摘要：煤炭是由古代植物死亡后的残骸经过复杂的生物化学、物理化学和地球化学作用转变而成的固体有机可燃矿产，由多种有机物和无机物组成的复杂混合物，结构非常复杂。有机物含碳、氢、氧以及少量的氮、硫、磷等元素，而无机物包括水分，硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和硫铁矿等矿物质。
关键词：选煤技术；燃煤SO_2污染；作用；
SO2会导致金属、建筑、皮革等制品的腐蚀、剥落、褪色并损坏，使植物叶片变黄甚至枯死，还会损害人体健康，如损伤呼吸器官，导致支气管炎、肺炎甚至肺水肿和呼吸麻痹。据测定，我国大气污染中有80% ～ 90% SO2是来自煤炭的燃烧，而SO2是形成酸雨的主要原因。因此，煤炭脱硫问题的解决对生态环境的保护非常重要。
一、我国原煤中硫的分布和赋存状态
我国煤中硫的分布基本上是自北往南，从东向西呈逐渐增加趋势，东北三省煤中硫分最低，西南地区煤平均硫分最高，我国高硫煤主要集中在四川、贵州、湖北、广西、山东和陕西等省的部分地区。煤中硫的分布形态呈一定的规律性，全硫低于0.5% 的煤多数以含有机硫为主，硫铁矿含量较低，硫酸盐硫含量较少。全硫大于2% 的高硫煤，以黄铁矿硫含量最高，少部分是有机硫，硫酸盐硫一般不超过0.2%。显微镜显示，高硫煤中黄铁矿以单独颗粒存在的较多，而以浸染状或星散状存在的较少，且硫铁矿含量越高，硫铁矿以单独团块或颗粒状存在的比例也越大。当硫铁矿以团块状、结核状或条带状存在时，易于用物理洗选的方法脱除，当硫铁矿以浸染状、星散状存在时，用物理洗选也能脱除一部分。
二、选煤技术在降低燃煤SO_2污染中的作用
煤炭脱硫技术可以分为燃后脱硫、燃中脱硫和燃前脱硫，燃后脱硫（又称烟道气脱硫）是在煤炭燃烧后，对烧煤设备排出的气体进行净化以降低SO2的排放的脱硫方法；燃中脱硫（又称炉内脱硫）是在煤炭燃烧过程中，向炉内喷入钙系固硫剂，使煤炭中的硫转化成硫酸盐，后随炉渣排出的脱硫方法；燃前脱硫是在煤炭燃烧前，采用选煤、水煤浆、型煤、动力煤配煤等技术方法对煤炭进行处理，去除硫分和灰分使其净化的脱硫方法。燃后脱硫和燃中脱硫事先未脱除煤炭中的硫，只能在燃烧后净化废气或燃烧时化硫为渣而减少SO2的排放，属于被动控制SO2排放的方法；燃前脱硫利用物理、化学、生物及其组合方法事先脱除煤炭中的硫，使煤炭燃烧时减少或不再产生SO2，属于主动控制SO2排放的方法。煤炭的燃前脱硫，尤其是选煤脱硫是降低煤炭含硫量的重要途径。选煤脱硫作为洁净煤技术的源头，既能脱硫降灰，又能形成不同质量的煤产品，满足不同用户的需要，从而提高热能的利用率，而且选煤脱硫的费用远远低于燃后脱硫和燃中脱硫。选煤脱硫可分为温和净化脱硫、生物脱硫、化学脱硫、物理脱硫及其组合脱硫。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆温和净化脱硫都在常压、温度相对较低的情况下进行，并且净化后煤质几乎不变，如微波辐射法、电化学法、化学法等；生物脱硫（又称生物催化脱硫）是在常温常压下利用专门培养的细菌选择性的氧化无机硫或有机硫，后用酸洗、沥滤的方法实现脱硫的一种低能耗脱硫方法，可脱去93%的黄铁矿以及15% ～ 50%的有机硫，脱硫效率较高，常见的有生物浸出法、生物表面氧化处理法、生物选择性絮凝法等；浮选脱硫是在技术和经济上最为可行的化学脱硫方法，利用煤和硫铁矿表面的亲水性或疏水性的差别，采用浮选机或浮选柱作分选设备，通过加入适当的药剂来达到脱硫目的，脱硫率达53% 左右；重力选煤脱硫是物理脱硫的主要方法，煤炭中煤粒的密度一般在1300 ～1800 kg /m3，矸石的密度在1800～2 200 kg /m3，而黄铁矿的密度在3200 ～ 3500 kg /m3，重力选煤就是利用三者之间的密度差异，采用跳汰机、水介质旋流器、重介质旋流器或摇床等分选设备，把黄铁矿和煤矸石从煤炭中去除的一种脱硫技术。