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    蘇魯豫皖四省毗鄰地區(qū)天然焦特征及燃燒特性

    2022-06-07 10:34:26秦云虎王雙美朱士飛吳國強權(quán)巨濤毛禮鑫
    煤田地質(zhì)與勘探 2022年5期
    關(guān)鍵詞:測試樣品

    秦云虎,王雙美,朱士飛,吳國強,權(quán)巨濤,毛禮鑫

    (1.江蘇地質(zhì)礦產(chǎn)設(shè)計研究院,江蘇 徐州 221006;2.中國煤炭地質(zhì)總局,北京 100038;3.中國煤炭地質(zhì)總局第一勘探局,河北 邯鄲 056004)

    在世界范圍內(nèi)煤炭是最重要的不可再生能源之一,在我國能源結(jié)構(gòu)中更是不可或缺的一環(huán)[1-2],因此實現(xiàn)煤炭及其共伴生資源的清潔高效利用是踐行“碳達峰、碳中和”莊嚴承諾必須解決的問題。作為重要的共伴生礦產(chǎn),天然焦與煤炭有著緊密的關(guān)聯(lián),然而最新的《固體礦產(chǎn)資源儲量分類》中并沒將天然焦看作“資源”,可見天然焦至今并未得到應有的重視。

    煤炭形成后,在地下封閉環(huán)境中受巖漿侵入體的影響,發(fā)生了焦化作用,形成了與原煤宏觀、顯微特征以及地球化學參數(shù)都有所不同的天然焦。巖漿的侵入一方面對煤層形態(tài)和厚度產(chǎn)生破壞,使煤的灰分增高,煤質(zhì)變差,降低其工業(yè)價值[3-4],同時會增加瓦斯、自燃的風險,嚴重制約煤炭的安全開采[5]。另一方面由于煤自身的接觸變質(zhì)作用及巖漿帶來外來物質(zhì)的共同作用,原煤的地球化學參數(shù)發(fā)生較大變化。學者對受巖漿侵入而形成的高變質(zhì)煤和天然焦開展了大量卓有成效的研究工作,包括其微觀結(jié)構(gòu)[6-7]、顯微組分[8]、常量元素[9]、微量元素等[10-11]。

    我國天然焦開發(fā)具有一定歷史的開采礦井很少,典型的有江蘇利國煤礦(已關(guān)閉)、山東昭陽煤礦和安徽石臺天然焦煤礦,前人對天然焦的利用途徑進行了一些探索。例如,張立文等[12]曾對天然焦取代煤燒制水泥、焦炭熔制巖棉、燒制石灰等進行過研究。以天然焦作為化工原料、電子原料等的利用方式目前尚未大規(guī)模應用[13-15]。一些發(fā)熱量較高的天然焦主要用于發(fā)電配煤、民用型煤、燒制水泥等,這也是國內(nèi)天然焦的主要用途。對煤炭燃燒特性的研究表明,黏結(jié)性、揮發(fā)分等影響其燃燒特性。然而,與煤炭相比目前對于天然焦燃燒特性的研究較為缺乏。

    綜上所述可以發(fā)現(xiàn),天然焦長久以來并未作為單獨礦種,不是優(yōu)良的能源礦產(chǎn)的備選項,前人的研究多集中于巖漿侵入而形成的不同變質(zhì)程度煤的研究,針對天然焦研究較少且存在諸多爭議,缺乏將煤巖學與燃燒特征結(jié)合應用于天然焦的研究。因此,無論是為了降低天然焦對原煤層開發(fā)的影響,還是探索天然焦自身的可利用價值,都有必要對其開展更加深入的研究。本次研究選取蘇魯豫皖四省毗鄰地區(qū)的天然焦樣品,通過對其宏觀特征、微觀結(jié)構(gòu)、地球化學參數(shù)、工藝性能、燃燒反應活性等研究,并與煤炭相關(guān)參數(shù)進行對比分析,進一步探索其利用價值和具體的利用方向。

    1 天然焦分布及樣品采集

    受燕山期巖漿活動的影響,江蘇、山東、河南和安徽4 省毗鄰地區(qū)的煤田大多分布有天然焦。重要的天然焦產(chǎn)地有河南確山、夏邑、永城,山東滕縣、官橋、陶棗、巨野、淄博、臨沂、韓臺,江蘇利國、沛城等礦區(qū)。我國其他地區(qū)諸如河北邯邢、山西大同、遼寧阜新等地也有天然焦分布,但數(shù)量不多。

