煤炭化学脱灰过程中矿物元素迁移规律的研究

刘海燕，荆 波，李彩艳

(兖矿水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心有限公司，山东滕州 277527)

煤炭作为地球上储量最丰富的化石燃料被广泛应用于各个领域，煤中的灰分是限制其应用的重要因素。化学脱灰法是目前比较常用的脱灰方法，通过酸碱与煤中的矿物质进行化学反应，生成可溶性的盐，进而脱除煤中的矿物质。国内众多研究人员从20世纪80年代中期开始采用化学脱灰的方法进行超洁净煤的制备[1-3]，前期的研究人员对脱灰过程和脱灰机理进行了研究，如刘宗炎分别对Auscoal工艺及Gravimelt工艺生产超洁净煤的工艺技术、产品性质及成本进行了分析[4]，赵海铭通过单因素试验研究了影响中煤化学脱灰效果的几个因素[5]。笔者通过化学脱灰法处理不同产地的煤粉，研究化学脱灰过程中矿物元素的迁移变化规律，从而指导煤脱灰在工业中的应用。

1 试验部分

1.1 样品制备

选取产地不同的煤种进行研究，即分别选用山东煤A、内蒙煤B和陕西煤C作为研究对象，采用化学脱灰的方法制备超洁净煤。具体操作如下：将煤进行破碎、筛分，确保粒径在75 μm以下。称取一定量的煤，与一定浓度的氢氧化钠溶液混合，在高温高压反应器内反应一定的时间。碱处理后的煤粉经过滤获得滤饼，对滤饼进行2次酸洗后，再进行2次水洗，即获得超洁净煤。按照GB/T 212—2008对原煤进行工业分析。

1.2 样品测试

采用德国布鲁克的S8 TIGER型X射线荧光光谱仪(XRF)分析煤的高温灰的成分；采用美国利曼Prodigy XP型电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对化学脱灰过程中产生的滤液进行分析；……