煤炭是世界能源的重要組成部分，我國(guó)是世界上最大的產(chǎn)煤國(guó)和煤消耗國(guó)，煤炭占我國(guó)一次能源的3/4，高硫煤儲(chǔ)量約占總儲(chǔ)量的1/3，并且高硫煤開采比例也逐年上升，而黃鐵礦硫約占總硫的60%。煤中通常含有0.25％～7%的硫，如我國(guó)西南地區(qū)煤平均含硫量為3.23%，西北地區(qū)為3.05%，中南地區(qū)為2.02%，華北地區(qū)為1.65%。

煤炭中的硫分為可燃硫和不燃硫。不燃硫主要是硫酸鹽，可燃硫包括無機(jī)硫和有機(jī)硫�？扇剂蚪�(jīng)燃燒生成SO₂隨煙氣排入大氣，導(dǎo)致了嚴(yán)重的環(huán)境污染，造成的經(jīng)濟(jì)損失每年達(dá)數(shù)百億元。據(jù)報(bào)道，1997年，我國(guó)的SO₂年排放量已達(dá)2346萬噸，居世界第一位，62%的城市大氣SO₂日平均濃度超過國(guó)家三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；全國(guó)酸雨區(qū)面積已占國(guó)土面積的30%，華中酸雨區(qū)酸雨頻率高達(dá)90%以上�！吨袊�(guó)21世紀(jì)議程》中指出：“發(fā)展少污染的潔凈煤技術(shù)是中國(guó)政府履行國(guó)際公約、承擔(dān)相應(yīng)國(guó)際義務(wù)的重要方面，也是促進(jìn)中國(guó)以煤為主的能源系統(tǒng)向環(huán)境無害的可持續(xù)發(fā)展的模式轉(zhuǎn)變的戰(zhàn)略組成部分。”可見潔凈煤是中國(guó)能源的未來。

我國(guó)是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)還比較落后，如何采取可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，開發(fā)廉價(jià)的、操作簡(jiǎn)便的煤脫硫技術(shù)，將具有深遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境保護(hù)意義。在眾多的煤潔凈、脫硫技術(shù)中，煤的燃前脫硫技術(shù)，其脫硫成本僅相當(dāng)于洗滌煙氣脫硫的1/10，同時(shí)燃前脫硫便于大規(guī)模、全面地控制燃煤的二氧化硫、粉塵排放，因而受到各國(guó)的高度重視。與現(xiàn)有的物理、化學(xué)法相比，微生物潔凈技術(shù)具有投資低、操作簡(jiǎn)便、反應(yīng)條件溫和、不產(chǎn)生新的污染，并可和現(xiàn)有的物理洗煤過程相結(jié)合，脫除其中的灰分，而煤基本無損失，且可提高煤的燃值，因而受到許多國(guó)家政府和企業(yè)的極大關(guān)注，競(jìng)相開發(fā)這一技術(shù)。

煤的微生物潔凈技術(shù)(主要是脫硫、脫塵)研究是在生物瀝濾銅、鈾等金屬的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。煤炭中的硫分主要包括有機(jī)硫和無機(jī)硫、無機(jī)黃鐵礦硫以及少量的硫酸鹽硫。其中，相比有機(jī)硫分、黃鐵礦硫(FeS₂)較易去除，早期的研究主要利用Thiobacillusferrooxidans自養(yǎng)菌在幾天時(shí)間里將黃鐵礦氧化分解成鐵離子和硫酸，硫酸溶于水中而排出，該方法可去除約90%的無機(jī)硫，使某些煤的含硫量降至1%以下。雖然該方法脫硫效率較高，但缺點(diǎn)是處理的時(shí)間較長(zhǎng)，并要求較大的反應(yīng)器容積和較細(xì)的煤炭粒徑。意大利、荷蘭、英國(guó)和德國(guó)等國(guó)參加的歐共體項(xiàng)目已在意大利的NorthSardinia煤礦建立了一個(gè)利用煤微生物脫硫凈化技術(shù)的示范工程，進(jìn)行應(yīng)用微生物脫除煤中無機(jī)硫及有機(jī)硫的工業(yè)化實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，該方法要溶解黃鐵礦需花1～2周的時(shí)間，煤粒要求細(xì)小。同時(shí)國(guó)際研究機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)顯示，該方法的技術(shù)可行性雖已無障礙，但該方法能耗較高，所需場(chǎng)地較大，經(jīng)濟(jì)可行性較差。

為提高脫硫效率，近年來研究人員把煤的物理選煤技術(shù)之一的浮選法和微生物處理相結(jié)合，即把煤粉碎成微粒與水混合，并將微生物加入溶液中，讓微生物附著在黃鐵礦表面，使其表面變成親水性，能溶于水。在浮選中其難以附著在氣泡上，下沉至底部，從而把煤和黃鐵礦分開。由于它僅處理黃鐵礦的表面，因此脫硫時(shí)間只需數(shù)分鐘即可，從而大幅度縮短了處理時(shí)間，可脫除無機(jī)硫約70%。另外，該法在把煤中的黃鐵礦脫硫時(shí)，灰分也可同時(shí)沉底，所以也具有脫去灰分的優(yōu)點(diǎn)。

A.S.Atins等采用Thiobacillusferrooxidans菌在煤炭粒度0.15±0.075mm、煤漿濃度2%的條件下，對(duì)美國(guó)一種高硫煤(總硫＞10.4%，黃鐵礦硫＞5.9%)處理2分鐘后，用常規(guī)浮選分離，結(jié)果精煤總硫降至6～6.45%，黃鐵礦硫脫除率達(dá)75%以上，而若無細(xì)菌處理，精煤總硫仍高達(dá)10.2%，基本沒有脫除。Attia等對(duì)皮茲堡兩種含硫分別為3.8%(黃鐵礦硫1.9%)和1.59%的煤樣利用微生物進(jìn)行了約10分鐘的處理，前一種煤樣黃鐵礦和灰分的脫除率達(dá)到80%和60%以上，另一煤樣也顯示了相似的結(jié)果。日本Ohmura等也開展了一系列類似的研究，取得了良好的脫硫效果。目前，浮選法微生物脫硫已成為國(guó)際上潔凈煤技術(shù)開發(fā)的熱點(diǎn)。

我國(guó)在煤的微生物脫硫方面的研究起步較晚，80年代中期后，我國(guó)一些研究人員在利用微生物進(jìn)行煤脫硫(包括有機(jī)硫)方面開展了一些基礎(chǔ)研究工作。從松藻煤礦分離到氧化亞鐵硫桿菌，在pH1.55～1.70的條件下，利用浸出法可使黃鐵礦硫的去除率達(dá)到86.11％～95.16%。

國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局資助，中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院生物工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了浮選法微生物脫硫工藝的可行性研究。結(jié)果顯示該工藝是相當(dāng)可行的。在中性條件下，經(jīng)約30分鐘的微生物處理，可脫除無機(jī)硫達(dá)60%，比純物理浮選提高約1倍。目前該技術(shù)正進(jìn)行擴(kuò)大規(guī)模試驗(yàn)，預(yù)計(jì)將在未來1～2年內(nèi)完成，從而為該項(xiàng)目的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
 

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