    本次選擇江蘇孔莊煤礦,山東官橋夏莊煤礦、菏澤趙樓煤礦、微山昭陽煤礦,河南永城新橋煤礦、車集煤礦,安徽關(guān)帝廟勘探區(qū)、淮北金石煤礦等礦區(qū)采集天然焦樣品,在室內(nèi)對樣品進行編號、照相、宏觀描述、顯微鑒定和測試分析。

    2 天然焦的宏觀及顯微特征

    2.1 宏觀特征

    天然焦樣品大多為塊狀焦(圖1a),安徽關(guān)帝廟勘探區(qū)鉆孔中樣品為柱狀焦(圖1b),山東官橋煤田夏莊煤礦的樣品為礫狀焦(圖1c)。宏觀特征為:黑灰?鋼灰色,條痕深灰色,多孔致密結(jié)構(gòu),原煤層的宏觀煤巖類型與組分特征普遍消失,光澤暗淡,略帶金屬光澤,觸感粗糙不染手。主要有2 種表現(xiàn)形式,其一是柱狀焦,結(jié)構(gòu)致密,柱狀構(gòu)造明顯,肉眼可見氣孔構(gòu)造,在柱狀節(jié)理斷面上隱約可見絲絹光澤,發(fā)育柱狀結(jié)構(gòu),橫截面似六方柱狀,可見柱分節(jié);其二是呈粒狀或角礫狀結(jié)構(gòu)的焦樣,角礫為天然焦小碎塊,由細粒煤屑包圍形成角礫結(jié)構(gòu),樣品多碎成粒狀或小碎塊,角礫內(nèi)部可見細小的氣孔,局部方解石充填。

    圖1 天然焦樣品照片F(xiàn)ig.1 Photographs of the selected samples

    2.2 顯微特征

    在油浸顯微鏡下,可以觀察到大量的長形、橢圓形及不規(guī)則的大小氣孔,其顯微組分已不能識別。顯微結(jié)構(gòu)有微粒鑲嵌結(jié)構(gòu)、粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu)、片狀結(jié)構(gòu)、流動狀結(jié)構(gòu)等。

    粗粒鑲嵌結(jié)構(gòu):焦炭晶體顆粒大于1 μm 的粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)。正交偏光下具有明顯的各向異性光學效應,加石膏試板晶體呈紅、黃及藍色,色差極為明顯,旋轉(zhuǎn)物臺可見顏色交替變化。光片顯微鏡下可見黑色小球體(圖2a)。

    圖2 天然焦中的石墨小球體和顯微片狀結(jié)構(gòu)Fig.2 Graphite spherules and microflake structure in the natural coke

    片狀結(jié)構(gòu):晶體呈不同程度拉長狀,顆粒長短寬窄變化懸殊,具有定向流動趨勢。正交偏光下,具有強的各向異性的光學效應,加石膏試板晶體顆粒呈玫瑰紅、黃及藍色,色彩鮮艷,旋轉(zhuǎn)物臺顏色交替變化,且具有明顯的波浪狀消光(圖2b)。

    破片結(jié)構(gòu):由惰性組分碎片轉(zhuǎn)化而成,多呈小碎塊狀,輪廓明顯。正交偏光下不具備各向異性,加石膏試板呈暗玫瑰紅色。

    氣孔構(gòu)造:可見呈圓形、橢圓形或不規(guī)則狀的氣孔(圖2a 左下部分)。

    總體來說,天然焦在顯微鏡下可見粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)、片狀或梳狀(焰狀、扇狀)結(jié)構(gòu)及十字消光黑色小球體;可見氣孔,反光下各向異性消光。這些特征是區(qū)別煤的主要定性標志。

    3 天然焦樣品測試結(jié)果及分析

    3.1 煤質(zhì)分析

    工業(yè)分析測試結(jié)果(表1)表明:天然焦樣品水分為1.30%~4.38%,全水分為1.97%~8.49%,86%的樣品全水分小于6.00%,參照煤的全水分分級(下文中測試項目分級均參照煤的分級標準)屬特低全水分;灰分為8.28%~20.87%,80%的樣品灰分在10.01%~20.00%,大部分屬低灰;揮發(fā)分測試值為5.42%~16.11%,90%的樣品揮發(fā)分小于10.00%,屬特低揮發(fā)分。全硫為0.14%~1.94%,其中,全硫小于等于0.50%的占60%,0.51%~1.00%的占30%,大部分為特低硫,少部分為低硫;從形態(tài)硫的含量看,主要是硫化物硫,56%的樣品硫化物硫含量高于有機硫。高位發(fā)熱量(Qgr,d)為25.24~30.81 MJ/kg,其中屬于高熱值范圍27.21~30.90 MJ/kg 的占樣品總數(shù)的60%,屬于中高熱值范圍24.31~27.20 MJ/kg 的占樣品總數(shù)的30%。樣品的焦渣特征1?2,說明天然焦沒有黏結(jié)性。

