Question

煤的灰分

Answer 1

煤中灰分是煤质评价的重要指标，与煤中无机元素有密切联系，它对煤的加工利用产生负面影响，同时造成对环境的污染。然而，灰分不是煤的一种固有性质，因为煤中并不含“灰”，灰分是煤在规定条件下的完全燃烧后的固态残留物（陈鹏，2001）。它既不同于煤中矿物质，也不同于煤的无机组分。煤燃烧后，绝大部分的矿物质都转入煤灰中，构成煤灰的大部分，但同时，与煤有机质相结合的无机质（各种金属、非金属元素及化合物）也部分转入煤灰中。由于测试条件的限制，真正直接、准确地认知煤中的矿物质或无机组分的数量、组成、分布方式等特性是非常困难的。由于煤灰是煤燃烧后无机物的主要保留形式，灰成分代表了煤中主要无机元素的特征。因而，考虑到分析的方便，常常通过灰分来近似了解煤中的矿物质或无机组分。

煤中的矿物是煤中无机组分赋存的重要形式，在多数情况下是主要形式。然而，在不同地区、不同时代形成的煤，由于其地质环境差异（如近海环境与大陆环境），地球化学条件的差异，成煤盆地周围岩石类型的差异，地形地貌的差异，距离剥蚀区远近的不同，构造活动的强度不同，以及岩浆活动的强弱等原因，会导致煤中矿物种类和化学成分有所差别。但总体来看，绝大多数煤中常见的矿物主要有高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、伊利石等粘土矿物，占物质总量的60%～80%，其次为黄铁矿、白铁矿等硫化物，石英、玉髓、蛋白质等氧化物以及方解石、菱铁矿等碳酸盐矿物。随着测试技术的发展，煤中偶见的矿物种类也较多被发现。Mackowsky（1975）根据多年的研究，提出一份煤中的矿物名单，并按每种矿物在煤中矿物总量中的多少，将这些矿物分为六级（表2-1）。

一般情况下，煤中所含矿物以粘土矿物为主，然而，在各煤田中，粘土矿物又有所不同，许多资料表明，石炭纪煤田的煤中以高岭石为主，有些煤田的煤（如澳大利亚的煤）中伊利石占显著地位，有关煤中蒙脱石的报道也不乏见。我国的情况基本类似，华北石炭纪煤田的煤中以高岭石占优势，华北晚侏罗世的一些煤中伊利石类占主导，而在一些以火山岩为基底和蚀源区母岩的煤田中，煤层中常发育膨润土型粘土矿物（蒙脱石类，绿泥石-蒙脱石混层类），这种现象说明，煤中矿物的成分及特征取决于含煤盆地的地质背景，含煤岩系经历了各种地质过程以及与煤层有关的古沉积环境（李河民，1987）。

表2-1 煤中矿物

注：主要的——占60%以上；丰富的——占30%～60%；很常见——占10%～30%；常见——5%～10%；稀少——1%～5%；很稀少—占1%。

（据Mackowsky，1975）