煤的组成和性质
由于成煤的原生物质和成煤的地质地理条件不同，不同地区各种煤的组成和性质有很大的差异。煤是不均质的混合物，由有机物质和无机物质两部分组成，主要是有机物质。有机物质，可以燃烧。所以也叫可燃体。无机物质主要是各种矿物杂质，通常不能燃烧。
煤的性质分为物理性质、化学组成、工艺性能和燃烧性能等。
煤的物理性质包括煤岩组成、颜色、光泽、密度、硬度、导电性、导热性、耐热性、磁性、粒度组成、泥化程度等。
煤岩组成可分为镜煤、亮煤、暗煤和丝炭4种。它们在外观上有很大差别。镜煤和亮煤都有光泽，但镜煤的断口呈贝壳状。质地较致密。暗煤和丝炭都无光泽，暗煤的质地坚硬而无层理，丝炭很象碎木屑。煤岩组成对煤的性质和用途有重要影响。
煤的化学组成包括元素组成和工业分析。
1 煤的元素组成
煤是由植物遗体转变而成的有机矿物。其元素组成十分复杂。它主要是由碳、氢、氧、氮、硫、磷6种元素组成，还含有少量的氟、氯、砷、硼、铅、汞等元素及微量的锗、镓、钒、铀等稀有元素。
碳和氢是煤中的主要成分，在燃烧时能放出大量的热量。一般来说，煤中有机物质的元素随着煤化程度而有规律地变化。煤化程度越高，碳的含量越高，而氢和氧的含量越低。
2 煤的工业分析
为了了解煤炭质量，判断煤的种类和加工利用途径，需要对煤进行工业分析，包括测定煤的水分、灰分、挥发分和固定碳4项。
煤 的 分 类
一、无烟煤（WY）
无烟煤的特点是固定碳高，挥发分低，纯煤真相对密度高达1.35~1.90，无粘结性，燃点高，一般达360℃~420℃左右。燃烧时不冒烟。这类煤又细分为01号（年老）、02号（典型）和03号（年轻）三个小类。其中北京、晋城和阳泉三矿区的无烟煤为01号、02号和03号无烟煤的代表。
无烟煤主要供民用和做合成氨造气的原料：低灰、低硫、且质软易磨的无烟煤不仅是理想的高炉喷吹和烧结铁矿石用的还原剂与燃料，而且还可作为制造各种碳素材料如碳电极、炭块、阳极糊和活性炭、滤料等原料；某些无烟煤制成的航空用型煤还可用于飞机发动机和车辆马
达的保温。
二、贫煤（PM）
是烟煤中变质程度最高的一小类煤，不粘结或呈微弱的粘结，在层状炼焦炉中不结焦。发热量比无烟煤高，燃烧时火焰短，耐烧，但燃点也较高，仅次于无烟煤，一般350℃~360℃左右。主要作为电厂燃料，尤其是与高挥发分煤配合燃烧更能充分发挥其热值高而又耐烧的优点。一般可作民用及工业锅炉的燃料。我国潞安矿区有典型贫煤。低灰、低硫的贫煤也可作为高炉喷吹燃料。
三、贫瘦煤（PS）
是炼焦煤中变质程度最高的一种，其特点是挥发分较低，但其粘结性仅次于典型瘦煤。单独炼焦时，生成的粉焦多；在配煤炼焦时配入较少比例时也能起到瘦煤的瘦化作用，对提高焦炭的块度起到良好的作用。这类煤也是发电、机车、民用及其他工业炉窑的燃料，山西省的西山矿区是以典型的贫瘦煤为主。
四、瘦煤（SM）
是具有中等粘结性的低挥发分炼焦煤。炼焦过程中能产生相当数量的胶质体，Y值一般在6mm~10mm左右。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度较好的焦炭，但其耐磨强度较差，以作为配焦炼焦使用较好。峰峰四矿是典型的瘦煤资源。高硫、高灰的瘦煤一般只作为电厂及锅炉燃料。
五、焦煤（JM）
是一种结焦性较强的炼焦煤，挥发分（Vdaf）一般在16%~28%之间。加热时能产生热稳定性很高的胶质体。单独炼焦时能得到块度大、裂纹少、抗碎强度和耐磨强度都很高的焦炭。但单独炼焦时膨胀压力大，有时易产生推焦困难。一般以作为配煤炼焦使用较好。汾西高阳、淮北石台及西山马兰等矿井是我国典型焦煤代表。
六、肥煤（FM）
是中等挥发分及中高挥发分的强粘结性炼焦煤，其挥发分的质量分数多在25%~35%左右。加热时能产生大量的胶质体。单独炼焦时能生成熔融性好、强度高的焦炭，耐磨强度比相同挥发分的焦煤炼出的焦炭还好。是配煤炼焦中的基础煤。但单独炼焦时焦炭有较多的横裂纹，焦根部分常有蜂焦。我国的开滦、盘江是生产肥煤的主要矿区。
七、1/3焦煤（1/3JM）
是中等偏高挥发分的较强粘结性炼焦煤，相当于原“中国煤（以炼焦煤为主）分类方案”中的2号肥气煤及部分2号肥焦煤，也有少量粘结性较好的1号肥气煤和1号肥焦煤。所以它实质上是一种介于焦煤、肥煤和气煤之间的过渡煤。在单煤炼焦时能生成熔融性良好，强度较高的焦炭。焦炭的抗碎强度接近肥煤，耐磨强度则又明显地高于气肥煤和气煤。因此它既能
