【期刊】论文推荐（附视频）｜西安科技大学周安宁教授：低阶烟煤煤岩显微组分分选及其分质利用研究进展

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低阶烟煤煤岩显微组分分选及其分质利用研究进展

周安宁，张怀青，李 振，屈进州，赵 伟，杨志远，赵世永

摘  要

“双碳”目标下煤炭资源的加工和利用面临着根本性的变革，传统利用方式已不能满足当前的生态环保要求，而煤炭作为国家能源安全的基石，在未来很长时间内，仍将发挥巨大作用。我国超过40%的煤为优质的低阶烟煤，由于其惰质组质量分数过高(>35%)，限制了这部分资源的高值转化。同时，由于煤岩显微组分之间的相似性及其赋存特征的复杂性，煤岩显微组分的分离富集工作面临巨大的难度和挑战，极大制约了这部分资源的分质转化利用。为全面了解煤岩显微组分分质利用的现状和发展趋势，促进煤炭资源的清洁高效低碳化利用，笔者从煤岩显微组分的测定方法、分选方法和清洁利用3个方面进行了系统论述，同时提出了未来发展的思路和方向。煤岩显微组分的测定方法面临细粒物料识别困难或测试精度低的问题，亟需开发一种基于煤岩显微组分结构参数，不受粒度限制的高效定量方法。在煤岩显微组分的分离方法方面，电浮选-电凝聚、油泡浮选和气流粉碎-精细分级等新分选方法，能有效改善传统分选方法选择性差、富集率低等问题，具有过程可调控、适应性强等优势。以煤岩显微组分分选为核心的煤炭分质清洁利用技术，打破了常规的用煤标准和煤种限制，煤岩显微组分经过有效的分离富集后，富镜质组煤可大比例应用于配煤炼焦、热解、液化等领域，富惰质组煤可作为制备碳材料的原料或燃料等，实现了各显微组分的物尽其用。基于煤岩显微组分的分质利用可从根本上提高煤转化利用能效、减少碳和污染物排放量，对于煤炭清洁高效利用，实现“双碳”战略目标具有重要的现实意义。

结语与展望

在国家“双碳”战略目标约束条件下，煤炭资源高质量转化利用势在必行。煤岩显微组分的测定、分选和分质利用技术突破，对于实现煤炭资源转型发展，走“原料供给精细化、转化低碳化、产品高端化”发展新途径具有重要现实意义。

1)煤岩显微组分的识别和测定是评价煤岩显微组分富集程度的主要手段，是实现煤岩显微组分高质量分选的技术保障。目前，关于煤显微组分测定的研究已经取得了一定进展，自动识别技术大幅度提高了鉴定效率，降低了人为因素的影响，但受传统图像测定方法的限制，自动测试技术均存在细粒物料无法识别的致命缺陷，难以匹配煤岩显微组分解离粒度细的特点。因此，亟需开发一种基于煤岩显微组分结构特征，不受粒度限制的高效定量方法。

2)煤岩显微组分的分离富集是煤炭分质转化和梯级利用的基础。目前煤岩显微组分分选工作已经取得了一定的进展，形成了以重选法、浮选法和电选法为基础的分选体系。同时，也衍生出了电浮选-电凝聚法、油泡浮选法和气流粉碎-精细分级法，有效改善了传统分选方法在分选效率、富集效率和选择性等方面的局限性。电浮选-电凝聚法和油泡浮选法的高选择性、高富集率和高回收率；气流粉碎-精细分级法的解离、分选调控机制和干法分选特征，使其在众多分选方法中具有独特优势，极具发展前景和开发意义。

3) 通过煤岩显微组分的分离富集，可以充分发挥不同煤岩显微组分在煤炭的热解、气化、液化和炼焦配煤等方面的应用优势，能够最大限度实现煤炭资源的高效清洁分质利用。笔者提出的基于煤岩显微组分分离及其特性的分质利用路线很好契合了国家煤炭清洁高效利用战略需求，是系统化实现煤炭低碳化清洁高效利用的有效策略。

出版信息

周安宁，张怀青，李振，等.低阶烟煤煤岩显微组分分选及其分质利用研究进展[J].洁净煤技术，2022,28(7):1-22.

ZHOU Anning,ZHANG Huaiqing,LI Zhen,et al.Advances in coal macerals separation and quality-based utilization of low-rank bituminous coal[J].Clean Coal Technology，2022,28(7):1-22.

通讯作者

周安宁，西安科技大学化学与化工学院二级教授、博士生导师，教学名师；煤炭工业技术优秀创新人才，陕西省优秀教师，自然资源部煤炭资源勘察与综合利用重点实验室副主任。中国煤炭工业协会煤炭工业技术委员会委员；西安纳米科技学会副理事长，陕西省煤炭学会煤炭清洁加工与利用专业委员会副主任。1983年在陕西师范大学获理学学士学位；1989年在中国科学院山西煤炭化学研究所获理学硕士学位；1996年在大连理工大学获工学博士学位。2004—2005年公派至美国宾夕法尼大学能源研究所开展合作研究。主要从事能源化工、功能纳米材料、二氧化碳捕集与转化等领域的教学与科研工作。先后主持完成了科技部、国家自然科学基金委、教育部、陕西省科技厅等基金项目，以及陕西煤业化工集团和宁夏煤业集团等企业技术开发与转化项目20余项。在煤基功能材料制备与应用、煤岩显微组分分离、煤炭多联产转化等领域获陕西省政府科技进步奖4项、中国煤炭工业协会科技进步奖2项，在国内外学术期刊发表研究论文200余篇，获发明专利10余项，出版专著5部，获省级教学成果奖1项。

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