    3.2 元素組成

    元素C、H、O、N 等能反映煤中有機質(zhì)組成,例如C、H 元素與煤化程度相關(guān)性強,曾作為煤的主要分類指標,O 含量影響煤的直接液化和制備水煤漿等,因此天然焦的元素分析能指導其利用方向,并作為區(qū)分煤樣的重要指標。如圖3 所示,樣品元素組成測試結(jié)果表明:天然焦樣品氧質(zhì)量分數(shù)為2.04%~5.44%;碳質(zhì)量分數(shù)為88.70%~94.01%,90%的樣品碳質(zhì)量分數(shù)大于90.00%;氫質(zhì)量分數(shù)為1.05%~3.59%,且90%的樣品氫質(zhì)量分數(shù)小于3%;氮(Ndaf)為0.81%~1.73%。經(jīng)計算碳氫比值為24.71~89.53,變化范圍大,且數(shù)值隨鏡質(zhì)體反射率的增大而增大(2?3、5?10 號樣鏡質(zhì)體反射率逐漸增大,1 號、4 號樣未進行鏡質(zhì)體反射率測試)。除江蘇孔莊煤礦的樣品變質(zhì)程度達到貧煤階段(結(jié)合揮發(fā)分分類),其他所采樣品變質(zhì)程度達到無煙煤階段[16]。以安徽淮北金石礦為例:天然焦炭質(zhì)量分數(shù)為93.27%和93.99%,氫為2.08%和2.45%,碳氫比值為45.19 和38.07;其同地殘留煤(焦煤)碳質(zhì)量分數(shù)平均為89.10%,氫質(zhì)量分數(shù)平均為5.09%,碳氫比值為17.50,說明天然焦炭含量、碳氫比值比同地殘留煤明顯偏大,而氫含量偏小。

    圖3 天然焦樣品元素組成測試結(jié)果Fig.3 Test results of elemental composition of the selected samples

    3.3 有害元素與微量元素組成

    本次樣品磷(Pd)質(zhì)量分數(shù)為0.007%~0.093%,其中,小于0.050%的占測試樣品的89%,主要為低磷和特低磷。有害元素與微量元素測試結(jié)果(圖4)表明:鉛(Pb)含量為9~35 μg/g,20~40 μg/g 的占測試樣品的80%,大部分為中鉛;氟(F)為74~199 μg/g,其中小于130 μg/g 的占測試樣品的60%,主要為低氟和特低氟;砷(As)含量為0~27 μg/g,其中,小于4 μg/g 的占測試樣品的90%,基本為特低砷;鍺(Ge)含量為0~4 μg/g,全部小于20 μg/g,屬低鍺;鎵(Ga)含量為3~11 μg/g,屬低鎵。通過與中國煤相關(guān)元素平均值[17-19]比較可知,天然焦元素V、U、Ge、F 含量低于中國煤背景值,Pb 元素高于煤中該元素的平均值,As、Ga 元素則與煤差別不大。

    圖4 天然焦樣品與中國煤的有害元素和微量元素對比Fig.4 Content of harmful elements and trace elements in natural coke and Chinese coal

    3.4 密度和反射率

    天然焦與煤的密度、反射率等有較大區(qū)別,如圖5a 所示,天然焦樣品真密度與視密度有良好的相關(guān)性(R2=0.868),樣品視密度(ARD)為1.46~1.86 g/cm3,真密度(TRD)為1.58~1.96 g/cm3。根據(jù)密度計算出樣品的孔隙率為3.45%~12.05%,比無煙煤孔隙率稍高,這是由于巖漿釋放的熱量導致原煤揮發(fā)分逸出,從而使孔隙結(jié)構(gòu)更為發(fā)育。