单煤炼焦供中型高炉使用，也是良好的配煤炼焦的基础煤。在炼焦时其配入量可在较宽范围内波动而能获得高强度的焦炭。淮南、永荣等矿区以产1/3焦煤为主。
八、气肥煤（QF）
是一种挥发分和胶质体厚度都很高的强粘结性炼焦煤。有人称之为液肥煤。结焦性高于气煤而低于肥煤，胶质体虽多但较稀薄（即胶质体的粘稠度小）。单独炼焦时能产生大量的煤气和液体化学产品。它最适合于高温干馏制造城市煤气，也可用于配煤炼焦以增加化学产品的收率。这类煤的成因特殊，煤岩成分中以树皮质等壳质组分较多，且多形成于晚二叠世乐平统煤系。江西乐平和浙江长广煤田是我国产典型气肥煤的矿区。
九、气煤（QM）
是一种变质程度较低，挥发分较高的炼焦煤，结焦性较强，加热时能产生较高的煤气和较多的焦油。胶质体的热稳定性较差，也能单独结焦。但焦炭的抗碎强度和耐磨强度多低于其他炼焦用煤牌号。焦炭多呈细长条而易碎，并有较多的纵裂纹。一般在配煤炼焦时多配入气煤后可增多煤气和化学产品的收率。有的气煤也可单独高温干馏来制造城市煤气。抚顺老虎台、山西平朔等矿是典型的气煤。
十、1/2中粘煤（1/2ZN）
相当于原分类中的一部分1号肥焦煤和1号肥气煤以及粘结性较好的一些弱粘煤，因而它也是一种过渡煤。但这类煤的储量和产量都不多。它是一类挥发分变化范围较宽、中等结焦性的炼焦煤。其中有一部分煤在单煤炼焦时能结成一定强度的焦炭，故可作为配煤炼焦的原料。但单独炼焦时的焦炭强度差，粉焦率高。故主要可作为气化或动力用煤。我国目前尚未发现单独生产1/2中粘煤的矿井。
十一、弱粘煤（RN）
是一种粘结性较弱的从低变质到中等变质程度的非炼焦用烟煤。隔绝空气加热时产生的胶质体少。炼焦时有的能结成强度差的小块焦，有的只有少部分能凝结成碎屑焦，粉焦率很高。这种煤的成因也较特殊，在煤岩组分中有较高的丝质体及半丝质体成分，且多形成于中生代的早、中侏罗纪时期。一般适用于气化及动力燃料。山西大同是典型的弱粘煤矿区。
十二、不粘煤（BN）
是一种在成煤初期已经受到相当程度氧化作用的从低变质到中等变质程度的非炼焦用烟煤。焦化时不产生胶质体。煤的水分大，纯煤发热量仅高于一般褐煤而低于所有烟煤，有的还含有一定数量的再生腐植酸。煤中含氧量多在10%~15%左右。主要可作为发电和气化用煤，也可作为动力及民用燃料，但由于这类煤的灰熔融性低，最好与其他煤类配合燃烧，可充分利用其低灰、低硫、收到基低位发热量较高的优点。东胜、神府矿区和靖远、哈密等矿区都是典型的不粘煤产地。
十三、长焰煤（CY）
是变质程度最低的高挥发分非炼焦烟煤，其煤化程度仅稍高于褐煤而低于其他各类烟煤。煤的燃点低，纯煤热值也不高。从无粘结性到弱粘结性的均有，有的还含有一定数量的腐植酸。贮存时易风化碎裂。有的长焰煤加热时能产生一定数量的胶质体，也能结成细小的长条形焦炭，但焦炭强度差，粉焦率高。所以长焰煤一般不用于炼焦，多作为电厂、机车燃料以及工业炉窑燃料，也可作气化用煤。辽宁省的阜新、铁法和内蒙古的准格尔等矿区是我国最大的长焰煤基地。
十四、褐煤（HM）
是煤化度最低的矿产煤，其特点是水分大，孔隙度大，挥发分高，不粘结，热值低，含有不同数量的腐植酸。氧含量高到15%~30%左右，化学反应性强，热稳定性差。块煤加热时破碎严重，存放在空气中很易风化变质，碎裂成小块甚至呈粉末状，使热值更加降低。灰熔融性也普遍较低，煤灰中常含有较多的钙盐，其中有的来自腐植酸钙（属金属有机化合物），也有来自碳酸钙和硅酸钙的，目前分为目视比色透光率PM＞30%~50%的年老2号褐煤和PM≤30%的1号年轻褐煤。
褐煤主要用作发电燃料，粒度6mm~50mm的混块煤可用于加压气化制造燃料气和合成气。晚第三纪褐煤中有不少可作为提取褐煤蜡的原料，但侏罗纪褐煤的褐煤蜡低而只可作为燃料或加氢液化原料。年轻褐煤也适于作腐植酸铵等有机肥料，用于农田和果园，能起增产作用。内蒙古的平庄、霍林河以及云南小龙潭等矿区是我国的典型褐煤产区。
选煤的意义、选煤的定义、选煤的目的
