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词条 天然焦
释义 tianranjiao
天然焦(卷名:地质学)
natural coke
  由于岩浆侵入与煤层接触或接近煤层,或由于煤层的地下自燃,使煤层干馏而形成的焦炭。因与人工焦炭相似而得名。赋存于岩墙、岩床、岩株等侵入体的两侧或一侧,厚度一般为几厘米至几米。受热温度越高变化程度越深,天然焦的厚度也加大。受热温度随侵入体大小、产状、距离、性质、成分以及围岩的特性而异。天然焦的特性与煤的煤化程度和煤岩组成相关。
  天然焦的宏观特征与煤有明显的差别,呈致密块状,有时为多孔状、层状构造;灰黑色至钢灰色,光泽暗淡,坚硬,比重大。常具六方柱状节理。裂隙和气孔中充填较多矿物,主要为碳酸盐。
  天然焦有独特的显微特征,如粘结性烟煤生成的天然焦,有3类显微成分:①焦化基质。由镜质组、壳质组等可熔组分转变而成。当煤受热温度达300~500℃时,气体大量析出而形成气孔,生成中间相小球体。在500℃以上时,小球体进一步生长融并,最先固化为各向异性的镶嵌结构,其结构大小随原始煤的煤化程度、煤岩组成、受热温度而异。②原生成分。由惰质组和矿物质组成,受热后变化很小,丝质体和半丝质体变得弯曲、破碎,其弱非均质性和均质性相对明显,矿物在低温下几乎不变,500℃以上黄铁矿变成硫化亚铁(FeS)和三氧化二铁(Fe2O3)。③新生成分。煤在缺氧条件下受热分解,部分转化为液态和气态物质,运移到裂隙和空洞中固化为焦油或沥青状物质,受热后又可变为新生成分。由气相碳质物生成的小球体在反射正交偏光下显黑十字,转动物台无变化,证明是对称同轴结构。沥青物质热解生成的中间相小球体,直径为1~10微米,反射正交偏光下不显黑十字。新生的矿物主要为碳酸盐,特别是方解石。
  褐煤受热后不具粘结性,但收缩、弯曲变形,裂隙发育,并保存原始的显微植物结构;长焰煤常形成气孔发育的各向同性焦炭;无烟煤受热不软化,其化学成分和光性虽趋向石墨,但显微结构、形态却无明显变化;粘结性烟煤则成为典型的天然焦。
  用X光衍射法研究天然焦的结构,芳香稠核呈扁平状,芳环叠片高度LC小于叠片直径La(Lb),且La的增长速度较快。天然焦的反射率比碳含量相同的正常煤要高;挥发分、碳、氢含量等常规煤化学分析指标与无烟煤、贫煤难于区分,而宏观和微观结构却为主要鉴别标志。
  一些天然焦的气孔和裂隙中圈闭着气体,加热后具燃爆性,热稳定性降低,影响燃烧和利用。
  中国受燕山期岩浆活动影响的煤田中常可发现天然焦,华东地区尤其普遍,多因岩床侵入煤层所致。因天然焦的灰分高、有燃爆性等缺点,用途受到限制,目前多用作燃料,极少数优质焦炭可用于小型化肥生产。
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更新时间:2024/7/1 3:55:37