神府煤的煤質特性對水煤漿成漿性的影響

田鋒

摘要：神府煤是低灰分和低硫分、中等揮發(fā)分、高水分、高氧含量、含氧官能團較高、發(fā)熱量高的難磨煤，成漿性指數(shù)C為63.12，屬于成漿性很難。紅外光譜圖顯示不存在甲氧基但是其分子中含有大量的羰基（>C=O）、酚羥基、羧基（-COOH）、芳香醚和環(huán)醚，以及締合形成大量的氫鍵，這些親水官能團形成空間網(wǎng)狀結構，使內(nèi)水含量增加到4.2%，減少了水煤漿體系中流動的水，從而提高水煤漿的表觀粘度。

Abstract： Shenfu coal is a low-ash and low-sulfur， medium-volatile， high-moisture， high-oxygen content， high oxygen-containing functional group， high calorific value of hard-wearing coal， and the pulpability index C is 63.12， which is difficult to slurry. The infrared spectrum shows the absence of methoxy but the molecule contains a large amount of carbonyl （>C=O）， phenolic hydroxyl， carboxyl （-COOH）， aromatic ether and cyclic ether， and association to form a large number of hydrogen bonds， these hydrophilic functional groups form a spatial network structure that increases the internal water content to 4.2%， reducing the water flowing in the coal water slurry system， thereby increasing the apparent viscosity of the coal water slurry.

關鍵詞：神府煤;煤質特性;水煤漿;成漿性;影響

Key words： Shenfu coal;coal quality characteristics;coal water slurry;pulpability;influence

中圖分類號：TQ536? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1006-4311（2019）34-0246-02

0? 引言

神府煤是位于中國陜西省榆林市。是中國目前發(fā)現(xiàn)的最大煤田，面積約2.6萬平方公里，估計煤炭儲量達1349.4億噸，占已發(fā)現(xiàn)煤田約15%。煤層均賦存于侏羅統(tǒng)延安組，組內(nèi)含煤14層，局部可采者4層，主要可采者5層。煤種牌號均為不粘煤和長焰煤，發(fā)熱量為28MJ/kg左右。[1]

神府煤是低灰分和低硫分、中等揮發(fā)分、高水分、高氧含量、含氧官能團較高、發(fā)熱量高的難磨煤，成漿性指數(shù)D為11.55，屬于成漿性很難，研究神府煤的煤質對成漿性具有重要的意義。

1? 結果與討論

1.1 神府煤樣分析

本實驗采用的是陜西神府煤，將進行分析的煤樣先空氣干燥、再破碎、摻勻、分析結果如表1。

由表1中的數(shù)據(jù)可以看出，Mad=6.85%，氧含量Oad=12.16%，數(shù)值偏高，由此可以看出神府煤的制漿濃度中等偏低，制備高濃度的水煤漿較難。但分析水分Mt=13.68%，硫含量Sad=0.44%，灰分Aad=6.59%，該煤又屬于高水、低硫、低灰、低變質而不粘結煤，是優(yōu)質的動力煤。

1.2 神府煤的紅外譜圖分析

要進一步了解煤的結構，還要從煤的官能團和分子結構入手，進行紅外分析如圖1。

從神府煤的的紅外譜圖分析可以看出，分子結構中在1094.71處有雜原子的環(huán)硫醚振動吸收峰，在1032.77處有唾吩類化合物的振動吸收峰，由于這些雜原子均顯負電性，所以可以與某些原子形成氫鍵。在1438.96處有芳香環(huán)的吸收峰，在1608.28處有烯烴雙鍵的吸收峰，在2851.51和3407.08處有醛基、羥基、羧基（-COOH）和羰基（>C=O）吸收峰，在2920.95處有甲基和亞甲基振動吸收峰，但是沒有發(fā)現(xiàn)甲氧基的振動吸收峰。由此分析神府煤是以帶有烷基側鏈的脂環(huán)、雜環(huán)和芳香環(huán)為主要骨架，與各種官能團通過化學鍵和非化學鍵形成的三維空間高度交聯(lián)的高分子化合物。

1.3 神府煤的化學性質對其成漿性的影響

從表1神府煤的工業(yè)分析和元素分析中可以看出，神府煤的O/C比值為0.142，空氣干燥基氧含量Oad達12.16%，空氣干燥基水分Mad達6.85%，H/C比值為0.709，這對神府煤的成漿是極為不利的。神府煤的紅外光譜圖顯示不存在甲氧基但是其分子中含有大量的羰基（>C=O）、酚羥基、羧基（-COOH）、芳香醚和環(huán)醚，以及締合形成大量的氫鍵，神府煤的含氧官能團含量很高，這對水煤漿的成漿性不利，其主要是由于這些親水性的極性官能團會減少水煤漿體系中流動的水，從而提高水煤漿的表觀粘度。