神府煤的煤质特性对水煤浆成浆性的影响

田锋

摘要：神府煤是低灰分和低硫分、中等挥发分、高水分、高氧含量、含氧官能团较高、发热量高的难磨煤，成浆性指数C为63.12，属于成浆性很难。红外光谱图显示不存在甲氧基但是其分子中含有大量的羰基（>C=O）、酚羟基、羧基（-COOH）、芳香醚和环醚，以及缔合形成大量的氢键，这些亲水官能团形成空间网状结构，使内水含量增加到4.2%，减少了水煤浆体系中流动的水，从而提高水煤浆的表观粘度。

Abstract： Shenfu coal is a low-ash and low-sulfur， medium-volatile， high-moisture， high-oxygen content， high oxygen-containing functional group， high calorific value of hard-wearing coal， and the pulpability index C is 63.12， which is difficult to slurry. The infrared spectrum shows the absence of methoxy but the molecule contains a large amount of carbonyl （>C=O）， phenolic hydroxyl， carboxyl （-COOH）， aromatic ether and cyclic ether， and association to form a large number of hydrogen bonds， these hydrophilic functional groups form a spatial network structure that increases the internal water content to 4.2%， reducing the water flowing in the coal water slurry system， thereby increasing the apparent viscosity of the coal water slurry.

关键词：神府煤;煤质特性;水煤浆;成浆性;影响

Key words： Shenfu coal;coal quality characteristics;coal water slurry;pulpability;influence

中图分类号：TQ536                                      文献标识码：A                                  文章编号：1006-4311（2019）34-0246-02

0  引言

神府煤是位于中国陕西省榆林市。是中国目前发现的最大煤田，面积约2.6万平方公里，估计煤炭储量达1349.4亿吨，占已发现煤田约15%。煤层均赋存于侏罗统延安组，组内含煤14层，局部可采者4层，主要可采者5层。煤种牌号均为不粘煤和长焰煤，发热量为28MJ/kg左右。[1]

神府煤是低灰分和低硫分、中等挥发分、高水分、高氧含量、含氧官能团较高、发热量高的难磨煤，成浆性指数D为11.55，属于成浆性很难，研究神府煤的煤质对成浆性具有重要的意义。

1  结果与讨论

1.1 神府煤样分析

本实验采用的是陕西神府煤，将进行分析的煤样先空气干燥、再破碎、掺匀、分析结果如表1。

由表1中的数据可以看出，Mad=6.85%，氧含量Oad=12.16%，数值偏高，由此可以看出神府煤的制浆浓度中等偏低，制备高浓度的水煤浆较难。但分析水分Mt=13.68%，硫含量Sad=0.44%，灰分Aad=6.59%，该煤又属于高水、低硫、低灰、低变质而不粘结煤，是优质的动力煤。

1.2 神府煤的红外谱图分析

要进一步了解煤的结构，还要从煤的官能团和分子结构入手，进行红外分析如图1。

从神府煤的的红外谱图分析可以看出，分子结构中在1094.71处有杂原子的环硫醚振动吸收峰，在1032.77处有唾吩类化合物的振动吸收峰，由于这些杂原子均显负电性，所以可以与某些原子形成氢键。在1438.96处有芳香环的吸收峰，在1608.28处有烯烃双键的吸收峰，在2851.51和3407.08处有醛基、羟基、羧基（-COOH）和羰基（>C=O）吸收峰，在2920.95处有甲基和亚甲基振动吸收峰，但是没有发现甲氧基的振动吸收峰。由此分析神府煤是以带有烷基侧链的脂环、杂环和芳香环为主要骨架，与各种官能团通过化学键和非化学键形成的三维空间高度交联的高分子化合物。

1.3 神府煤的化学性质对其成浆性的影响

从表1神府煤的工业分析和元素分析中可以看出，神府煤的O/C比值为0.142，空气干燥基氧含量Oad达12.16%，空气干燥基水分Mad达6.85%，H/C比值为0.709，这对神府煤的成浆是极为不利的。神府煤的红外光谱图显示不存在甲氧基但是其分子中含有大量的羰基（>C=O）、酚羟基、羧基（-COOH）、芳香醚和環醚，以及缔合形成大量的氢键，神府煤的含氧官能团含量很高，这对水煤浆的成浆性不利，其主要是由于这些亲水性的极性官能团会减少水煤浆体系中流动的水，从而提高水煤浆的表观粘度。