宁夏煤炭综合利用途径及资源潜力预测

（一）土坡组煤炭综合利用途径

1.煤类根据中国煤炭分类标准（GB/T5751—2009标准），以浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）产率和浮煤干燥无灰基氢含量（Hdaf）为依据，确定本区各煤层的煤类，见表5-2-35。

碱沟山矿区浮煤挥发分产率为1.72%～3.81%，各煤层平均为2.00%～3.30%。浮煤氢为0.59%～1.04%，各煤层平均为0.60%～0.95%。各煤层煤属无烟煤一号（WY1）。

线驮石矿区浮煤挥发分产率为6.62%～15.63%，各煤层平均为7.02%～12.61%。浮煤氢为2.78%～6.29%，各煤层平均为2.85%～4.54%。1、2、5煤层煤类属无烟煤三号（WY3），7煤层煤类属无烟煤三号（WY3）和贫煤（PM）。

表5-2-35　土坡组煤炭分类表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

2.煤质特征概述

碱沟山矿区的煤是一种优质无烟煤。煤中显微组分占97.34%～97.91%，其中镜质组占95.83%～96.78%、惰质组占1.15%～1.51%、矿物占2.09%～2.66%。煤为特低—低中灰、低—中高硫、特低—低磷、低氯—中氯煤、低砷煤、中高—特高发热量、高抗碎强度、高热稳定性、低—中等可磨、低—较低软化温度灰。原煤经洗选后，精煤灰分一般小于2.00%，精煤硫分一般小于1.00%，精煤产率在80.00%以上，煤的可选性为易选—中等可选。

线驮石矿区的无烟煤和贫煤，煤质较碱沟山差，高灰、高硫，难磨，可选性差，煤经洗选后方可利用。

3.最佳利用途径

生产碳化硅。

用精无烟煤和硅石为原料，生产碳化硅，碳化硅是一种抗高温、耐磨蚀的硬质材料，其硬度仅次于金刚石。

用于高炉喷吹和烧结矿。

生产电石。用煤与生石灰经高温熔融而成碳化钙，制取乙炔，溶解乙炔、苯酸等。

制造活性炭以及载体活性炭、石灰氮、双氰胺、甲醛、甲醇。用于气体和蒸气的吸附和净化及医疗、化工等。

生产碳素制品。生产碳质吸附剂、碳质分子筛、碳素电极、石墨化阳极、高炉碳砖、铝电解用碳块、人造高纯石墨、人造金刚石、碳纤维、无烟煤滤料、碳粒砂等碳素制品。

生产烧碱、纯碱。用煤与石灰石、芒硝在高温下煅烧，经浸取、脱水制取烧碱和纯碱。

用来替代柴油。用化学方法处理精选，使灰分、硫分均降到0.5%以下，用来代替柴油。

（二）太原组煤炭综合利用途径

1.煤类

根据中国煤炭分类标准（GB/T5751—2009标准），以浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）产率、黏结指数（G）、胶质层厚度（Y）和奥亚膨胀度（b）为依据，确定各矿区各煤层的煤类，见表5-2-36。

太原组煤类为气煤（QM）、气肥煤（QF）、1/3焦煤（1/3JM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）、贫煤（PM）和无烟煤三号（WY3）。各矿区煤类如下。

石嘴山矿区：1/3焦煤、肥煤。

沙巴台矿区：瘦煤。

石炭井矿区：1/3焦煤、肥煤。

呼鲁斯太矿区：1/3焦煤、焦煤。

红墩子矿区：气煤。

横城矿区：以1/3焦煤为主，局部为气肥煤，矿区北部为气煤。

韦州矿区：气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤三号。

萌城矿区：1/3焦煤。

线驮石矿区：贫煤。

表5-2-36　太原组煤炭分类表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

2.煤质特征概述

太原组煤的显微组分中镜质组含量较高，惰质组含量较低，矿物质含量较高。煤的水分较低，灰分、硫分较高，低磷、高发热量、高热稳定性，高软化温度灰。浮煤灰分为10左右，产率在75%左右，煤的可选性为中等可选。

3.最佳利用途径

（1）炼焦用煤

红墩子、横城、萌城、韦州矿区太原组中高变质烟煤，由于灰分、硫分较高，经洗选，降灰脱硫后可作为炼焦配煤。

（2）动力用煤

除炼焦用煤外，不易做炼焦用煤的煤以及经洗选后的中煤、粉煤都宜做火力发电和机车用煤。

对于太原组的高变质烟煤和无烟煤，可以作为民用和工业用的各种燃料，如韦州矿区的贫煤和无烟煤。

（3）气化用煤

煤的气化是在高温和气化剂的作用下使煤中显微组分转化为含有H2、CO、CH4等气体的过程。气化用煤适应性广，但不同的煤质特点适应不同的气化炉型和工艺条件。

太原组的煤类以中—高变质煤为主，具有高热稳定性煤灰为高软化温度灰，煤经浮选后，灰分、硫分降低，发热量在30.00MJ/kg左右，浮煤可作气化用煤。

（4）配制水煤浆

水煤浆是由煤、水、添加剂制成的新型洁净燃料。可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等方面广泛应用。

