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1、锌冶炼知识讲座之一 煤炭基础知识及锌冶炼用煤 杨 友 平,2008年4月2日,一概述,煤炭是世界上最重要的矿产资源,可采储量约达6875亿吨。 中国是世界第一产煤大国,也是消费的大国。 中国煤炭探明可采储量居世界第三位,全行业年煤炭年开采量达到近1217亿吨。 煤炭的用途十分广泛,既是燃料,也是重要的工业原料。把煤炭用化学方法进行分解提炼,综合利用,能够生产出几百种化工原料;煤炭又是城乡人民生活中的重要生活资料。,二、煤炭的生成,煤炭是古代的有机物(主要是植物)的遗体,经过生物及化学的变质作用而形成的。大体可分为两个阶段, 第一阶段是泥煤炭化阶段,即由植物转变成泥炭阶段。 第二阶段,由泥炭转变
2、成褐煤,褐煤转变成烟煤,烟煤再转变成无烟煤阶段。,成煤必须具备四个先决条件:(1)植物条件。(2)气候条件。(3)地理条件。(4)地壳运动条件。 1980年全国煤田预测,全国煤炭储量为50592亿吨。 按煤种分:褐煤占6.81%,长焰煤占21.59%,不粘结煤占25.53%,粘结煤占2553,弱粘结煤占297气煤占976肥煤占503,焦煤占 294,瘦煤占270贫煤占285无烟煤占792、末分煤占11.90%,三、煤炭资源的分布特点,1)煤炭资源丰富,但人均占有量低。中国煤炭资源虽丰富,但勘探程度较低,经济可采储量较少。 2)煤炭资源的地理分布极不平衡。中国煤炭资源北多南少,西多东少 。 3)
3、各地区煤炭品种和质量变化较大,分布也不理想。 4)适于露天开采的储量少,绝大部分为地下坑道开采作业,成本高,瓦斯危险大 。,5)主要区域煤炭情况,华北地区(主要是山西的大同、阳泉、晋城、东胜、汾西和河南的平顶山等 西北地区: 内蒙古的准格尔、包头、乌达 东北地区: 辽宁省的抚顺、阜新、北票、南票 和吉林、黑龙江部分 西南地区:贵州省六盘水的水城、盘县、六枝,兴义、大方、黔西、织金等县和云南富源、曲靖、宣威、祥云等 中南地区:湖南的南部耒阳、马田,望城和湘西,以及江西省的西部 其他:山东、安徽、新疆、甘肃、河北,四煤炭质量,判别煤炭质量优劣的指标很多,其中最主要的指标为含碳量、灰分、挥发份、硫分
4、、机械强度、胶质层、粘结指数、含矸率、粒度、水分等。,中国煤炭灰分普遍较高,北方地区的煤田为陆相沉积,煤的灰分一般为 1020,有的在10以下,硫分一般小于1,东北地区硫分普遍小于05 。 而广西合山等地的煤层属浅海相沉积煤,硫分可高达610以上。 中国灰分小于10的特低灰煤仅占探明储量的17左右。大部分煤炭的灰分为1030。 硫分小于1的特低硫煤占探明储量的435以上 。 中国烟煤的最大特点是低灰、低硫;原煤灰分大都低于15,硫分小于1。部分煤田,如神府、东胜煤田,原煤灰分仅为3一5,被誉为天然精煤。,五煤的分类,根据煤的煤化程度,分为褐煤、烟煤和无烟煤。对于褐煤和无烟煤,再分别按其煤化程度
