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被低估的价值 未开发的金矿——浅谈无烟煤的“绿炭”之路

  • 来源:中国煤炭市场网
  • 发布时间:2020-10-21 09:13:46
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       今年以来,多种因素的作用影响,无烟煤市场持续低迷,最近一个月才有所上扬。无论是华东市场还是河北市场无烟煤今年几乎一直在下降通道中弱势运行。
 

       一是华东地区”去煤化”政策,导致无烟煤需求下滑,特别是兰炭代替部分喷吹煤市场,无烟煤销量受阻,价格下跌。截止9月末各品种比年初跌幅不低于8%。而兰炭价格却从4月份的460元大幅上涨到600元/吨以上。山东钢厂明确指出兰炭不占用煤指标,大量兰炭涌入市场,量价齐升一派繁荣景象。

       二是国家政策对内蒙古煤炭领域倒查20年,导致兰炭主产区榆林地区煤炭产量下降,加剧了兰炭紧张,强力冲击了无烟煤市场。
 

       无烟煤也称白煤,是煤化程度最高的煤。特点是固定碳含量高,挥发分产率低,密度大,硬度大,燃点高,燃烧时不冒烟。黑色坚硬,有金属光泽。燃烧不致染污,燃烧时火焰短而少烟。一般含碳量在90%以上,挥发物在10%以下。热量5000-6500千卡/公斤。中国并不是无烟煤高储量的国家,据有关部门预测储量为4740 亿吨,占全国煤炭总资源量的10%,年产2亿吨以上。其中山西省占32%,河南省占18%,贵州省占11%。按说还是稀缺品种,就这样被低卖了,它的价值远没有得到开发和利用。

       长期以来无烟煤作为原燃料其实一直在“贱卖”!

       而在市场上,原料是最廉价的物资,任何产品作为原料销售的价值都是最低的。这一点在稀土稀战略上的失误较为明显。据悉,内蒙古自治区白云鄂博矿,是全球唯一一个同时包含17种稀土元素的矿。然而,在长达60多年的时间里,这个矿一直被当成铁矿开采。有专家认为白云鄂博的稀土,实际上不止目前普遍认为的占我国83.7%的储量,它可能超过世界目前探明储量1.2亿吨的总量。然而这种重要的战略资源,也是不可再生资源,我国却一直当做原料卖给了日本、美国、欧洲等发达国家,反过来他们也用稀土加工的高科技产品又以千倍的利润卖给中国。近年来国内六大稀土集团的销售毛利率也明显下降。其中,北方稀土集团的销售毛利率,从2011年最高72.8%,下降到2019年的10%左右。多年来稀土当成”土”,“挖土卖土”贸易、稀土真的卖成了“白菜价”,况且在国际上还没有话语权。这不得不说是极大的悲哀了!无烟煤,虽没有稀土那么珍贵,但大量的无烟煤还是用作电煤、化工块煤,深加工的也就是喷吹煤、烧结煤。但仍然摆脱不了原燃料的命运。

       当然我们也欣喜地看到,无烟煤国有大矿晋煤集团在无烟煤利用方面做了多方面的尝试。8月27日,由晋煤集团与中国煤炭运销协会共同举办的无烟煤清洁高效利用论坛在北京召开,晋煤集团展示了该集团高效利用无烟煤的积极探索。

       晋煤集团作为山西省属特大型综合能源企业集团,年产量占到全国近20%,累计为国家供应优质无烟煤超10亿吨。其“蓝焰”无烟煤品牌是“中国驰名商标”,曾是英国皇室壁炉的指定用煤,民用洁净煤受到了河北、山东等多地用户的广泛青睐。
 
晋煤集团高硫煤洁净利用年产百万吨清洁燃料项目

       面对经济新常态下煤炭供需格局的变革和新型加压气化技术对无烟煤市场的冲击,晋煤集团大力实施“带着炉子去卖煤”战略,研发推广“晋煤S炉、晋煤H炉、晋煤L炉”,环保、经济等技术指标国内领先,为无烟煤清洁高效气化提供更优解决方案。同时,积极探索无烟煤高效利用新途径,推进无烟煤冶金领域工业试验和应用,高炉炼铁掺烧无烟块煤比例超过5%,铁合金炉内无烟块煤替代焦炭比例达到20%以上,钢铁生产烧结矿过程中使用无烟末煤代替其他煤产品,经济效益十分显著。

