煤炭是世界能源的重要組成部分，我國是世界上最大的產(chǎn)煤國和煤消耗國，煤炭占我國一次能源的3/4，高硫煤儲量約占總儲量的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，可燃硫包括無機硫和有機硫?？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)濟損失每年達數(shù)百億元。據(jù)報道，1997年，我國的SO₂年排放量已達2346萬噸，居世界第一位，62%的城市大氣SO₂日平均濃度超過國家三級標(biāo)準(zhǔn)；全國酸雨區(qū)面積已占國土面積的30%，華中酸雨區(qū)酸雨頻率高達90%以上。《中國21世紀(jì)議程》中指出：“發(fā)展少污染的潔凈煤技術(shù)是中國政府履行國際公約、承擔(dān)相應(yīng)國際義務(wù)的重要方面，也是促進中國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。”可見潔凈煤是中國能源的未來。

我國是一個發(fā)展中國家，經(jīng)濟還比較落后，如何采取可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略，開發(fā)廉價的、操作簡便的煤脫硫技術(shù)，將具有深遠的經(jīng)濟和環(huán)境保護意義。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，因而受到許多國家政府和企業(yè)的極大關(guān)注，競相開發(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硫和無機硫、無機黃鐵礦硫以及少量的硫酸鹽硫。其中，相比有機硫分、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，但缺點是處理的時間較長，并要求較大的反應(yīng)器容積和較細的煤炭粒徑。意大利、荷蘭、英國和德國等國參加的歐共體項目已在意大利的NorthSardinia煤礦建立了一個利用煤微生物脫硫凈化技術(shù)的示范工程，進行應(yīng)用微生物脫除煤中無機硫及有機硫的工業(yè)化實驗。實驗結(jié)果顯示，該方法要溶解黃鐵礦需花1～2周的時間，煤粒要求細小。同時國際研究機構(gòu)的實驗顯示，該方法的技術(shù)可行性雖已無障礙，但該方法能耗較高，所需場地較大，經(jīng)濟可行性較差。

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，因此脫硫時間只需數(shù)分鐘即可，從而大幅度縮短了處理時間，可脫除無機硫約70%。另外，該法在把煤中的黃鐵礦脫硫時，灰分也可同時沉底，所以也具有脫去灰分的優(yōu)點。

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，對美國一種高硫煤(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75%以上，而若無細菌處理，精煤總硫仍高達10.2%，基本沒有脫除。Attia等對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際上潔凈煤技術(shù)開發(fā)的熱點。

我國在煤的微生物脫硫方面的研究起步較晚，80年代中期后，我國一些研究人員在利用微生物進行煤脫硫(包括有機硫)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到86.11％～95.16%。

國家環(huán)境保護總局資助，中國環(huán)境科學(xué)研究院生物工程重點實驗室進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，可脫除無機硫達60%，比純物理浮選提高約1倍。目前該技術(shù)正進行擴大規(guī)模試驗，預(yù)計將在未來1～2年內(nèi)完成，從而為該項目的產(chǎn)業(yè)化奠定基礎(chǔ)。
 

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