煤中汞在分選過(guò)程中的遷移與脫除規(guī)律研究

孟令麗+王愛(ài)卿

摘 要：我國(guó)的能源擁有量占世界能源的25%，是名副其實(shí)的能源大國(guó)，由于第二產(chǎn)業(yè)仍然居于我國(guó)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的核心，人們對(duì)于基礎(chǔ)能源的需求量仍然存在，以煤礦、石油、天然氣為主導(dǎo)的各類(lèi)能源依然有著其重要的作用與意義。但是隨著我國(guó)環(huán)境問(wèn)題愈加嚴(yán)重，由燃煤所產(chǎn)生的污染也逐漸為人們所關(guān)注，于是我國(guó)能源產(chǎn)業(yè)開(kāi)始了新一輪的改革與創(chuàng)新。

關(guān)鍵詞：煤礦；汞；遷移和脫除

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.055

0 引言

在我國(guó)煤礦加工制造企業(yè)在對(duì)煤進(jìn)行精加工時(shí)，都會(huì)把微量元素的清除作為一項(xiàng)重要的工程之一，這是因?yàn)榇置涸诓煌耆紵龝r(shí)，會(huì)產(chǎn)生各種生產(chǎn)垃圾，以其中的汞元素為例，它會(huì)造成土壤污染、大氣污染等多種形式的危害，給自然環(huán)境和人類(lèi)的安全造成不小的隱患，不僅如此，因?yàn)楣夭豢山到?，還極有可能沉積在土壤之中，參與地球循環(huán)，造成全球化的危機(jī)。

1 煤脫汞實(shí)驗(yàn)

在精煤提純工藝中，如何完成汞的遷移和脫除，是工藝的重點(diǎn)。所以本文采取相關(guān)的煤脫汞實(shí)驗(yàn)，來(lái)研究汞的遷移規(guī)律。我們采取山西的原煤進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，將煤按照原煤、精煤等分類(lèi)，按照煤礦的大小進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。本文研究了每一種煤中汞含量的多少，并針對(duì)于汞含量的多少，進(jìn)行了相關(guān)的脫媒方案預(yù)估，準(zhǔn)備了專(zhuān)門(mén)測(cè)算和吸收汞的設(shè)備，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)[1]。

在具體的實(shí)踐中，煤礦的脫汞過(guò)程按照以下步驟進(jìn)行，首先應(yīng)進(jìn)行原煤的入洗工作，再將煤礦放入淘汰機(jī)中把煤中的石塊矸石篩選出來(lái)，然后再進(jìn)行更為精密的加工篩選。通過(guò)工藝設(shè)備將中煤分離出來(lái)，利用重介旋流器對(duì)精煤進(jìn)行下一層的分離，分離出精煤與中煤。一般在實(shí)踐中，還需要用到的設(shè)備有浮選機(jī)，它的精度較高，物理分離水平也比較高，所以通常會(huì)用來(lái)分離煤中的汞，并為實(shí)際生產(chǎn)生活提供借鑒和思考。

分離設(shè)備的作用機(jī)理為讓設(shè)備處于高速運(yùn)轉(zhuǎn)之下，它會(huì)由于重力因素，產(chǎn)生離心力，通過(guò)離心力產(chǎn)生的壓力，來(lái)將煤礦中的煤與汞分離[2]。

2 遷移規(guī)律與特性

（1）富集。煤的富集含量可以利用其與地殼中煤的質(zhì)量的比例來(lái)表達(dá)，在生產(chǎn)實(shí)踐中一般會(huì)認(rèn)為這個(gè)指數(shù)的值趨于一個(gè)大于6的穩(wěn)定值時(shí)，才可以以此作為研究煤礦資源的標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算公式如下所示：

煤的富集程度=煤量/煤的地殼含量

煤的富集程度=煤量/煤的世界含量

通過(guò)以上數(shù)據(jù)，結(jié)合所選山西煤礦的具體位置，我們發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是針對(duì)于世界，還是針對(duì)于地殼表面運(yùn)動(dòng)，山西煤礦資源均屬于密集狀態(tài)，是煤礦挖掘的重要地點(diǎn)之一。通過(guò)對(duì)山西煤礦中的汞含量進(jìn)行抽取調(diào)查，將其中含汞量較多的煤礦挑選出來(lái)，發(fā)現(xiàn)在全國(guó)范圍內(nèi)，山西煤礦的含汞量屬于較低水平。這就引發(fā)了下一個(gè)問(wèn)題的討論，煤中的汞是否可以發(fā)生遷移作用，通過(guò)對(duì)煤遷移作用的研究，是否能有效地脫去煤中的汞。