太原组的煤水分（Mad）平均为2.00%，可磨性指数（HGI）平均为60。根据烟煤成浆性难易程度指数D=7.5+0.5Mad-0.05HGI计算得出D=5.5，属中等成浆煤（D值在4～7）。

（三）山西组煤炭综合利用途径

1.煤类

根据中国煤炭分类标准（GB/T5751—2009标准），以浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）产率、黏结指数（G）、胶质层厚度（Y）和奥亚膨胀度（b）为依据，确定各矿区各煤层的煤类，见表5-2-37。

山西组煤类为气煤（QM）、气肥煤（QF）、1/3焦煤（1/3JM）、肥煤（FM）、焦煤（JM）、瘦煤（SM）、贫煤（PM）和无烟煤三号（WY3），各矿区煤类如下。

石嘴山矿区：各煤层均为1/3焦煤。

沙巴台矿区：各煤层为瘦煤。

石炭井矿区：各煤层为1/3焦煤、肥煤。

呼鲁斯太矿区：各煤层为各煤层为1/3焦煤、肥煤。

马莲滩矿区：无烟煤三号、贫煤。

红墩子矿区：各煤层均为气煤。

横城矿区：各煤层以1/3焦煤为主，局部为气肥煤，矿区北部为气煤。

韦州矿区：各煤层气肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、贫煤和无烟煤三号均有分布。

萌城矿区：各煤层为1/3焦煤。

表5-2-37　山西组煤炭分类表

续表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

2.煤质特征概述

山西组煤的显微组分中镜质组含量较高，惰质组含量较低，矿物质含量较高。煤的水分较低，高灰、低硫，低磷、高发热量、高热稳定性、高软化温度灰。浮煤灰分为10%左右，产率在70%左右，煤的可选性为中等可选。

3.最佳利用途径

（1）炼焦用煤

红墩子、横城、萌城、韦州矿区山西组中高变质烟煤灰分较高，经洗选、降灰后可作为炼焦配煤。(www.xing528.com)

（2）动力用煤

除炼焦用煤外，不易做炼焦用煤的煤以及经洗选后的中煤、粉煤都宜做火力发电和机车用煤。

山西组的高变质烟煤和无烟煤，可以作为民用和工业用的各种燃料，如韦州矿区的贫煤和无烟煤。

（3）气化用煤

煤的气化是在高温和气化剂的作用下使煤中显微组分转化为含有H2、CO、CH4等气体的过程。气化用煤适应性广，但不同的煤质特点适应不同的气化炉型和工艺条件。

山西组的煤类以中—高变质煤为主，具有高热稳定性煤灰为高软化温度灰，煤经浮选后，灰分、硫分降低，发热量在30.00MJ/kg左右，浮煤可作气化用煤。

（4）配制水煤浆

水煤浆是由煤、水、添加剂制成的新型洁净燃料。可在工业锅炉、电站锅炉和工业窑炉等方面广泛应用。

山西组的煤水分（Mad）平均为2.00%，可磨性指数（HGI）平均为75。根据烟煤成浆性难易程度指数D=7.5+0.5Mad-0.05HGI计算得出D=4.8，属中等成浆煤（D值在4～7）。

（四）延安组煤炭综合利用途径

1.贺兰山煤田汝箕沟矿区

（1）煤类

根据中国煤炭分类标准（GB5751—2009），以浮煤干燥无灰基挥发分（Vdaf）产率和浮煤干燥无灰基氢含量（Hdaf）为依据，确定本区各煤层的煤类。

本区浮煤挥发分产率为4.33%～9.27%，各煤层平均为4.78%～7.87%。本区浮煤氢含量为2.47%～3.98%，各煤层平均为3.29%～3.80%，各煤层煤类属无烟煤三号，见表5-2-38。

表5-2-38　汝箕沟矿区各煤层煤类表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

（2）煤质特征概述

汝箕沟矿区的煤又被称为太西煤，具低灰、低硫、低磷和高发热量、高比电阻率、高块煤率、较低—中软化温度灰、高化学活性、高机械强度、高精煤回收率等特点。另外，矿物含量极低，是工业和民用的优质原料和燃料煤，其煤质特征见表5-2-39。

表5-2-39　太西煤煤质主要特征表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

（3）最佳利用途径

用于高炉喷吹和烧结矿。将太西煤磨碎到200目，喷入高炉内，每吨太西煤可代替1～1.28t焦炭，折合石炭井焦原煤3.25～4.25t。现代化高炉喷入太西煤粉，经济效益最佳。

