1.1　煤的種類和特征

煤主要是由植物遺體轉化而成的炭質沉積巖，含有一定量的礦物質，相應的干基灰分含量≤50%。煤生成過程中的成煤植物來源與成煤條件的差異造成了煤種類的多樣性與煤基本性質的復雜性，直接影響了煤的開采、洗選和綜合利用。根據成煤植物種類的不同，煤主要可分為兩大類，即腐殖煤和腐泥煤。

（1）腐殖煤　腐殖煤是由高等植物形成的煤，它在自然界分布最廣，儲量最大。絕大多數腐殖煤都是由植物中的木質素和纖維素等主要組分形成。少量腐殖煤是由高等植物中經微生物分解后殘留的脂類化合物形成的，稱為殘殖煤。單獨成礦的殘殖煤很少，多以薄層或透鏡狀夾在腐殖煤中。我國江西樂平煤田和浙江長廣煤田有典型的樹皮和角質殘殖煤，大同煤田發現有少量孢子殘殖煤。腐殖煤是近代煤炭綜合利用的主要物質基礎，也是煤化學的重點研究對象。根據煤化度的不同，腐殖煤可分為泥炭、褐煤、煙煤和無煙煤四大類。

①泥炭　泥炭是植物向煤轉變的過渡產物，外觀呈不均勻的棕褐色或黑褐色。它含有大量未分解的植物組織，如根、莖、葉等殘留物。泥炭是在沼澤中形成的，根據沼澤的地形、環境、發育階段的養料供應方式的不同，可將泥炭分為低位沼澤泥炭、中位沼澤泥炭和高位沼澤泥炭三種類型。前兩種屬土壤營養泥炭，后一種屬大氣營養泥炭。泥炭含水量很高，一般為75%～95%。干泥炭為棕黑色或黑褐色土狀碎塊。世界上泥炭儲量豐富的國家有俄羅斯、芬蘭、加拿大、中國、愛爾蘭、瑞典和美國等國，80%屬于裸露型，20%屬于埋藏型。我國的泥炭主要分布在大興安嶺、小興安嶺、三江平原、長白山、青藏高原東部以及燕山、太行山等前洼地和長江沖積平原等地。

②褐煤　褐煤是泥炭沉積后經脫水、壓實轉變為有機生物巖的初期產物，因外表呈褐色或暗褐色而得名。與泥炭相比，褐煤中腐殖酸的芳香核縮合程度有所增加，含氧官能團有所減少，側鏈較短，側鏈的數量也較少，不含未分解的植物組織殘骸，且成層分布狀態。褐煤大多數無光澤，真密度1.10～1.40g/cm³。根據外表特征，可將褐煤分為土狀褐煤、暗褐煤和亮褐煤三種。土狀褐煤和暗褐煤屬于低煤化度褐煤，亮褐煤屬于高煤化度褐煤。此外還有一種特殊形態的褐煤稱為木褐煤。從低煤化度褐煤轉變為高煤化度褐煤時，腐殖酸逐漸減少，水分顯著降低，顏色變深，光澤從無到有，密度和硬度不斷提高。我國褐煤也較為豐富，內蒙古東北部地區最多，約占全國褐煤保有儲量的3/4；以云南省為主的西南地區的褐煤儲量約占全國的1/5；東北、華東和中南地區的褐煤僅占全國的5%左右。

③煙煤　煙煤的煤化度低于無煙煤而高于褐煤，因燃燒時煙多而得名。煙煤具有不同程度的光澤，絕大多數呈明暗交替條帶狀。煙煤比較致密，真密度為1.20～1.45g/cm³，硬度較大。煙煤是自然界最重要，分布最廣，儲量最大，品種最多的煤種。根據煤化度的不同，我國將其劃分為長焰煤、不黏煤、弱黏煤、1/2中黏煤、氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤、瘦煤、貧瘦煤和貧煤等。

在煙煤中，氣煤、氣肥煤、1/3焦煤、肥煤、焦煤和瘦煤都具有不同程度的黏結性。它們被粉碎后高溫干餾時，能不同程度地“軟化”和“熔融”成為塑性體，然后再固化為塊狀的焦炭；煙煤是煉焦的主要原料煤，故稱之為煉焦煤；其他煙煤沒有或基本沒有黏結性，只能用于低溫干餾、造氣或動力燃料等，故稱之為非煉焦用煤。隨著配煤工藝與煉焦工藝的發展，擴大了煉焦用煤的資源。新的煉焦技術已能使用所有的煙煤，甚至無煙煤作為原料成分，不再僅僅局限于這些傳統煉焦煤。

④無煙煤　無煙煤是煤化度最高的一種腐殖煤，因燃燒時無煙而得名。無煙煤外觀呈灰黑色，帶有金屬光澤，無明顯條帶。在各種煤中，它的含碳量和硬度最高，揮發分最低，真密度高達1.35～1.90g/cm³，化學反應性較弱，燃點高達360～410℃以上，無黏結性。目前，無煙煤主要用作民用、發電燃料；制造合成氨的原料；制造炭電極、電極糊和活性炭等碳素材料的原料；煤氣發生爐造氣的燃料；低灰低硫、可磨性好的無煙煤還適合作為新法煉焦的原料；高爐噴吹和燒結鐵礦的燃料以及生產脫氧劑、增碳劑等。

（2）腐泥煤　腐泥煤是由低等植物和少量浮游生物形成的煤，它包括藻煤、石煤和膠泥煤等。藻煤主要由藻類生成，山西渾源有不少藻煤，山東兗州、肥城也有發現。石煤是一種高變質的腐泥煤或藻煤，其成分除含有機碳外，還含有40%～90%氧化硅、氧化鈣和少量的氧化鐵、氧化鋁和氧化鎂等。石煤在中國分布廣泛，以南秦嶺區儲量最為豐富。膠泥煤是無結構的腐泥煤，植物成分分解徹底，幾乎完全由基質組成。這種煤數量很少，山西渾源有少量存在；膠泥煤中的礦物質含量大于40%，也稱為油頁巖，我國遼寧撫順、古林樺甸、廣東茂名和山東黃縣等地有豐富的油頁巖資源。