5、和工业利用的特点分为2个和3个小类。 烟煤部分按挥发分大于1020、大于2028、大于2837和大于37的4个阶段分为低、中、中高及高挥发分烟煤。 关于烟煤粘结性,按粘结指数G分:05为不粘结和微粘结煤。大于5065为中等偏强粘结煤,大于65则为强粘结煤。强粘结煤,又把其中胶质层最大厚度y值大于25mm或奥亚膨胀度b大于150(对于Vdaf大于28的烟煤,b大于220)的煤定为特强粘结煤。,A:按发热量分,B 按煤的挥发份等指标分,C 中国煤炭分类简表GB 5751-1986,D 烟煤的分类,E 无烟煤的分类,无烟煤:高固定碳含量,高着火点(约360420),高真相对密度(1.351.90),
6、低挥发分产量和低氢含量。除了发电外,无烟煤主要作为气化原料(固定床气化发生炉)用于合成氨、民用燃料及型煤的生产等。 贫煤:煤烟中煤级最高的煤,它的特征是:较高的着火点(350360),高发热量,弱粘结性或不粘结。贫煤主要用于发电和电站锅炉燃料。 贫瘦煤:挥发分低,粘结性较差,可以单独用来炼焦,也可用于发电、电站锅炉和民用燃料等方面。 瘦煤:中度的挥发分和粘结性,主要用于炼焦。在炼焦过程中可能会产生一些胶质物,胶质层的厚度为610mm。由瘦煤单独炼焦产生的焦炭,机械强度较高但耐磨强度相对较差。,焦煤:有很强的炼焦性,中等的挥发分(约1628),焦煤是国内主要用于炼焦的煤种。由焦煤炼成的焦炭具有非
7、常优良的性质,焦煤主要产于山西省和河北省。 肥煤:中等或较高的挥发分(约2535)和很强的粘结性,主要用于炼焦。肥煤一般具有较高的硫含量。 1/3焦煤:介于焦煤、气煤和肥煤之间,具有较高的挥发分(类似于气煤),较强的粘结性(类似于肥煤)和很好的炼焦性(类似于焦煤),这也是它被称为1/3焦煤的原因。 主要用于炼焦和发电。 气肥煤:高挥发分(接近于气煤)和强的粘结性(接近于肥煤),它适用于焦化作用产生的城市燃气和与其他煤种混合炼焦 。 气煤:很高的挥发分和中度的粘结性,主要用于炼焦和发电。 1/2中粘煤:过度煤级的煤,在中国它只有很小一部分的储量和产量。,弱粘煤:煤化程度较低或中等煤化程度的煤,其
8、粘结性很差,不能单独用于炼焦。由于其特殊的成因,弱粘煤具有较高的惰性组含量。典型的弱粘煤产于山西省大同市。 不粘煤:早期煤化阶段曾被氧化过,因此它具有低发热量的特点。主要用于发电、气化和民用燃料等。不粘煤主要产于中国的西北部地区。 长焰煤:煤化程度是所有烟煤中最低的。由于其燃烧时火焰较长而被称为长焰煤。主要用于发电、电站锅炉燃料等。 褐煤:所有煤中最低级的煤,其特征是高水分。主要用于发电和气化。,6 . 煤的其他术语,七中国煤炭行业概况,我国煤炭资源十分丰富,据预测,我国煤炭资源远景总量为50592亿吨,仅次于独联体,居世界第二位。探明储量的矿区5345处,保有储量总量为10025亿吨。我国保
9、有储量总量中的精查储量2299亿吨,与世界探明可采储量相比,位于独联体、美国之后,居世界第三位。 我国煤炭资源分布地域广泛,自北而南,大致呈现出三个条带。天山阴山以南、昆仑山秦岭大别山以北地区,包括西北地区大部、华北地区、河南和华东北部,分布着各种变质程度的烟煤和无烟煤,只有少量褐煤;昆仑山秦岭大别山以南地区,包括西南地区、中南地区大部和华东南部,以高变质煤为主,中变质烟煤和褐煤很少。具有“东少西多、南贫北丰、相对集中的特点”。探明储量主要分布在山西、内蒙古、陕西、新疆和贵州五个省(区)。,中国煤炭行业概况 2,我国是世界上最大的煤炭生产国,年产量达12亿吨,占世界煤炭总产量的1/3,年出口煤
