煤中汞在分选过程中的迁移与脱除规律研究

我国的能源拥有量占世界能源的25%，是名副其实的能源大国，由于第二产业仍然居于我国产业结构的核心，人们对于基础能源的需求量仍然存在，以煤矿、石油、天然气为主导的各类能源依然有着其重要的作用与意义。但是随着我国环境问题愈加严重，由燃煤所产生的污染也逐渐为人们所关注，于是我国能源产业开始了新一轮的改革与创新。

0 引言

在我国煤矿加工制造企业在对煤进行精加工时，都会把微量元素的清除作为一项重要的工程之一，这是因为粗煤在不完全燃烧时，会产生各种生产垃圾，以其中的汞元素为例，它会造成土壤污染、大气污染等多种形式的危害，给自然环境和人类的安全造成不小的隐患，不仅如此，因为汞元素不可降解，还极有可能沉积在土壤之中，参与地球循环，造成全球化的危机。

1 煤脱汞实验

在精煤提纯工艺中，如何完成汞的迁移和脱除，是工艺的重点。所以本文采取相关的煤脱汞实验，来研究汞的迁移规律。我们采取山西的原煤进行实验，将煤按照原煤、精煤等分类，按照煤矿的大小进行实验。本文研究了每一种煤中汞含量的多少，并针对于汞含量的多少，进行了相关的脱媒方案预估，准备了专门测算和吸收汞的设备，开始实验[1]。

在具体的实践中，煤矿的脱汞过程按照以下步骤进行，首先应进行原煤的入洗工作，再将煤矿放入淘汰机中把煤中的石块矸石筛选出来，然后再进行更为精密的加工筛选。通过工艺设备将中煤分离出来，利用重介旋流器对精煤进行下一层的分离，分离出精煤与中煤。一般在实践中，还需要用到的设备有浮选机，它的精度较高，物理分离水平也比较高，所以通常会用来分离煤中的汞，并为实际生产生活提供借鉴和思考。

分离设备的作用机理为让设备处于高速运转之下，它会由于重力因素，产生离心力，通过离心力产生的压力，来将煤矿中的煤与汞分离[2]。

2 迁移规律与特性

（1）富集。煤的富集含量可以利用其与地壳中煤的质量的比例来表达，在生产实践中一般会认为这个指数的值趋于一个大于6的稳定值时，才可以以此作为研究煤矿资源的标准。计算公式如下所示：

煤的富集程度=煤量/煤的地壳含量

煤的富集程度=煤量/煤的世界含量

通过以上数据，结合所选山西煤矿的具体位置，我们发现，无论是针对于世界，还是针对于地壳表面运动，山西煤矿资源均属于密集状态，是煤矿挖掘的重要地点之一。通过对山西煤矿中的汞含量进行抽取调查，将其中含汞量较多的煤矿挑选出来，发现在全国范围内，山西煤矿的含汞量属于較低水平。这就引发了下一个问题的讨论，煤中的汞是否可以发生迁移作用，通过对煤迁移作用的研究，是否能有效地脱去煤中的汞。

（2）迁移。在上述的煤脱汞试验中，我们对煤做了分级处理，并通过设备进行了脱汞实验，以此来观察汞的迁移，最终实验表明，在实际的操作中，精煤的汞含量呈直线下降趋势，基本上达不到对人的危害作用，这已经预示了脱汞成功。但是剩余的粗煤中，汞含量却很少有减少的情况，反而还出现了汞含量不降反增的情况，我们应用数学规律对煤的百分比含量进行了测算，方法如下：

汞含量降低程度=（脱汞前煤的汞含量-脱汞后煤的汞含量）/脱汞前煤中汞含量

通过实践表明，煤主要倾向于从有机矿产向无机物中迁移。在实践中，可以通过煤的洗选工艺对其进行脱汞，降低煤中汞的含量，我们通过上述表1可以看出，精煤的脱汞率为正，且高达半数以上，说明汞的脱除在精煤中更有效果[3]。不仅如此，我们还可以看出煤的状态、大小等因素和脱媒有着正相关的关系，颗粒越细小，脱汞越容易。但是同样值得注意的是，汞从精煤中脱离后，进入了洗选产品中。洗选产品就是煤的半成品，这些煤的半成品经常会被个别厂家，用来以次充好，以相对较低的价格进行出售。通过表1，我们可以看出这类煤中，汞的含量相比于原煤来说都是较高的，如果投入使用，不仅危害使用者的生命，对于自然环境来说，也是一种无形的破坏。在实际的生产工作中，煤料生产厂家，会将煤料中汞含量过度超标的煤料进行进一步的处理，而不会让其残留在设备之中，也不会直接将其当做燃料进行燃烧，这也是一种对环境负责的积极态度。

（3）机理。在煤料的迁移机理研究中，依然应将重点放在第一点中所谈到的富集作用上，煤容易在无机矿物中富集，那么无机矿物的使用量就是煤料迁移的重要因素。

可见，平均密度大于2.3的汞的分布最多，所以在实验中，应按照密度对其进行分类，再进行脱汞，能起到事半功倍的效果。又因为山西煤矿中的煤无机态存在多，所以在脱汞技术实践中，煤的汞含量会直线降低[4]。

3 结束语

如今，自然环境污染中，以煤为代表的能源污染越来越被人们所关注，煤是一种生产能源，为人们的生活提供了便捷，但是对于其的精馏、分馏工艺的精细度同样不能忽视。如果煤在生产中产生的污染产物不能被及时降解和清除，则有可能给我们的日常生活带来危害。汞就是煤中需要除去的化学元素之一，汞是一种对水资源、人体、大气、植物等均有危害的化学元素，汞的泄露很有可能造成大面积的土壤失活，这样一种高危化学物质在生产中被不间断的释放，后果不堪设想。所以本文研究了煤矿中汞的迁移规律，希望可以给汞的脱除提供思考。

参考文献：

[1]闫松，单广波，王雪清，燃煤锅炉煤中汞的迁移和分配规律研究[J].当代化工，2014（08）：1450-1452.

[2]张成，李婷婷，曲世俊，煤温和热解过程中汞释放形态及分布规律研究[J].工程热物理学报，2012，V33（11）：1993-1997.

[3]和莹，郭亚飞，周玉海.燃煤电厂重金属汞的迁移转化规律研究[J].山东工业技术，2015（01）：126-126.

[4]王明仕，吴月晶，王明娅，煤中砷在洗选过程中的迁移行为和分配特征[J].煤炭转化，2014，37（04）：14-16.endprint