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[科普中国]-非风化煤

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与风化煤相反,埋藏于深部的煤层,由于未经过风化作用,其化学和物理性质均未发生明显改变,这一部分煤层的煤称为非风化煤。

简介非风化煤是地下深处的褐煤、烟煤和无烟煤未经受大气、阳光、雨雪等综合作用(通称“风化作用”)的产物。未风化了煤,水分增加,颜色变浅,光泽变暗,挥发分增加,机械强度、粘结性、发热量、着火点都降低。非风化煤中的腐植酸总含量一般在30~70%之间,最高可达80%以上。1其化学活性(离子交换性、络合性能等)甚至高于褐煤和泥炭腐植酸,但它在溶液中对电解质的抗絮凝性能不如后二者。

我国非风化煤储量非常丰富,估计近千亿吨,可以说凡有煤矿的地方就有非风化煤。据上世纪80年代初煤炭地质部门初步普查,估计山西和内蒙二省区储量分别为80亿吨和50亿吨,储量较多的还有新疆、黑龙江、江西、云南、四川、河南、甘肃、贵州等省。有的地区,如山西晋城、河南巩义、新疆哈密和吐鲁番等的某些煤风化程度很深,使部分煤有机质转化成分子量更低的黄腐酸,甚至可以直接用酸提取出来,其在农业和医药中有更独特的应用前景。

鉴别位于煤层上部的岩石常常是多孔、有裂缝的,这样使大气中的水和地下水都有可能渗透到煤层中。空气和水中的氧以及水中能起氧化作用的物质,在天然条件下,对于煤都能起氧化作用而生成腐植酸。煤层受到这样的氧化而性质发生变化的地带就是风化带。风化带的煤就是所谓的非风化煤。由于地下水中溶有钙、镁盐,易与生成的腐植酸作用而形成难溶的腐植酸钙、镁盐。根据煤的风化带所处的地质环境不同,颇大一部分的非风化煤的腐植酸常以钙、镁盐的形式存在。腐植酸结合钙、镁的量变动在1-10%之间(对原煤的百分比)。

对于非风化煤,可以采用简易的定性鉴别方法。非风化煤一般质地较软,易捻碎,碎后呈黑褐色。如将少许捻碎的非风化煤浸泡于10%左右的氨水中,经搅动能够立即出现浓厚的酱油色者,即认为这种煤的腐植酸含钙、镁较低,能直接氨化制成腐植酸铵肥料。如在氨水中浸泡,只出现微黄色或略为混浊,即认为这是含钙、镁较高的非风化煤或者不是非风化煤。对这种煤如用稀盐酸处理,并用清水将所形成的可溶的钙、镁盐及多余的盐酸洗去,再放入氨水中,出现酱油色者即非风化煤,否则不是非风化煤。

作用改善土壤的理化性状使用含腐植酸较高的非风化煤 , 无论是田间试验或盆栽试 验 ,土壤水稳性团粒和微团聚体均有所增加 水稻土施用非风化煤后 , 大于 毫米 的水稳性团粒有明 显 增加 盆栽施用非风化煤粉后,大于 毫米 的水稳性团粒有所增加 盆 栽施 用加酸风化 煤 , 土壤微团聚体的增加最为明 显 。 由于土壤水稳性团粒和微团聚体的增加, 土壤容重 、孔隙度 、 空气含量及渗透 速 度均有改善 , 土壤耕作性能也随之改善 。 此外 ,水稻土施用非风化煤后 氧化还原电位值提高 ,根层土壤水分溶解氧和土壤呼吸强度均增加,稻根活力增强 。2

改良盐碱土由于非风化煤本身呈酸街有较大的代换量,土壤的理化性状得到了改善 ,因此,有利于土壤盐分特别是钠离子的脱除, 同时也降低了钾 、 钠离子与钙、镁离子的此值 ,六月间稻田水及根层土壤值均低于未施腐植酸肥的稻田 ,有利于水稻前期的保苗。

本词条内容贡献者为:

李斌 - 副教授 - 西南大学