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根據(jù)煤中伴生元素的性質(zhì)和用途,可分為有益元素、有害元素和指相元素3類。有益元素主要 有鍺、、鈾、釩等,可被利用。有害元素 主要有硫 、磷、氟、氯、、鈹、鉛、硼、鎘、、硒、鉻等。硫是煤中常見的有害成分,其他有害元素在煤中含量一般不高,但危害極大,如是一種有毒元素。煤在燃燒中,硫是造成城鎮(zhèn)環(huán)境污染的主要物質(zhì)源。當(dāng)然,對有害元素如果收集、處理得當(dāng)也可變成對人有用的財富。煤中伴生元素,有各自的地球化學(xué)性質(zhì),形成于不同的沉積環(huán)境中。因此,可根據(jù)元素的相對含量、元素的共生組合關(guān)系及元素的比值,來判斷相和沉積環(huán)境。
煤中的有機(jī)質(zhì)主要由碳、氫、氧、氮和有機(jī)硫等五種元素組成。其中,碳、氫、氧占有機(jī)質(zhì)的95%以上。此外,還有量的磷和其他元素。煤中有機(jī)質(zhì)的元素組成,隨煤化程度的變化而有規(guī)律地變化。一般來講,煤化程度越深,碳的含量越高,氫和氧的含量越低,氮的含量也稍有降低。唯硫的含量則與煤的成因類型有關(guān)。碳和氫是煤炭燃燒過程中產(chǎn)生熱量的重要元素,氧是助燃元素,三者構(gòu)成了有機(jī)質(zhì)的主體。煤炭燃燒時,氮不產(chǎn)生熱量,常以游離狀態(tài)析出,但在高溫條件下,一部分氮轉(zhuǎn)變成氨及其他含氮化合物,可以回收制造硫酸氨、尿素及氮肥。
一般以煤的內(nèi)在水分作為評定煤質(zhì)的指標(biāo)。煤化程度越低,煤的內(nèi)部表面積越大,水分含量越高。水分對煤的加工利用是有害物質(zhì)。在煤的貯存過程中,它能加速風(fēng)化、,甚至自燃;在運輸時,會增加運量,浪費運力,增加運費;煉焦時,消耗熱量,降低爐溫,延長煉焦時間,降低生產(chǎn)效率;燃燒時,降低有效發(fā)熱量;在高寒地區(qū)的冬季,還會使煤凍結(jié),造成裝卸困難。只有在壓制煤磚和煤球時,需要適量的水分才能成型。
煤作為一種多孔隙結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。煤體在成煤的過程形成的各向異性的孔隙結(jié)構(gòu),增大了煤體內(nèi)部表面積,氣體受到范德華力作用吸附在煤炭顆粒間,并且能夠在相互連通的孔隙通道中相互移動,而煤層中的裂隙、孔隙由于不規(guī)則性存在有一定的貫通網(wǎng)絡(luò),這就為在煤層內(nèi)部的運移提供了條件。在成煤的過程中,對溫度和壓力等條件的要求比較高。煤體內(nèi)部的孔隙則是由于植物組織內(nèi)存在的氣泡或植物在堆積過程中存在的距離所發(fā)育而成的。