥,”,项目，,1989,年,l2,月已通过鉴定，水泥质量经国家水泥检测中心检测，其抗酸腐蚀系数为,1,11,，产品符合,质量要求,。该水泥可用于存在硫酸腐蚀的海港建没、城市污水排放处理、地下工程等，是应用面较广的水泥新品种。,实例3：平顶山煤业集团公司煤矸石制砖烧结砖生产,平顶山集团公司在,50,年的开发和建设中，共形成煤矿石山,31,座，煤矸石累计堆存,2069,万吨，占地面积,1365,亩，一矿，四矿于,2005,年均发生过矸石山自燃崩塌事故，已造成人员伤亡事故，仅从安全角度出发，解决煤矸排放及污染，对其进行综合利用已是当务之急。因此，利用矿区大量的煤矸石发展新型墙体，发展循环经济、发挥比较优势、壮大非煤产业、最大限度地提高资源利用率、改善矿区环境、建设节约型社会的必然选择。,一 概况,二 煤矸石的资源化利用,三 煤矸石的前景发展,认识完石煤 再让我们看看煤矸石,概况,1,煤矸石的概念、来源和分类,2,组成、现状及危害,3,煤矸石的活性,煤矸石的概念：,煤矸石是,采煤过程,和,洗煤过程,中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。（如右图所示,),煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤的采掘进和煤的洗选过程，都有煤矸石排出。0.10.2t煤矸石/t原煤。,在煤矿的上，中、底层的页岩，挖掘煤层之间的巷道时排出的砂岩、石灰岩以及其他岩类都属煤矸石之列。,煤矸石的主要来源,：,一、煤矸石依其所含矿物组分可分为：,碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩；,二、依其来源可分为：,掘进矸石，开采矸石和洗选矸石。,三、煤矸石堆放过程，其中的可燃组分缓慢,氧化、自燃，故又有,自燃矸石与未燃矸,石的区分。,煤矸石的分类,煤矸石的组成,矿物组成：,粘土矿物（高岭石、伊利石、蒙脱石）、石英、方解石、黄铁矿。,化学组成：,氧化物,SiO2+Al2O3,占,60,90,。,煤矸石的化学成分,SiO,2,Al,2,O,3,CaO,MgO,Fe,2,O,3,Na,2,O+K,2,O,烧失量,5165,1636,17,14,29,12.5,217,煤矸石发热量一般为,800,1500,卡,/,克,其无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。,图表,2001,年,2008,年我国煤矸石产量增长趋势图,我国煤矸石污染现状,煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一，年产量达到,3.8,亿吨，目前已累计堆放,50,多亿吨。我国每年的煤矸石排放量占当年煤炭产量的,10%15%,。大量煤矸石长期堆放不仅占用土地，而且造成环境污染。,煤矸石的危害,1,）侵占良田，阻塞河道，造成水灾,2,）释放大量有害气体，甚至引发火 灾,3,）损伤临近土壤，农作物及水环境,4,）细粒随风飘散，造成沉降污染,5,）煤矸石中天然放射性元素对人体与环境的危害,煤矸石堆积，拥堵河道。,煤矸石的燃烧污染了空气。,煤矸石含硫量大于,3%,即会着火，含硫量大于,1%,就有可能自燃。一般煤矸石的着火点为,280,比煤的发火点约低,80,，这是煤矸石自燃的基本原因，此外，煤矸石的自燃还与热值、气候、微生物等等有关，其机理比较复杂。,煤矸石的活性,粘土岩粪煤矸石主要由粘土矿物组成，加热到一定温度时,(,一般为,700-900),原来的结晶相分解破坏，变成无定型的非晶体，使煤矸石具有活性。活性的大小和矸石的物相绢虎有关，还和煅烧温度有关。堆积在大气中经过自燃的红矸其热值报低，但具有一定的活性。测定煤研石的活性，可采用化学法火山灰括性检验方法来进行,比较。,煤矸石的,资源化,利用,（一）煤矸石制砖,（二）煤矸石生产轻骨料。,（三）煤矸石生产空心砌块。,（四）煤矸石代替粘土生产水泥。,（五）提取化工产品,（六）煤矸石复垦绿化,（七）回填矿井采空区或铺路料,（八）其他应用,(,一,),煤矸石制砖,我国利用煤矸石烧结砖，一般采用全内燃焙烧技术，即用煤矸石自身的发热量提供的热能来完成干燥和焙烧的工艺过程，基本不需加燃料。但产品的成本普遍偏高，另外砖的放射性也是值得考虑的问题。,（二）煤矸石生产轻骨料,煤矸石轻骨料是一种多孔轻质建筑材料,，具有自重轻、相对强度高、保温、抗震性好等特点。适宜烧制轻骨料的煤矸石主要碳质页岩和选矿厂排出的洗矸，煤矸石的含碳量不要过大，以低于,13%,为宜。有两种烧制方法：,成球法和非成球法,。,轻骨料,（三）煤矸石生产空心砌块,煤矸石空心砌块是以自燃或人工煅烧煤矸石为骨料，以磨细生石灰和石膏作胶结剂，经转动成型、蒸汽养护制成的墙体材料产品标号可达,200,样。,（四）煤矸石代替粘土生产水泥,煤矸石和粘土的化学成分相近并能释放一定的热量，用其代替部分或全部粘土生产普通水泥能提高熟料质量。用煤矸石作水泥原料的生产工艺过程与生产普通水泥基本相同。但应注意煤中的硫所带来的污染,（五）提取化工产品,煤矸石中可利用的矿物元素主要是,SO3,、,AlO3,、,FeS2,和,Mn,、,P,、,K,等,。,AlO335%,的高铝煤矸石可用来制炼钢高效脱氮剂 硅铝铁合金、水玻璃、氢氧化铝、碱式氯化铝净水剂、制造硫酸铝和铵明矾的烧结料等。另外含,FeS2,较高的煤矸石氧化产生的,SOx,是污染环境的罪魁祸首，而硫又是重要的化工原料，从煤矸石中回收硫铁矿（如抽提硫酸）具有较高的生态效益和经济效益。,（六）煤矸石复垦绿化,对于不好处理或处理价值较低的，可以考虑充填塌陷区或填埋造地，方法是：在造地的片区上先将熟化表土转移，然后垫铺岩石及自燃矸石至一定厚度，碾压整平再将熟化土覆盖，如此分片区逐年扩展，可造就大面积平地和台阶地，同时结合土壤改良，再造优质农田。,采用煤矸石不出井的采煤生产工艺，填充采空区，减少矸石排放量和地表下沉量，采用煤矸石充填废弃矿井。在道路、堤坝等工程建设中采用以煤矸石代替粘土作基料，增加稳固性。,（七）回填矿井采空区或铺路材料,（八）其他应用,生产化工原料,：聚合铝、分子筛等。,与盐酸反应生成,（2,A1Cl,3,.H,2,O,），,再生成聚铝。,用作农用肥料,：钼、锌、锰、铜、硼等元素，可作为农作物生长的刺激剂,回收硫化铁：,有的煤矸石含有较多的硫化铁，可通过分选回收作为制取硫酸的原料。,我国有七个选煤厂建立了硫化铁回收车间，从煤矸石中回收硫化铁，总设计能力为7.5,105,t,a,。,回收能源：,作为大型沸腾炉燃料供热或发电：热值8360,kJ/kg,。,1975,年在四川永荣矿务局建立了中国第一座流化床煤矸石电厂,谢谢,观赏,