陳寧寧

（拜城縣眾泰煤焦化有限公司，新疆 阿克蘇 842300）

引言

在煉焦過程中，主煉焦煤（氣煤、肥煤、焦煤和瘦煤）的黏結(jié)性和結(jié)焦性存在區(qū)別，在一定程度上對(duì)焦炭質(zhì)量造成影響。目前，我國(guó)優(yōu)質(zhì)煉焦煤比較稀缺，如果將強(qiáng)黏結(jié)煤和部分弱黏結(jié)煤合理配比進(jìn)行煉焦，在一定程度可使煉焦用煤資源變得豐富，同時(shí)降低焦炭生產(chǎn)成本。

1 試驗(yàn)部分

1.1 原料

選取準(zhǔn)噶爾地區(qū)的低階煤作為本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象，這類低階煤的研究目前有很多，而且已經(jīng)開展了配煤煉焦生產(chǎn)。研究所用煉焦煤主要有三種，一種是準(zhǔn)噶爾氣煤，其他兩種分選山西肥煤與焦煤。對(duì)實(shí)驗(yàn)煤進(jìn)行煤巖分離會(huì)得到相應(yīng)的鏡質(zhì)組和絲質(zhì)組，此時(shí)需要將它們置于陰涼處晾干，同時(shí)，試驗(yàn)原料包括低階煤顯微組分。

1.2 設(shè)備及方法

在進(jìn)行煤巖分離實(shí)驗(yàn)時(shí)，采用物理法，利用不同密度梯度的ZnCl2溶液從而實(shí)現(xiàn)高速離心分離。實(shí)驗(yàn)所用到的煤樣需要放置在陰涼干燥的地方，能夠得到空氣干燥基樣品，然后再對(duì)煤樣進(jìn)行破碎研磨處理，以便更好地對(duì)其基本性質(zhì)進(jìn)行分析。煤樣及其顯微組分的工業(yè)分析主要包括3 個(gè)部分：第一部分水分測(cè)定，第二部分是揮發(fā)分測(cè)定，第三部分灰分測(cè)定，這三部分都嚴(yán)格根據(jù)GB 212—91 來操作。紅外光譜分析使用NicdeT740 傅立葉變換紅外光譜儀。同時(shí)，在進(jìn)行分析煤樣及其顯微組分的低溫?zé)峤馐е貢r(shí)，根據(jù)STA449F3Jupiter 測(cè)定[1]。同時(shí)，在整個(gè)的實(shí)驗(yàn)過程中，溫度控制以及數(shù)據(jù)的采集基本上不需要人工太多的操作，微機(jī)能夠自動(dòng)完成[1]。

目前，膠質(zhì)體塑性測(cè)試時(shí)，主要涉及到膠質(zhì)體透氣性以及膠質(zhì)體流動(dòng)性和軟固溫度區(qū)間等指標(biāo)。因此，為了更好地對(duì)煤料的塑性性質(zhì)進(jìn)行研究，本文采取了以下的實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)來對(duì)塑性性質(zhì)進(jìn)行分析，同時(shí)分析了影響因素。

2 結(jié)果與討論

2.1 原煤的基本性質(zhì)

本研究課題所選的實(shí)驗(yàn)煤種：弱黏煤、氣煤、肥煤、焦煤，所選實(shí)驗(yàn)煤樣的基本性質(zhì)如表1。

表1 實(shí)驗(yàn)原煤的基本性質(zhì)

2.2 低階煤鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤的影響

在常規(guī)煉焦煤種中配入不同比例的低階煤對(duì)不同煤種的影響程度不同，關(guān)鍵影響?zhàn)そY(jié)特性。黏結(jié)性由膠質(zhì)體狀態(tài)決定，因此膠質(zhì)體狀態(tài)影響成焦。本文采用一定比例低階煤配入煉焦煤中展開研究[2]。

