對(duì)煤炭產(chǎn)業(yè)附屬產(chǎn)品利用價(jià)值的探討

張英杰

（山西焦煤西山煤電機(jī)電廠， 山西 太原 030053）

1 直接還原鐵球團(tuán)的技術(shù)

傳統(tǒng)的煉鐵需要進(jìn)行精礦粉的燒結(jié)、焦炭的煉制、石灰石礦的分解，這都是造成污染和浪費(fèi)能源的落后工藝。經(jīng)過(guò)多年的研究，我們利用激活碳鎂型煉鐵球團(tuán)的冶煉技術(shù)，是可以用煤炭及精礦粉、烹礦化劑形成球團(tuán)，可用中間還原作用的冶煉技術(shù)，它比現(xiàn)行的冶煉成本低80%左右。

ZL95119516.6技術(shù)是一種激活碳鎂型煉鐵球團(tuán)的專(zhuān)利發(fā)明，是當(dāng)今一個(gè)改革現(xiàn)有技術(shù)裝備的一種適用技術(shù)，符合國(guó)際環(huán)保和國(guó)內(nèi)環(huán)保的要求，更符合人類(lèi)對(duì)物質(zhì)合理結(jié)合搭配多元化的分解、結(jié)合、生成、有次序利用。對(duì)治理高爐污染環(huán)境、繼續(xù)生產(chǎn)起著決定性作用。

高爐不論大小，其真正的目的是不污染環(huán)境，不浪費(fèi)資源，能給人們帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。這個(gè)專(zhuān)利技術(shù)就是以這個(gè)目的研制開(kāi)發(fā)的。

該項(xiàng)技術(shù)打破常規(guī)習(xí)慣冶煉方法，由原來(lái)3個(gè)碳分子還原1個(gè)鐵分子，降低到1個(gè)碳分子還原1個(gè)鐵分子,節(jié)省了能源，使配在球團(tuán)中的各種物質(zhì)能盡其用，發(fā)揮本身物質(zhì)的能量起到應(yīng)起的作用，真正能做到燃盡了自己，同時(shí)又能起著理化作用，在高溫下分解、化合、富集，產(chǎn)生了新的物質(zhì)，冶煉出爐的廢渣看起來(lái)是廢物，實(shí)際還可提取經(jīng)濟(jì)價(jià)值更高的貴金屬。

此項(xiàng)冶煉技術(shù)的價(jià)值和水平，可以避免前期燒結(jié)和煉焦所造成的巨大污染和資源的巨大浪費(fèi)，利用冶煉高爐同步完成上述三項(xiàng)程序于一體化，加強(qiáng)爐前材料準(zhǔn)備階段的精制加工過(guò)程，做到統(tǒng)一的最佳煉鐵配方，強(qiáng)化煉鐵過(guò)程，提高單爐產(chǎn)量，大幅度降低冶煉成本，充分利用低端焦炭資源。

2 滾動(dòng)成型煤產(chǎn)業(yè)的技術(shù)

型煤是解決潔凈煤的最佳途徑，但傳統(tǒng)的技術(shù)路線影響了型煤產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。采用具有絡(luò)合功能凈化煤炭燃燒的黏結(jié)劑，可以有效地適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化大生產(chǎn)的需求，還可以進(jìn)行批量生產(chǎn)。

這項(xiàng)黏潔劑產(chǎn)品具有成本低、功能齊全、凈化能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，它采用燃燒階段生成硫氰酸鈉絡(luò)合原理，同時(shí)催化、固硫、固氮、分離汞、銅等重金屬的全方位凈化措施，其固硫率比鈣系提高了一倍，一般能達(dá)到70%以上，節(jié)能也高于原煤10%以上。

在型煤技術(shù)加工中，我們采用配制煤質(zhì)，調(diào)節(jié)固定炭、揮發(fā)份、熱值，調(diào)整有利于燃燒的礦物質(zhì)組合來(lái)達(dá)到合理燃燒組織良好工況的保證條件。可以使產(chǎn)品更廣泛地應(yīng)用到動(dòng)力煤范圍。

這種型煤技術(shù)的開(kāi)發(fā)使用，是以添加礦物質(zhì)為突破口，同時(shí)增加黏結(jié)指數(shù)、固定炭揮發(fā)份（一氧化碳）等成分，來(lái)改變煤炭的合理組合，比原煤要有更好的燃燒特性，能真正把人為的意志與燃燒及凈化合為一體，因而具有極強(qiáng)的推廣價(jià)值，會(huì)產(chǎn)生很好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會(huì)效益。

3 提高洗精煤產(chǎn)業(yè)附屬產(chǎn)品的環(huán)保要求，增加附屬產(chǎn)品的價(jià)值

我們通過(guò)不斷的生產(chǎn)實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)了煤炭的新的綜合利用規(guī)律，進(jìn)行煤炭潔凈化的深加工，對(duì)必然增加的生產(chǎn)成本，考慮到經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的現(xiàn)實(shí)要求，利用催化、硫氮固化劑摻混到原煤當(dāng)中，在燃燒階段，降低70%的二氧化硫和50%的氮氧化物的排放量，再與現(xiàn)有的煙道凈化系統(tǒng)結(jié)合，可以做到零排放。這種研究適應(yīng)任何大小鍋爐的燃燒條件，除滿足環(huán)保指標(biāo)達(dá)標(biāo)以下，還能節(jié)能10%以上。