       当然,无烟煤高效清洁利用,不只是在原燃料方面。笔者曾在内蒙古太西煤集团考察,看到用无烟煤生产的活性炭、碳素、增炭剂、环保炭包等多种产品,还有更加让人惊奇的用炭素做成的吸附甲醛的炭画令人叹为观止,摆在室内不仅仅可以吸附甲醛和其他有害气体,净化空气,那镶嵌在黑色碳素上的山水、人物、花鸟更是美轮美奂。

无烟煤活性炭产品

       即使这样,无烟煤的价值还是没有得到充分开发。今后研究探索电池负极材料、水处理无烟煤滤料、石墨烯碳基新材料等技术实现向高附加值、高技术含量的材料转变。

       特别是石墨烯技术的广泛应用,可能就是无烟煤尚未开发的最大“金矿”。我国煤炭资源丰富、价格低廉,含有缩合芳香环等基本结构单元和作为催化剂的矿物质等,这些特点决定了煤基材料可以作为制备石墨烯的碳源材料。据报道石墨是目前制备石墨烯最主要的材料,其价格高达5000-8000元/吨,而且随着其被视为战略矿产资源后,价格仍在持续走高,这对于石墨烯成本的降低是不利的。目前,大量文献报道使用煤或焦炭来制备富勒烯和碳纳米管。

       其实近几年来,我国在用煤基探索石墨烯的方法上从未止步。2012年,邱介山教授等人首次以宁夏太西无烟煤为原料,经氧化还原法制备出石墨烯粉体;2016年,中科院山西煤化所陈成猛等专家分别以太西无烟煤和山西无烟煤成功制备出高品质石墨烯粉体,并完成实验室小试制备;2017年,西安科技大学张亚婷等专家公开了一种煤基石墨烯量子点的制备方法。中科院山西煤化所也在采用无烟煤制备石墨烯工艺。当然煤基石墨烯技术目前仍停留在实验室小试阶段。主要原因是石墨烯下游应用的技术瓶颈尚未真正打开,我们有理由相信以无烟煤为原料制备得到石墨烯的技术,终有一天会产业化应用。未来石墨烯的下游将会逐步扩大,能给以无烟煤制备石墨烯技术发展一个动力。

       煤炭的深加工潜能巨大。山东金能集团可以从焦化厂生产中提取食品添加剂山梨酸钾和药品,这在中国焦化企业绝无仅有,而且山梨酸钾酸钾产量做到了中国第一,国际山梨酸钾价格的引导着。日本多年来把进口中国昊华能源的无烟煤作为战略物资储备。无烟煤作为一种天然形成的清洁原料、燃料和材料,是从生产到利用全产业链清洁高效的煤种,具有与生俱来的清洁环保特性,是当前最好的化工、冶金和石灰等原料和燃料。但无烟煤深加工的途径还比较狭窄,从某种程度上背离了它的内在价值。目前华东多地为兰炭应用开道,通过实验兰炭利用率高于无烟煤,且产生的灰渣和有害气体污染物少,但兰炭的生产过程中,也存在一定的污染和排放,严格意义上讲兰炭并非是完全的绿色产品。

       大家知道,太西无烟煤曾被小包装以公斤论价,用飞机运输到欧洲作为洁净的壁炉燃料备受青睐。无烟煤是传统意义上的煤炭分类,但它的绿色、环保、清洁的作用并没有得到最大的发挥,其利用价值也被低估,有学者和业界提出,无烟煤其实在火成岩的侵蚀下,已变成了半碳产品,那何不可以给它重新定义一下叫“绿炭”。或许将来在产品目录中“绿炭”一个全新的面貌呈现给大家。假设有一天煤基石墨烯横空出世,可能就是以“克”为单位计价的产品。那时无烟煤还能叫煤吗?

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