10、炭量3000多万吨,约占世界煤炭贸易量的6%。 按照年产煤量分:特大型企业(年产大于1000万吨)有大同矿务局等、神华、神府17个;大型企业(年产300-1000万吨);中型企业(年产90-300万吨);小型企业(年产小于90万吨);我国国有重点企业、地方国有煤矿、乡镇煤矿产量的构成比例为37.3%、16.5%和46.2%。,八煤的工业用途,1.炼焦用煤 炼焦是将煤放在干馏炉中加热,随着温度的升高(1 000左右),煤中有机质逐渐分解,挥发性物质呈气态或蒸汽状态逸出,成为煤气和煤焦油,残留下的不挥发性产物就是焦炭。焦炭在炼铁炉中起着还原、熔化矿石,提供热能和支撑炉料,保持炉料透气性能良好的作用
11、。炼焦用煤的质量要求,是以能得到机械强度高、块度均匀、灰分和硫分低的优质冶金焦为目的。 2气化用煤 煤的气化是以氧、水、二氧化碳、氢等为气体介质,经过热化学处理过程,把煤转变为各种用途的煤气。煤气化所得的气体产物可作工业和民用燃料以及化工合成原料。常用的制气方法有两种:固定床气化法。目前国内主要用无烟煤和焦炭作气化原料,制造合成氨原料气。,3.炼油用煤 一般以褐煤、长焰煤为主,弱粘煤和气煤也可以使用,其要求取决于炼油方法。低温干馏法,是将煤置于550左右的温度下进行干馏,以制取低温焦油,同时还可以得到半焦和低温焦炉煤气。煤种为褐煤、长焰煤、不粘煤或弱粘煤、气煤。对原料煤的质量要求是:焦油产率7
12、%,胶质层厚度9mm,热稳定性40%,粒度613 , 2080mm 。加氢液化法,是将煤、催化剂和重油混合在一起,在高温高压下使煤中有机质破坏,与氢作用转化成液态或气态产物,可得到汽油、柴油等燃料。原料煤主要为褐煤、长焰煤及气煤。要求煤的 挥发分35%,灰分5% 。 4.燃料用煤 任何一种煤都可以作为工业和民用的燃料。不同工业部门对燃料用煤的质量要求不一样。一般是:挥发分20%,灰分24%,灰熔点1 200,硫分 1%,低位发热量20931 KJ/kg以上。发电厂一般应尽量用灰分30%的劣质煤 。 煤的其他用途有,褐煤和氧化煤可生产腐殖酸类肥料;从褐煤中可以提取褐煤蜡供电气、印刷、精密铸造、化
13、工等使用;用优质无烟煤可制造碳化硅、碳粒砂、人造刚玉、人造石墨、电极、电石和铸造燃料;用煤沥青制成的碳素纤维等太空材料;用煤沥青还可生产新型的电炉电极等等。,九锌冶炼冶炼行业常用煤,几种常用冶炼方法煤耗比较,各种锌冶炼方法的比例,十 . 越 南 煤 越南的煤主要分布在广宁省(靠近广西),煤带全长150公里,煤层厚度20-28米,面积220平方公里,储量约36亿吨,其中可以露天采掘的有2亿吨。广宁省的鸿基煤矿是东南亚最大的煤矿,盛产高质量的无烟煤,为我国进口的最大品种煤。此外,北太省的太原地区已探明煤的储量为8000万吨,谅山省那阳的火煤储量达1亿吨,足以供应越南的水泥工业。湄公河三角洲平原的泥煤储量为45亿吨。红河三角洲有大储量的褐煤,约1280亿吨,但位于地下200-2000米深处,近期内尚无条件开采。2007年,越南原煤出口中国量为30004000万吨。,本人水平有限,有不足之处希望提出。 有疑问欢迎提出,共同学习,探讨提高。 感谢大家支持。 下一课:锌有关矿物,
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