對(duì)上述潔凈洗精煤的爐渣加收利用，是解決洗精煤成本的關(guān)鍵。利用催化、硫氮固化劑使燃燒階段生成的硫氰酸鋼等，把爐渣當(dāng)中的金屬元素變成絡(luò)合狀態(tài)，把非金屬元素變成具有水化活性的狀態(tài)。

絡(luò)合物通過(guò)浸煮、濃縮、解絡(luò)，既可得到重金屬水化產(chǎn)生通過(guò)磨細(xì)、添加激發(fā)劑，又可轉(zhuǎn)化為活性水泥材料，因而極大地提高了洗精煤產(chǎn)業(yè)附屬產(chǎn)品的價(jià)值。

4 化肥造氣冷焦炭的應(yīng)用

目前，焦炭和塊炭的產(chǎn)氣率都有很大的潛力，但首先要找出提高產(chǎn)氣率的設(shè)備和工藝。我們經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，在造氣過(guò)程中，對(duì)固定碳的轉(zhuǎn)化規(guī)律和化學(xué)動(dòng)力方面提出人造組合的冷焦炭來(lái)替代塊炭進(jìn)行有效的燃料改革，提高產(chǎn)氣率降低合成氨成本，減少污染，在相同的條件下，可以降低50%的燃料消耗。具體工藝和措施如下。

4.1 固體碳的準(zhǔn)備

利用高固定碳（＞80%）的無(wú)煙煤和焦粒及殘?zhí)浚匦路鬯檫M(jìn)行活化自理注入催化物質(zhì)；粉碎粒度按使用規(guī)程進(jìn)行檢測(cè)；處理過(guò)后的固定碳含量＞70%，活性達(dá)＞90%。

4.2 冷焦炭強(qiáng)度的措施

冷態(tài)（常溫）溫度要求個(gè)球檢壓＞80kG，按10%添加黏結(jié)劑，對(duì)黏結(jié)劑的黏結(jié)強(qiáng)度要求＞625#才能辦到；煤炭（焦）在燃燒后，冷態(tài)黏結(jié)劑的作用已逐步開(kāi)始破壞，但尚未達(dá)到高溫，因此必須有過(guò)渡黏結(jié)劑起作用，我們?cè)?00～1 000℃范圍之內(nèi)已經(jīng)準(zhǔn)備相應(yīng)的物質(zhì)加以熱固，保持相應(yīng)的密實(shí)度，控制膨脹，但允許龜裂、體積縮小、產(chǎn)生球團(tuán)應(yīng)力效應(yīng)現(xiàn)象，一般熱穩(wěn)定性＞80%；高溫區(qū)一般不需要特殊處理，只要注意灰熔化溫度及黏度（流動(dòng)性）調(diào)節(jié)中性鹼最好。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)際驗(yàn)證，我們?cè)O(shè)定的灰熔點(diǎn)控制在125～135℃，鹼度在0.8，燃盡率達(dá)95%以上。

4.3 助絡(luò)劑及催化劑在冷焦炭中的使用

煤質(zhì)中的雜質(zhì)等有害元素的存在，最有效的處理階段是在燃燒時(shí)加以匹配相應(yīng)的結(jié)合物質(zhì)和化學(xué)動(dòng)力，按熱化學(xué)反應(yīng)規(guī)律轉(zhuǎn)化成下道工藝無(wú)害的結(jié)果。我們對(duì)煤質(zhì)中的硫元素采用助絡(luò)劑生成硫所致酸鈉等絡(luò)合劑的物質(zhì)加以固硫及氰（氰化物），轉(zhuǎn)化率一般＞70%（處理準(zhǔn)確可達(dá)到90%）。這種原理大于硫鈣的固化率，它不受溫度限制，從300～1 500℃均有可能化合，不存在分解現(xiàn)象；另一方面，催化物質(zhì)也是黏結(jié)劑主要成分，受熱后轉(zhuǎn)化成足夠量的催化劑；主要是以稀土鹽和鹼性氧化物促使碳晶形變化扭帶，產(chǎn)生催化動(dòng)力，使已經(jīng)產(chǎn)生的碳氧絡(luò)合物快速脫離碳晶面，產(chǎn)生下一次碳氧絡(luò)合位置，因此明顯改變了燃燒速度。特別是對(duì)造氣用高固定碳的煤產(chǎn)品自然活性不足，影響碳的活性轉(zhuǎn)化率一般超過(guò)90%，碳的利用率一般超過(guò)95%。

以上幾方面足以說(shuō)明，深延煤炭加工，并充分利用洗精煤產(chǎn)業(yè)附屬產(chǎn)品的利用價(jià)值，是未來(lái)煤炭產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機(jī)遇和方向。相信在不久的將來(lái)，會(huì)有更多、更好的煤炭深加工產(chǎn)品來(lái)造福人類(lèi)社會(huì)。