骨煤
石煤是一种含碳量低、热值低、品位低的多金属共生矿。它是由4亿年至5亿年前地质时期的细菌和藻类的生物遗迹，在浅海环境中经过腐泥土化和煤化作用而形成的。含碳量高的优质石煤呈黑色，有半亮光泽，杂质少；含碳量低的石煤呈灰色，无光泽，混有较多黄铁矿、应时脉和磷钙结核。煤的热值不高，一般在800大卡/公斤左右，属于低热值燃料。
石煤结构
1、石煤发电
2.从石煤中提取钒
3.用于建材行业。
煤形成于古老地层，是由细菌、藻类等生物遗迹经过浅海、泻湖、海湾的腐解作用和煤化作用转化而来。灰分高(一般在60%以上)、变质程度深的可燃有机矿物，看起来像石头，肉眼不易与石灰岩或碳质页岩区分。含碳量高的优质石煤呈黑色，半亮光泽，杂质少。相对密度为1.7 ~ 2.2。含碳量低的石煤呈灰色，无光泽，混有较多黄铁矿、应时脉、磷和钙质结核。它的相对密度在2.2-2.8之间，热值不高，在3.5-10.5 MJ/kg之间，是一种低热值燃料。高热值的石煤经过改进燃烧技术后可以作为火力发电的燃料，石煤可以用来烧水泥、做肥料。制造煤渣碳化砖等。生明矾石煤可提取五氧化二钒。目前，我国石煤资源中已发现60多种伴生元素，其中能形成工业矿床的主要是钒，其次是钼、铀、磷、银等。含钒石煤分布在中国20多个省区。仅从浙江到广西一条长约1600公里的石煤矿，五氧化二钒就超过1亿吨。煤系钒矿是一种新的矿化类型，被称为黑色页岩型钒矿。形成于边缘海斜坡区，主要含钒矿物为含钒伊利石。我国石煤资源的主要利用途径是石煤发电、石煤提钒和建材工业。但70%至80%的石煤钒品位较低，五氧化二钒含量大多在0.8%以下，提钒难度极大。攀钢在石煤提钒技术上取得突破，使钒的总收率平均达到60.70%，远高于国内同行业40% ~ 50%的通常目标。(60.70%其实不算高，我们可以做得更好。)石煤中V2O5的品位较低，一般在1.0%左右。煤中的钒主要是V(ⅲ)，也有一些V(ⅳ)，V(ⅴ)很少。由于V (ⅲ) (74 pm)的离子半径与Fe (ⅱ) (74 pm)相等，与Fe (ⅲ) (64 pm)的离子半径非常接近，V (ⅲ)几乎不产生自己的矿物，而是以类质同象存在于含钒云母、高岭土等铁铝矿物的硅氧四面体结构中。我国从60年代开始研究石煤提钒，70年代开始工业化生产，都是钠化焙烧(NaCl)& mdash；或者酸浸过程。在这个过程中有两个严重的缺陷。一是焙烧过程中产生难以净化的Cl2、HCl和SO2混合气体，造成环境污染。第二，钒的回收率一般为45-55%，这样约有50%的钒资源得不到有效利用和浪费。为了改变和替代钠化焙烧工艺，科技人员研究了钙化焙烧、空白焙烧、湿法酸浸等新工艺。钙焙烧虽然解决了大气污染问题，但焙烧过程受矿石种类和性质影响较大，焙烧气氛、时间、温度、钙盐用量也很敏感。控制不当易形成不溶性硅酸盐，使部分钒被& ldquo氧气& rdquo包裹，或矿石样品中的部分钒与铁、钙等元素反应生成不溶性化合物如钒酸铁和钒酸钙。空白焙烧主要是解决石煤脱碳和低价钒氧化的问题。但焙烧设备仍然是传统的立窑、平窑和沸腾炉，不仅生产规模有限，而且在焙烧过程中没有改变含钒矿物的晶体结构，不能有效提高钒的回收率。湿法酸浸工艺不需要焙烧，石煤矿石可以湿法研磨，适合大规模生产，因此成为石煤提钒的重点。酸浸提钒的基础理论研究也取得了一些进展。目前，石煤酸浸提钒技术已在陕西、湖南等地广泛应用。然而，在酸浸提钒工艺中仍有一些问题需要解决。首先，为了获得V2O5的高浸出率，必须消耗大量H2SO4。在生产中，H2SO4的用量一般为矿石质量的25-40%，V2O5的浸出率一般为65-75%左右，V2O5的回收率一般小于70%。二是酸浸液的净化除杂、Fe(III)还原和pH调节等过程需要消耗大量的化学品，尤其是氨水，导致氨氮废水的产生和处理。从含钒石煤和含钒粘土中酸浸提钒要解决的关键问题是如何在提高V2O5浸出率和回收率的前提下，降低消耗，避免环境污染。发展方向是发展低消耗、低成本的清洁生产技术。经过多年的努力，杨教授成功开发出一种从石煤中提取钒的环保工艺。采用新技术& ldquo浓酸两段熟化催化循环& rdquo含钒石煤的技术科学处理，V2O5转化率& ge90%，浸出率& ge90%，总回收率& ge82.5%。新工艺彻底告别了传统的钠化焙烧工艺。生产过程中不产生有害废气，废水经净化处理后循环使用。提钒尾矿可用作建筑材料，实现了石煤的清洁环保、节能减排和资源循环利用。新技术的科研成果、扩大试验成果和工业生产试验成果先后通过了政府组织的专家鉴定。专家鉴定意见为:采用的提钒技术原理正确，形成的技术路线稳定。首次提出的两段固化技术具有创新性，技术成果达到国内领先水平。这项新技术已在湖南省保靖县投入生产。经过近10年的艰苦探索和反复试验，从理论和技术上解决了含钒石煤和含钒粘土酸浸提钒的技术难题。开发酸浸提钒新工艺的关键技术和创新点在于研制成功了两种专用添加剂SMTV01和SMTV02，可明显提高含钒石煤和含钒粘土的提钒效率，使V2O5浸出率稳定达到90%以上，V2O5回收率稳定达到80%以上，同时H2SO4和氨水用量可大幅减少，液固分离状况明显改善，滤渣含水量降低10%左右。