原煤在生成过程中混入了各种矿物杂质，在开采和运输过程中不可避免地又混入顶板和底板的岩石及其他杂质(木材、金属及水泥构件等)，随着采煤机械化程度的提高和地质条件的变化，原煤质量将越来越差，表现在混入原煤的矸石增加、灰分提高、末煤及粉煤含量增长、水分提高。为了降低原煤中的杂质，同时把煤炭按质量、规格分成各种产品，就要对煤炭进行机械加工，以适应不同用户对煤炭质量的要求，为有效的、合理的利用煤炭资源。减少燃煤对大气的污染创造条件，保证国民经济的可持续发展。选煤是煤炭工业的重要部门。
选煤是利用煤炭与其他矿物质的不同物理、物理一化学性质，在选煤厂内用机械方法除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以适应不同用户的要求。
选煤的主要目的
(1)除去原煤中的杂质，降低灰分和硫分，提高煤炭质量，适应用户的需要。
(2)把煤炭分成不同质量、规格的产品，适应用户需要．以便有效合理地利用煤炭，节约用煤。
(3)煤炭经过洗选，矸石可以就地废弃，可以减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。
(4)煤炭洗选可以除去大部分的灰分和50％～70％的黄铁矿硫，减少燃煤对大气的污染。它是洁净煤技术的前提。
煤矸石综合加工利用的主要途径
煤炭是我国的最主要能源，它在社会经济发展中发挥着极其重要的作用。煤炭的开发和利用,既对社会经济起着巨大的推动作用，同时也对环境产生了重大影响。煤矸石和煤层气就是煤炭开发过程中产生的主要废弃物，长期以来被煤炭工业视为有害物质和灾害性气体。党的十一届三中全会以后，随着经济体制改革的不断深化和我国工农业的健康快速发展，在能源日趋紧缺的情况下，人们逐步意识到这些废弃物尚有可供利用的一面。特别是近二十多年来，煤炭部门在煤矸石和煤层气的开发利用方面做了不少探索和生产试验，取得了一批成果。实践证明，只要转变观念，加强科学研究，因地制宜注意开发，煤炭生产过程中的矿产资源二次利用不仅是完全可行的，而且潜力巨大；不仅可以化害为利、变废为宝，且可以节约能源，并获得重大的社会和经济效益。
煤矸石是在煤的掘进、开采和洗选过程中排出的固体废物。煤矸石弃置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾，或在雨季崩塌，淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上，每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染，自60年代起，很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。利用途径有以下几种：
① 回收煤炭和黄铁矿：通过简易工艺，从煤矸石中洗选出好煤，通过筛选从中选出劣质煤，同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机──平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料，洗矸可作建筑材料，黄铁矿可作化工原料。
② 用于发电：主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤发热量为3500大卡;火力不足时,用重油助燃。德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。
③ 制造建筑材料：代替粘土作为制砖原料，可以少挖良田。烧砖时，利用煤矸石本身的可燃物，可以节约煤炭。煤矸石可以部分或全部代替粘土超细磨粉机研磨用于生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石，具有一定活性，可作为水泥的活性混合材料，生产普通硅酸盐水泥(掺量小于20％)、火山灰质水泥和少熟料水泥。还可直接与石灰、石膏以适当的配比，磨成无熟料水泥，可作为胶结料，以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替硅质原料生产水泥的工厂。
近几年来，随着各行业对煤矸石的综合利用研究意识快速崛起，如何将煤矸石变废为宝？国内外已经开发出许多利用途径。基本则是在查明煤矸石性质的基础上，区别对待，使其物尽其用，并将各种利用途径结合起来，形成一定的开发规模和综合利用系统，从而获得最佳的经济效益。
洗煤厂学习资料