（2）遷移。在上述的煤脫汞試驗(yàn)中，我們對(duì)煤做了分級(jí)處理，并通過(guò)設(shè)備進(jìn)行了脫汞實(shí)驗(yàn)，以此來(lái)觀察汞的遷移，最終實(shí)驗(yàn)表明，在實(shí)際的操作中，精煤的汞含量呈直線(xiàn)下降趨勢(shì)，基本上達(dá)不到對(duì)人的危害作用，這已經(jīng)預(yù)示了脫汞成功。但是剩余的粗煤中，汞含量卻很少有減少的情況，反而還出現(xiàn)了汞含量不降反增的情況，我們應(yīng)用數(shù)學(xué)規(guī)律對(duì)煤的百分比含量進(jìn)行了測(cè)算，方法如下：

汞含量降低程度=（脫汞前煤的汞含量-脫汞后煤的汞含量）/脫汞前煤中汞含量

通過(guò)實(shí)踐表明，煤主要傾向于從有機(jī)礦產(chǎn)向無(wú)機(jī)物中遷移。在實(shí)踐中，可以通過(guò)煤的洗選工藝對(duì)其進(jìn)行脫汞，降低煤中汞的含量，我們通過(guò)上述表1可以看出，精煤的脫汞率為正，且高達(dá)半數(shù)以上，說(shuō)明汞的脫除在精煤中更有效果[3]。不僅如此，我們還可以看出煤的狀態(tài)、大小等因素和脫媒有著正相關(guān)的關(guān)系，顆粒越細(xì)小，脫汞越容易。但是同樣值得注意的是，汞從精煤中脫離后，進(jìn)入了洗選產(chǎn)品中。洗選產(chǎn)品就是煤的半成品，這些煤的半成品經(jīng)常會(huì)被個(gè)別廠(chǎng)家，用來(lái)以次充好，以相對(duì)較低的價(jià)格進(jìn)行出售。通過(guò)表1，我們可以看出這類(lèi)煤中，汞的含量相比于原煤來(lái)說(shuō)都是較高的，如果投入使用，不僅危害使用者的生命，對(duì)于自然環(huán)境來(lái)說(shuō)，也是一種無(wú)形的破壞。在實(shí)際的生產(chǎn)工作中，煤料生產(chǎn)廠(chǎng)家，會(huì)將煤料中汞含量過(guò)度超標(biāo)的煤料進(jìn)行進(jìn)一步的處理，而不會(huì)讓其殘留在設(shè)備之中，也不會(huì)直接將其當(dāng)做燃料進(jìn)行燃燒，這也是一種對(duì)環(huán)境負(fù)責(zé)的積極態(tài)度。

（3）機(jī)理。在煤料的遷移機(jī)理研究中，依然應(yīng)將重點(diǎn)放在第一點(diǎn)中所談到的富集作用上，煤容易在無(wú)機(jī)礦物中富集，那么無(wú)機(jī)礦物的使用量就是煤料遷移的重要因素。

可見(jiàn)，平均密度大于2.3的汞的分布最多，所以在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)按照密度對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)，再進(jìn)行脫汞，能起到事半功倍的效果。又因?yàn)樯轿髅旱V中的煤無(wú)機(jī)態(tài)存在多，所以在脫汞技術(shù)實(shí)踐中，煤的汞含量會(huì)直線(xiàn)降低[4]。

3 結(jié)束語(yǔ)

如今，自然環(huán)境污染中，以煤為代表的能源污染越來(lái)越被人們所關(guān)注，煤是一種生產(chǎn)能源，為人們的生活提供了便捷，但是對(duì)于其的精餾、分餾工藝的精細(xì)度同樣不能忽視。如果煤在生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染產(chǎn)物不能被及時(shí)降解和清除，則有可能給我們的日常生活帶來(lái)危害。汞就是煤中需要除去的化學(xué)元素之一，汞是一種對(duì)水資源、人體、大氣、植物等均有危害的化學(xué)元素，汞的泄露很有可能造成大面積的土壤失活，這樣一種高?；瘜W(xué)物質(zhì)在生產(chǎn)中被不間斷的釋放，后果不堪設(shè)想。所以本文研究了煤礦中汞的遷移規(guī)律，希望可以給汞的脫除提供思考。

參考文獻(xiàn)：

[1]閆松，單廣波，王雪清，燃煤鍋爐煤中汞的遷移和分配規(guī)律研究[J].當(dāng)代化工，2014（08）：1450-1452.

[2]張成，李婷婷，曲世俊，煤溫和熱解過(guò)程中汞釋放形態(tài)及分布規(guī)律研究[J].工程熱物理學(xué)報(bào)，2012，V33（11）：1993-1997.

[3]和瑩，郭亞飛，周玉海.燃煤電廠(chǎng)重金屬汞的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2015（01）：126-126.

[4]王明仕，吳月晶，王明婭，煤中砷在洗選過(guò)程中的遷移行為和分配特征[J].煤炭轉(zhuǎn)化，2014，37（04）：14-16.endprint