    研究表明煤的真密度隨著其變質(zhì)程度的增加而增加[20],如圖5b 所示,天然焦真密度一般高于煙煤,達到或超過了無煙煤階段(無煙煤一般在1.4~1.9 g/cm3)。天然焦最大反射率(Rmax)測試結(jié)果為4.18%~9.00%(除江蘇孔莊煤礦外),均大于4.00%,說明天然焦變質(zhì)程度達到或高于無煙煤階段。

    圖5 天然焦樣品密度與反射率Fig.5 Density and reflectance of natural coke

    3.5 焦灰成分與焦灰熔融性

    由于直接測試煤中礦物比較復雜,因此常用煤灰的礦物組成反映整個樣品的情況[20]。樣品灰成分與灰熔融性測試結(jié)果見表2、表3。各種樣品的焦灰成分以SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO 為主,4 種組分含量之和超過灰成分總量的80%,K2O、Na2O、MgO、SO3、TiO25 種組分之和一般不超過19%,MnO2質(zhì)量分數(shù)最低一般不超過0.3%。

    表2 樣品灰成分測試結(jié)果Table 2 Test results of ash composition of the selected samples

    煤灰成分是決定煤灰熔融性的重要因素,其中,對灰熔點影響較大的是酸性物質(zhì)(SiO2+Al2O3+TiO2)和堿性物質(zhì)(Fe2O3+CaO+MgO+K2O+Na2O),若煤灰中酸性物質(zhì)含量高,則灰熔融性溫度也高,而堿性物質(zhì)熔點一般較低,起到降低灰熔融溫度的作用。焦灰的堿酸比為0.12~0.72,參照灰成分酸堿比的大小衡量煤灰在爐內(nèi)結(jié)渣的難易,河南永城新橋、山東菏澤趙樓的天然焦為結(jié)渣焦,其他為輕微結(jié)渣焦?;抑蠳a2O 質(zhì)量分數(shù)為0.52%~1.94%,參照煤灰鈉含量作為沾污判別指標的分級界限,山東菏澤趙樓、安徽關(guān)帝廟勘探區(qū)的天然焦鍋爐沾污程度為高,其他為中等。

    煤灰熔融性是動力用煤高溫特性的重要測定項目之一,是動力用煤的重要指標,煤灰熔融性與燃煤結(jié)渣有密切關(guān)系,影響鍋爐的經(jīng)濟運行。由表3 可知,整體上溫度隨變質(zhì)程度的增加而降低,其中,天然焦樣品灰熔融性軟化溫度(ST)為1 240~1 440℃、3 號樣大于1 500℃,屬較低?高軟化溫度灰;流動溫度(FT)為1 260~1 320℃、2?4 號樣大于1 500℃,屬較低?高流動溫度灰。

    表3 樣品灰熔融性測試結(jié)果Table 3 Results of fusibility of sample ash 單位:℃

    3.6 自燃傾向性和焦塵爆炸性

    煤的自燃傾向性與煤的分子結(jié)構(gòu)密切相關(guān),即取決于分子結(jié)構(gòu)單元中活性基團的數(shù)量、種類及分子的空間結(jié)構(gòu)[21]。隨著煤化程度的增高,煤中的含氧官能團減少,不易自燃。前述樣品變質(zhì)程度達到或高于無煙煤階段,天然焦自燃傾向性測試結(jié)果(表4)表明其均不易自燃。

    根據(jù)對煤塵爆炸的相關(guān)實驗與研究,認為揮發(fā)分為煤塵爆炸的第一主因素,并且,研究結(jié)果表明:無爆炸性煤塵其揮發(fā)分產(chǎn)率小于16%[22-23]。從表1 可以看出,除了江蘇孔莊煤礦的揮發(fā)分略高于16%,其他天然焦揮發(fā)分均小于16%,焦塵爆炸性測試結(jié)果(表4)均無爆炸性。

    表4 天然焦自燃傾向性和焦塵爆炸性測試結(jié)果Table 4 Results of spontaneous combustion tendency and coke dust explosive of natural coke

    4 天然焦燃燒特性

    4.1 樣品選擇與實驗條件

    目前天然焦的主要利用方向之一是利用其燃燒的熱能,因此應加強對其燃燒特性的研究以提高熱能利用效率、減少環(huán)境污染。山東菏澤趙樓天然焦樣品(10 號樣)受巖漿侵入發(fā)生焦化反應,其變質(zhì)程度最高,選取其作為本次實驗的對象具有代表性,能夠反映天然焦的燃燒特性。