低階煤鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤膨脹性影響結(jié)果見下頁(yè)表2。由表2 可知，2%～8%的低階煤鏡質(zhì)組對(duì)氣煤、肥煤、焦煤的膨脹性影響差異較大。肥煤塑性溫度區(qū)間逐漸變小。收縮行為僅對(duì)肥煤的影響最?。粴饷汉徒姑?，由于開始軟化溫度稍有變低，使得塑性溫度區(qū)間稍有增加，氣煤增加約9 ℃，焦煤增加約6 ℃。隨鏡質(zhì)組含量的增加，焦煤的最大收縮度減小、氣煤略有增大。鏡質(zhì)組對(duì)氣煤、肥煤、焦煤膨脹度均有影響，隨著含量的增加，最大膨脹度逐漸減少。鏡質(zhì)組含量（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）在4%以下時(shí)，對(duì)焦煤和氣煤的影響較大，對(duì)肥煤的影響相對(duì)較小。膨脹性大小代表膠質(zhì)體透氣性強(qiáng)弱。配入低階煤鏡質(zhì)組膠質(zhì)體質(zhì)量下降，膠質(zhì)體透氣性均增強(qiáng)[3]。

表2 不同煤質(zhì)鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤膨脹特性的影響

2.3 低階煤鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤膠質(zhì)體流動(dòng)性的影響

在配入低階煤煉焦過程中，會(huì)對(duì)膠質(zhì)體流動(dòng)性產(chǎn)生影響，具體數(shù)據(jù)見表3。由表中數(shù)據(jù)得知，氣煤、肥煤和焦煤熱塑性流動(dòng)度的影響規(guī)律基本一致。增加鏡質(zhì)組含量，最大基氏流動(dòng)度下降，軟化熔融區(qū)間縮短[4]。增加配入比例，氣煤軟化溫度提高，固化溫度不變，最大流動(dòng)度由3 659 dd/min 降至1 115 dd/min，基氏流動(dòng)度曲線收窄。由此得知膠質(zhì)體減少導(dǎo)致流動(dòng)性變差。肥煤隨著配入比例變化，軟化和固化溫度區(qū)間基本不變。焦煤比氣煤弱，配比為12%時(shí)，最大流動(dòng)度下降69.1%，肥煤最大流動(dòng)度下降65.3%，焦煤最大流動(dòng)度下降了78.4%。

表3 不同煤質(zhì)鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤流動(dòng)性的影響

2.4 低階煤鏡質(zhì)組對(duì)煉焦煤黏結(jié)特性的影響

將4%、8%、12%的低階煤鏡質(zhì)組分別配入到煉焦煤中，黏結(jié)力指數(shù)（Gi）測(cè)定結(jié)果如圖1 所示。由圖1可知，氣煤、肥煤、焦煤的黏結(jié)力指數(shù)隨著配入低階煤鏡質(zhì)組比例的增大反而下降，當(dāng)比例為12%時(shí)，氣煤、肥煤和焦煤分別下降了29.3%、8.5%和42.9%。焦煤、氣煤、肥煤的黏結(jié)力指數(shù)影響程度依次降低。低階煤鏡質(zhì)組的加入與肥煤的交互作用偏正，與氣煤和焦煤的交互作用偏負(fù)，與塑性膠質(zhì)體的流動(dòng)、膨脹和黏結(jié)特性并非線性關(guān)系[5]。

圖1 低階煤鏡質(zhì)組對(duì)黏結(jié)特性的影響

3 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)煉焦煤資源不斷減少，低階煤的應(yīng)用逐漸成為研究趨勢(shì)。在配入低階煤煉焦中，增加低階煤鏡質(zhì)組添加比例，氣煤、肥煤、焦煤等塑性膠質(zhì)體的黏結(jié)力指數(shù)、流動(dòng)性和膨脹性隨之下降，氣煤、肥煤、焦煤的整體流動(dòng)性也同時(shí)下降。肥煤卻比較穩(wěn)定，降低配比煤膠質(zhì)體的液體量，穩(wěn)定性變差。