太西煤中有害杂质很少，且发热量高，用于铁矿粉烧结最好。

可供化肥厂造气。太西煤具有低灰、特低硫、高活性、高块煤率的特点，最宜于化肥厂固定式造气炉使用。

作为电石的原料。太西煤与焦炭混合使用炼制电石，可得优质产品。

作为制造活性炭和载体活性炭的优质原料。

作为黏结指数测定用标准煤。

生产碳素制品。

民用理想燃料。

2.宁东、宁南煤田各矿区

（1）煤类

各矿区浮煤挥发分产率为25.82%～45.24%，煤层平均为29.77%～40.66%，一般小于37%。透光率平均为72%～89%，黏结指数均为0。宁东、宁南煤田以不粘煤（BN）为主，少量长焰煤（CY）。见表5-2-40。各矿区煤类如下。

灵武矿区：各煤层均为不粘煤。

鸳鸯湖矿区：北部各煤层埋藏较浅处为长焰煤，其他区域各煤层均为不粘煤。

石沟驿矿区：各煤层均为长焰煤。

马家滩矿区：各煤层均为不粘煤。

积家井矿区：各煤层均为不粘煤。

萌城矿区：各煤层均为不粘煤。

炭山矿区：各煤层均为长焰煤。

王洼矿区：以不粘煤为主，少量长焰煤。一般煤层埋藏较浅处和靠近煤层露头处为长焰煤，中部和深部为不粘煤。

表5-2-40　延安组煤炭分类表

续表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

（2）煤质特征概述

中侏罗世延安组含煤地层中的煤，以不粘煤为主，长焰煤少量。煤中显微组分平均占94.8%，矿物平均占5.2%。显微组分中镜质组平均占39.2%，惰质组平均占53.8%，壳质组平均占1.7%。矿物中黏土类平均占3.0%，硫化物平均占0.5%，碳酸盐平均占1.5%，氧化物平均占0.2%。煤具有较高水分、低灰、低硫、低磷、高挥发分、高发热量、不具黏结性、高化学活性、高热稳定性、高强度、中等可磨、较低软化温度灰的特点。浮煤灰分为6.5%左右，浮煤产率在90%左右，煤的可选性为中等可选。煤燃点低，着火点在290℃左右。

（3）最佳利用途径

中侏罗世延安组的煤是良好的动力、气化、间接液化、煤化工等用煤。

①动力用煤。煤具有低灰、低硫、高挥发分、高热值、中等磨煤、高热稳定性的特点，是火力发电、各种锅炉的理想用煤。煤灰软化温度较低，适宜液体排渣。

②液化用煤。各煤层煤的氢含量较低（4.6%左右），氧含量较高（14%左右），碳氢质量比（17左右）大于16，活性组分（壳质组+镜质组）在41%左右（﹤80%），直接液化则氢耗量大，转化率较低。间接液化用煤要求相对较低，各煤层的煤完全能满足粉煤加压气化、固定硫化床高温合成、固定床合成等工艺的用煤要求，是间接液化的优质煤。

③气化用煤。适宜常压固定床炉、沸腾床炉、气流床炉等气化炉对煤的要求。

④水煤浆。各煤层的煤水分（Mad）平均为6.7%，可磨性指数（HGI）平均为67，根据烟煤成浆性难易程度D=7.5+0.5Mad-0.05HGI计算得出D=7.5，属难成浆煤（D>7～10）。

经试验，灵武矿区煤经改性及改质并采用配煤工艺可制得较高浓度的水煤浆。灵武矿区煤与宁夏乌兰煤矿的煤配合，乌兰煤矿的煤占总煤量的15%时，成浆浓度为62%，可作为气化用煤。当乌兰矿煤配入35%以上时，其浓度达65%以上，可作为燃烧用煤。灵武矿区煤作为制浆煤种，其煤粉粒度为38%～55%﹤200目，加入0.5%GHA系列添加剂，料浆的表观黏度、稳定性、析水率等各项指标满足泵送和气化要求，可制备出浓度为60%的煤浆。灵武矿区煤与横城矿区的煤相配可制备出浓度为62%以上的煤浆。

⑤活性炭原料用煤。灵武矿区煤作为制造合成纤维中维尼龙单体醋酸乙醚用的载体活性炭的原料，获得成功，其主要质量指标达到了载体活性的生产要求。

灵武矿区煤生产脱色活性炭，产品达到了林业部木质粉状活性炭标准的要求。经多家味精厂、化工、轻工、食品、医药等单位试用，效果良好，可作为木质活性炭的替代品，见表5-2-41。

用灵武矿区不粘煤的固体热载体新法干馏半焦为原料，综合使用碳化法和碳沉积法制备碳分子筛获得成功，其空气分离性能可与同类进口产品媲美。

表5-2-41　宁东煤炭延安组煤脱色活性炭性能表

注：表中“/”表示未获得具体测试数据。

⑥高炉喷吹燃料用煤。灵武矿区煤高炉喷吹试验表明，因挥发分高，燃点低，煤粉具爆炸性，只适于常压系统高炉喷吹，不适于高压系统等炉喷吹。