[发明专利]煤显微组分的富集方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤显微组分分离技术领域，具体而言，涉及一种煤显微组分的富集方法。

背景技术

煤主要是由远古植物遗骸经过7000万年以上的漫长岁月在复杂的地质环境下转化成的不可再生的宝贵的化石资源。作为能源利用，煤炭促进了第一、二次工业革命的发展，为现代社会经济增长奠定了基础。尤其在我国，煤在国民经济中所起的作用更加明显。

我国的煤炭资源比较丰富，储量占世界总量的13%，居世界第二位，尤其我国西部煤炭储量占全国总储量约70%。目前，我国的煤炭主要还是做燃料利用，但是燃煤在提供热能和电能的同时，也排放出大量的烟尘、CO₂、NO_x和SO_x等有害气体成分，造成包括温室效应和酸雨在内的严重的环境污染。作为宝贵的化石资源，煤炭的洁净和高效利用将对我国国民经济的可持续发展起到至关重要的作用。

煤是由组成与性质各异的有机化合物与无机矿物质组合而成的复杂混合物，其中的有机化合物形成了煤中不同的煤岩显微组分。随着煤岩学和煤化学的不断发展，为了深入了解煤的热解、气化、液化等转化过程的机理，促进开发煤炭转化技术，研究探索不同煤岩显微组分的组成。结构和转化性质及其差异已日趋重要，并已成为煤化学研究的重要手段之一。煤岩显微组分的有效分离与富集则是进行研究探索的重要前提和基础。

从20世纪50年代，人们就开始了煤岩有机显微组分的分离分选，对煤岩显微组分的分离富集，国内外已经做了不少工作，主要基于密度的不同，Van Krevelen等于1957年提出了分离煤岩显微组分的浮沉技术，1982年Dyrkacz等开发了等密度梯度离心分离技术。这些方法均已成为目前比较常用的显微组分富集方法。但这些方法的缺点是都要使用到重介质溶剂，由于采用重介质溶剂存在以下缺点：

1）要采用特定的比重液，而这些特点的比重液具有一定的毒性，对实验人员的健康有一定影响；

2）当将煤样进行反复粉碎后再采用有机溶液进行浮沉后的煤样容易破坏煤的分子结构，使煤的一些性质发生改变；

3）经过溶剂润湿过的煤样不易保存，容易氧化。

鉴于上述分离方法中所存在的问题，因此目前迫切需要合适且有效的显微组分富集方法以代替目前的分离方法。

发明内容

本发明旨在提供一种煤显微组分的富集方法，该富集方法得到的煤纯度高且不易变质，容易保存。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种煤显微组分的富集方法，包括：粉碎分离步骤，执行至少两次粉碎分离处理，第一次粉碎分离处理将煤样进行粉碎，并按照预定的粒径分离出小粒径的惰质富集组分和大粒径的镜质富集组分，后面的每次粉碎分离处理均是对前一次粉碎分离处理得到的镜质富集组分进行粉碎，并按照与该后面的粉碎分离步骤相应的预定的粒径分离出小粒径的惰质富集组分和大粒径的镜质富集组分；富集步骤，收集各次粉碎分离处理中所获得的惰质富集组分得到惰质组富集煤，收集最后一次粉碎分离处理中所获得的镜质富集组分得到镜质组富集煤。

进一步地，包括以下步骤：S1、将煤样一级粉碎并一级分离，得到小于第一粒径的惰质富集组分和大于第一粒径的镜质富集组分；S2、将镜质富集组分二级粉碎并二级分离，进一步得到小于第二粒径的惰质富集组分和大于第二粒径的镜质富集组分；以及S3、收集步骤S1与步骤S2中所获得的惰质富集组分得到惰质组富集煤，收集步骤S2中所获得的所述镜质富集组分得到镜质组富集煤。

进一步地，第一粒径为x，其中0.6≤x≤1.5mm；第二粒径为y，其中0.005≤y≤0.06mm。

进一步地，0.8≤x≤1.2mm，0.008≤y≤0.03mm。

进一步地，x的取值为1.0mm，y的取值为0.01mm。

进一步地，步骤S1中将煤样一级粉碎至粒径为25mm以下，并进行一级分离；以及步骤S2中将镜质富集组分二级粉碎至粒径为0.2mm以下，并进行二级分离。

进一步地，粉碎分离步骤之前，还包括将煤样进行初步手选分离以收集镜质组富集样品和惰质组富集样品的步骤。

进一步地，粉碎分离步骤中采用超细气流粉碎的方式进行粉碎。

进一步地，粉碎分离步骤中采用旋流分离的方式进行分离。

进一步地，镜质组富集煤和惰质组富集煤的纯度均为90%以上。