淮南矿区不同煤组煤灰熔融温度变化规律及机理

淮南矿区煤是优质动力煤,但日常煤质检测发现部分槽别煤样的煤灰软化温度较低,单独使用有导致燃煤锅炉结渣的风险。为了系统掌握淮南矿区不同煤灰熔融温度煤在不同煤组中的分布规律,揭示煤灰熔融温度变化原因,本研究采集淮南不同矿区的A组、B组和C组共40个煤层煤样,对其灰熔融温度进行测定,并利用热力学平衡计算的方法对高温下煤灰矿物组成的转化机理进行研究。结果表明:淮南矿区煤灰化学组成主要以硅铝为主,硅铝总量的平均值达到82.44%,A组煤中硅铝总量低于B组煤和C组煤中硅铝总量;A组煤中铁、钙、镁、钾和钠的总量高于B组煤和C组煤中铁、钙、镁、钾和钠的总量,钙镁主要以方解石或白云石形式存在于原煤中。A组煤中,煤灰软化温度位于1350℃~1449℃的煤样个数占60.0%,低于1350℃的煤样个数占20%;B组煤和C组煤中,煤灰软化温度高于1500℃的煤样个数分别占75.0%和92.3%。煤灰软化温度随酸碱比的增大而升高,当酸碱比大于7.5时,煤灰软化温度高于1500℃。但煤灰软化温度与硅铝比之间没有显著相关性。A组煤煤灰(815℃)中主要矿物为石英、氧化钙、硬石膏、钾云母和赤铁矿;B组煤煤灰和C组煤煤灰中主要矿物为石英、钾云母和赤铁矿。A组煤煤灰在高温下形成熔点相对较低、易溶于初始液相的钙长石、堇青石、镁黄长石以及含Na/K的硅铝酸盐,而B组煤煤灰和C组煤煤灰在高温下形成难熔的莫来石,这是导致A组煤煤灰软化温度低于B组煤煤灰和C组煤煤灰软化温度的主要原因。