    測試設(shè)備采用美國TA 2100 熱分析儀,實驗過程中,增溫方式按10℃/min 的速度,由室溫增加到900℃;反應氣條件:以500 mL/min 通入空氣。原始數(shù)據(jù)采集按照時間點每隔0.1 s 采集一組數(shù)據(jù)。

    4.2 熱重曲線分析

    圖6 為天然焦燃燒TG 曲線和DTG 曲線。由TG 曲線可知,溫度在小于150℃時,焦樣表現(xiàn)為輕微的失重,隨后曲線有小幅度上升,前者是由于樣品中水分蒸發(fā)引起,后階段是因為高溫增加了孔隙率造成更多的氣體吸入。在490.1℃左右,曲線發(fā)生突變,可燃物質(zhì)迅速燃燒,直至750℃時曲線平穩(wěn)不再下降,代表可燃物質(zhì)基本被消耗。由DTG 曲線可知,除吸附氣體階段外,整體為負值,曲線呈現(xiàn)為“V”形,在570℃左右達到峰值,此時失重速率最大。

    圖6 天然焦燃燒TG?DTG 曲線Fig.6 The TG-DTG curves of the selected natural coke

    4.3 燃燒特性參數(shù)

    選用常用的燃燒特征參數(shù)分析天然焦的燃燒特點。著火溫度t0根據(jù)TG 曲線突變位置選取,其數(shù)值越小表明越容易燃燒;燃盡溫度tm為燃燒失重曲線穩(wěn)定時溫度,代表可燃物質(zhì)基本燃盡;失重速率最大點對應的溫度tmax代表燃燒速率最快,即燃燒反應劇烈。上述參數(shù)均可根據(jù)測試結(jié)果直接得出。此外,根據(jù)測試結(jié)果可計算出燃燒特性指數(shù)S和著火穩(wěn)燃特性指數(shù)Rw,這2 個參數(shù)能綜合表征燃燒特性,其值越大表明燃燒特性和燃燒穩(wěn)定性越好;熱動力學參數(shù)同樣是反映燃燒特性的重要參數(shù),根據(jù)TG 曲線采用積分法獲得。計算公式依據(jù)文獻[24-25]。

    為了進一步定位天然焦的燃燒性能,將本次結(jié)果與前人[26-28]對煤、油頁巖燃燒特性作比較分析,結(jié)果見表5。從單一指數(shù)來看,選定的天然焦樣品具有較高的著火溫度、燃盡溫度、燃燒峰溫,表明與煤相比其燃燒性能稍差;最大失重速率比油頁巖高,比煤泥、煤的值低。從綜合指數(shù)來看,燃燒特性指數(shù)明顯比煤泥和油頁巖高,與部分煤相當,可見其具有較好的燃燒性能。熱動力學分析結(jié)果與燃燒特性綜合指數(shù)分析結(jié)果一致,天然焦活化能為97.254 kJ/mol,遠低于煤泥,與部分煤樣數(shù)值相當。綜合分析認為該天然焦樣具有較好的燃燒性能。

    表5 測試結(jié)果及學者研究結(jié)果[26-28]Table 5 Test results of the selected natural coke and previous studies

    5 天然焦利用方向

    5.1 利用性能

    天然焦的利用受其自身物理化學性質(zhì)的影響,整體來看,目前其工業(yè)利用研究相對較少,大多停滯于實驗測試階段。除了上述的燃燒特性研究,常見的測試還有熱穩(wěn)定性實驗、結(jié)渣性實驗、氣化強度實驗。

    天然焦的著火溫度一般較高,通過與煤混燃能降低燃燒溫度,可用于鍋爐燃料。例如山東菏澤趙樓天然焦作為循環(huán)流化床鍋爐燃料時,開始投入少量煤,觀察溫度與氧量變化,著火后逐漸加大天然焦量,有很好的應用前景。熱穩(wěn)定實驗表明,將天然焦用于固定床氣化原料熱穩(wěn)定性較好,這是其自身性質(zhì)決定的,焦樣的熱爆現(xiàn)象在其表層和內(nèi)部熱梯度差別較大時才發(fā)生。結(jié)渣性實驗結(jié)果表明,合適的氣化溫度條件下,天然焦具有很好的氣化活性,過高溫度灰渣出現(xiàn)熔融性,影響氣化過程。氣化強度實驗顯示,天然焦做水煤氣或半水煤氣的氣化填料也是可行的。這些利用性能的研究表明,天然焦的特性決定其不能像煤一樣直接利用,但是在某些方面具有一定的優(yōu)點,有很好的利用前景。