更多历史
石煤是一种低含碳量、低热值的劣质无烟煤，也是一种低品位多金属共生矿。形成于古代地层，细菌和藻类等生物的遗骸在浅海、泻湖和海湾被腐解和煤化作用转化。灰分高(一般在60%以上)、变质程度深的可燃有机矿物，看起来像石头，肉眼不易与石灰岩或碳质页岩区分。含碳量高的优质石煤呈黑色，半亮光泽，杂质少。相对密度为1.7 ~ 2.2。含碳量低的石煤呈灰色，无光泽，混有较多黄铁矿、应时脉、磷和钙质结核。它的相对密度在2.2-2.8之间，热值不高，在3.5-10.5 MJ/kg之间，是一种低热值燃料。高热值的石煤经过改进燃烧技术后可以作为火力发电的燃料，石煤可以用来烧水泥、做肥料。制造煤渣碳化砖等。生明矾石煤可提取五氧化二钒。目前，我国石煤资源中已发现60多种伴生元素，其中能形成工业矿床的主要是钒，其次是钼、铀、磷、银等。含钒石煤分布在中国20多个省区。仅从浙江到广西一条长约1600公里的石煤矿，五氧化二钒就超过1亿吨。
石煤结构
煤是早元古代和早古生代形成的沉积可燃有机岩。黑色或深灰色。大多具有高灰、高硫、低热值、高硬度的特点。石煤是一种高度变质的腐泥煤或藻煤。除有机碳外，还含有氧化硅、氧化钙以及少量的氧化铁、氧化铝和氧化镁。煤有不同的分类。按灰分和发热量可分为普通石煤和优质石煤:普通石煤灰分在40% ~ 90%，发热量在16.7 kJ/g以下；优质石煤灰分20% ~ 40%，发热量16.7 ~ 27.1 kJ/g，按结构分为块状石煤、粒状石煤、鳞片状石煤、粉状石煤。根据石煤中的原生和次生矿物杂质，可分为硅质石煤和钙质石煤。煤炭在中国分布广泛，南秦岭地区储量最丰富。煤可以做燃料，烧后的炉渣可以制成碳化砖、水泥等建筑材料。钒、铀、钼、镍、铜、钴等金属元素也可以从石煤中提取。
中国石煤的分布
我国是世界上少数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，其中湖南省石煤资源优势明显。根据煤炭工业部20世纪70-80年代开展的华南石煤资源综合调查资料，全国石煤资源储量约618亿吨，其中湖南省187.2亿吨，约占全国储量的三分之一。如果6吨石煤换算成1吨标准煤，相当于31亿吨标准煤，比目前湖南省29.3亿吨的煤炭总储量还要多。从湖南省石煤资源分布来看，怀化市的石煤储量高达83.6亿吨，约占湖南省的一半，其次是益阳、常德和湘西自治州。
石煤的使用
我国石煤资源的主要利用途径是石煤发电、石煤提钒和建材工业。
1、石煤发电
从20世纪70年代初开始，浙江和湖南在利用石煤发电方面取得了比较成功的经验，如浙江的佛堂、义乌的华凯村、湖南的安仁、建德、益阳等地。它采用流化床锅炉发电，成本低，经济效益好。在浙江，石煤发电的供电成本只有外调煤的六分之一。如建德安仁石煤综合利用厂利用发热量为5.77MJ/kg的石煤发电，1986年并网发电，供电成本为每千瓦时0.074元。湖南省益阳石煤发电经过五年的试验，于1981年取得了良好的效果，当时发电成本为每千瓦时0.068元。
2.从石煤中提取钒
是& mdash一种稀有元素，是冶炼优质合金钢和各种有色合金的原料，也广泛应用于航空航天和化学工业。早在20世纪70年代初，湖北杨家堡和浙江义乌就采用石煤土法提取五氧化二钒。目前已在浙江、湖南、湖北等省建成& mdash一些提钒厂进行小规模提钒生产。我省起步较晚。目前，玉山、上饶的勘探工作结束后，正在进行可行性研究。
3.用于建材行业。
煤和石煤发电废渣可以用来烧水泥、砖、平瓦、空芯块等。如1976年浙江常山灰埠水泥厂用石煤烧制水泥，湖南用石煤废渣烧制水泥成功，编号为125和175。由浙江石煤综合利用公司上峰水泥厂和浙江大学承担& ldquo燃煤抗硫酸盐水泥& rdquo该项目于1989年2月通过鉴定。水泥质量经国家水泥检测中心检测，耐酸腐蚀系数为1.11。产品符合质量要求。该水泥可用于硫酸腐蚀的港口建设、城市污水处理、地下工程等。是一种应用广泛的新型水泥。
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