选煤脱硫是煤炭洁净高效化的基础，选煤厂采用湿法选煤脱硫，也称洗选脱硫，选择了重介质法、跳汰法、浮选法等多种方法联合选煤脱硫方法，获得了较为洁净、高效的煤炭能源。重介质法是利用阿基米德原理，当介质的密度大于煤粒的密度时，煤粒在介质中上浮，反之下沉，将矸石和黄铁矿等杂质与煤粒分离的重力选煤脱硫方法，该方法具有适应性强、设备简单、分选效率高等特点。一般重介质旋流器有效分选下限可达0． 044 mm，黄铁矿理论脱硫率可达85% ～ 95%；跳汰法主要用于粗粒精选，可减少矿物的过粉碎，一般跳汰机的分选下限约为0．5 mm。跳汰法分为风力跳汰法和水力跳汰法，风力跳汰法是在脉动空气流中分选物料的方法，分选效率较低，适用于极端缺水的地区和对产品的质量要求较低的条件；而水力跳汰法主要指在垂直升降的变速水流中按密度分选物料的方法，具有设备简单、分选效率高、生产能力大等优点，从而广泛应用于选煤；浮选法是在气—液—固三相界面分选矿物的方法，主要用于细粒煤的精选。常规浮选法的选择性不高而导致黄铁矿硫的脱除效果差，具体原因可能有：黄铁矿表面因氧化和电化学腐蚀而产生的疏水性物质不利于黄铁矿捕收剂浮选，黄铁矿解离不完全导致一些煤与黄铁矿连生体的存在，机械夹带使黄铁矿微粒被水带进精煤，非选择性捕集疏水性颗粒黏附到气泡上等。针对该问题，本矿井选煤厂采用喷射浮选法，使用喷射浮选机改善浮选入料的进料方式，使浮选入料在极短时间内与捕收剂充分接触，使黄铁矿得到有效矿化，以提高浮选脱硫效果。
三、未来展望
因为不能同时去除煤中有机硫，而且脱硫效果和煤炭回收率受无机硫的晶体结构、大小及分布影响，所以在应用领域还是受到了很大的限制。最大的优点是能去除大部分无机硫，且不受硫的晶体结构、大小和分布的影响，同时还可以去除相当部分的有机硫。其缺点是必须高温、高压并使用腐蚀性沥滤剂，过程消耗大，设备复杂，到目前为止，不能真正意义的大规模投入实际应用。生物法的优点是既能除去煤中有机硫又能除去无机硫，且反应条件温和，设备简单，成本低，是当前国内外煤炭脱硫研究开发的热点，应用最为广泛。无论是物理脱硫，化学脱硫还是生物脱硫都有一定的客观条件的局限性，单单依靠一种难以有效地去除煤炭中的硫，是难以达到洁净环保的要求。所以人们又在研究将不同的方法结合起来，探索新的工艺，提高产能提高生产力。目前，根据我国高硫煤大多数以无机硫为主，且解离粒度相对较粗的特质，用物理脱硫法即可去除大部分黄铁矿的情况，我们应该把以选煤为主的物理脱硫法放在首位，进一步完善与提高物理脱硫法，研究发展先进的选煤方法，积极开展以选煤、脱硫、为龙头的高硫煤综合洁净利用，从面达到环保、经济、节能。同时积极开展化学脱硫法和生物脱硫法的研究，大力促进企业对燃煤脱硫的重视，推进燃前脱硫技术的发展，帮助企业改进脱硫技术，更新设备，提高脱硫效率，降低成本，控制煤燃烧过程中污染物的生成，并采取措施减少二氧化硫的排放量，保护我国生态环境，以实现经济的可持续发展，提高企业在国际上的综合竞争能力。
因此，煤炭洗选脱硫技术不仅是合理有效用煤的前提，也是减少洗选产品燃烧时SO2及其他污染物排放的最经济的途径。
参考文献：
[1]周曦． 洗选煤技术实用手册［M］． 北京：民族出版社出版，2017．
[2]陈清如，焦红光，潘兰英，等．煤炭燃前两段高效干法选煤净化技术［J］． 河南理工大学学报：自然科学版，2017，26（4）：345 － 352．
[3]杨云云． 煤中硫的分布特征与煤炭燃前脱硫研究现状［J］． 企业技术开发，2016，31（28）：55 － 56．
论文作者:刘丹
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
标签：选煤论文; 黄铁矿论文; 煤炭论文; 方法论文; 是在论文; 技术论文; 生物论文; 《基层建设》2018年第31期论文;