    5.2 開采與工業(yè)利用

    我國天然焦資源主要集中在蘇魯豫皖地區(qū),然而開發(fā)利用的礦井較少。截至2014 年,83 個天然焦礦床中只有10 個礦井開采天然焦,其中8 個以開采煤炭為主、天然焦為輔,可見對天然焦的開發(fā)利用程度很低。

    采集的樣品中,編號2、4 的焦樣來自于安徽省淮北市石臺煤礦,該礦是以天然焦開采為主的礦井,主要開采3 煤層,礦井設(shè)計年產(chǎn)量為45 萬t。經(jīng)實驗和研究,該礦的天然焦產(chǎn)品具有較高的熱值(表1),可作為動力燃料,粉碎后單燒或與原煤摻混,可用作電廠燃料。6 號焦樣采自山東微山昭陽煤礦,該礦同樣是以天然焦開采為主的礦井,設(shè)計生產(chǎn)能力15 萬t/a。其天然焦灰分較低,發(fā)熱量較高(表1),可作為民用,對氣化或合成氨用焦,一般不太適宜。3 號樣品采自山東官橋煤田夏莊煤礦,以煤炭開采為主、天然焦開采為輔的煤礦,可采焦層主要位于3 煤。其焦樣含碳量高、生氣量多、熱量大(表1),可用于地方化肥廠生產(chǎn)合成氨。

    5.3 利用方向

    天然焦礦石可選性差、著火點溫度高、有熱爆性,然而測試分析表明其具有較高的固定碳和熱值、較低的灰分和硫含量。根據(jù)這些性質(zhì),天然焦的利用方向建議有以下幾個方面。①制作型煤或直接作為工業(yè)燃料:利用其較高的發(fā)熱量,同時為避免其熱爆性的危害,可將天然焦粉碎后直接利用或者制成型煤,將有效節(jié)約優(yōu)質(zhì)煤資源。② 合成氨:我國煤多油少的能源結(jié)構(gòu)決定著合成氨的原料以煤炭為主,而天然焦生氣量多且含硫低污染少,有利于降低能耗促進合成氨的生產(chǎn)。③碳材料:有研究指出在高變質(zhì)煤中發(fā)現(xiàn)類石墨狀的碳納米結(jié)構(gòu),有成為碳材料的潛能,考慮其多孔隙的特征也可將其用于活性炭的原材料。④ 其他:天然焦含有大量的CaO、SiO2、Al2O3等,是制作水泥、石灰的原材料。

    上述的利用方式前人均做過有益探索,都是建立在將其開采出來的基礎(chǔ)上,然而針對埋藏較深(800 m以下)不宜開采的天然焦,可以考慮將其作為CO2封存的有利層位。與其他地質(zhì)體不同,煤層通過吸附效應固定CO2,而天然焦發(fā)育豐富的孔隙結(jié)構(gòu),與煤相比,具有更大的封存潛力。加強天然焦炭封存技術(shù)的研究可為“碳中和”提供一個新的思路。

    6 結(jié) 論

    a.與煤相比,天然焦具有顯著的差異性,宏觀上,天然焦光澤暗淡,呈致密塊狀、多孔狀或?qū)訝顦?gòu)造,粒狀或角礫狀結(jié)構(gòu),致密塊狀者密度大、多孔狀者密度相對較小,質(zhì)地堅硬;顯微組分方面,天然焦具有粒狀鑲嵌結(jié)構(gòu)、片狀(梳狀、束狀)結(jié)構(gòu)、破片結(jié)構(gòu),正交偏光下具有各向異性或各向同性消光現(xiàn)象,可見各種形態(tài)的氣孔和黑色小球體,反射率比殘留的正常煤高;天然焦具有低灰、低揮發(fā)分的特點,C/H 含量的比值大幅提高;微量元素表現(xiàn)為,元素V、U、Ge、F 含量低于中國煤背景值,元素Pb 高于煤中平均值;天然焦不易自燃、焦塵無爆炸性,具有較好的燃燒特性和較強的反應活性。

    b.充分利用天然焦高固定碳和發(fā)熱量、低灰、低硫的特征,在制作型煤、合成氨、制作碳材料、生產(chǎn)水泥、石灰等方面具有較大的利用價值,此外,埋藏較深的天然焦在碳封存應用中存在的潛力,需要進一步研究。

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