基于由粉煤、黏化层、灰岩为混合燃料的氟中毒固氟技术制造技术

本发明专利技术是基于由粉煤、土壤黏化层、灰岩为组分组合燃料的贵州西部地方病氟中毒的固氟技术。该固氟组合燃料是居民家中用的粉煤、土壤黏化层、晚二叠世或奥陶纪灰岩三种成分构成的。上述三者的混合物作为当地居民的日常燃料，直接取自贵州西部地方病氟中毒地区。本发明专利技术的基础是申请者经实地考察和实际样品采集、３００余次科学实验得出的固氟技术，具有科学性和显而易见的独创性。本发明专利技术在保证混合燃料发热量的情况下，确定了粉煤／土壤黏化层／灰岩的最佳配比（５∶１∶１）和灰岩的最佳粒度（０．４～０．２毫米）。该种组合燃料固氟效果好，在保证灰岩粒度和混合燃料的最佳配比情况下，固氟可达９２％，所用的混合燃料组分就地获取，充分考虑到了当地居民的生活习惯和实际消费水平，不需要额外投资，实用性强，摒弃了原有的以炉灶加烟囱的改造技术，该技术易于推广。

【技术实现步骤摘要】
基于由粉煤、黏化层、灰岩为混合燃料的氟中毒固氟技术
本专利技术涉及一种由粉煤、土壤黏化层、灰岩为组分的日常生活组合燃料，该组合燃料针对贵州西部居民的地方病氟中毒预防的组合燃料。
技术介绍
贵州省是我国地方病氟中毒最为严重的省份，其中以织金、毕节、大方、威宁诸县尤为严重。流行病学调查结果表明，织金县城关镇荷花村，患有氟骨病的比例占80％，几乎每个家庭中至少有1个成员因此丧失了劳动能力或已经瘫痪；2003年当地卫生部门新发现的氟中毒重灾区织金县普翁乡化落村中，8到12岁的儿童氟斑牙发病率高达99.6％，而16岁以上氟骨病的发病率高达76％，更为严重的是，在46岁以上人群当中，氟骨病发病率竟高达96.4％。一些学者把国内外闻名的黔西地方病氟中毒归因于煤中高含量的氟(郑宝山等，1985；Zheng et al.，1999)，然而，这种把煤中氟的含量视为地方病氟中毒的决定性因素的观点越来越受到一些学者的质疑，Dai等(2004)、代世峰等(2005)提出黏土中的氟是导致地方病氟中毒的决定因素；吴代赦等(2004)亦提出贵州地方病氟中毒氟源主要是拌煤黏土；孙玉壮(2005)对贵州地方病氟中毒的研究历程进行了系统总结，提出单纯由燃煤本身造成的地方病氟中毒是不存在的，至少到目前为止尚未得到证实。郑宝山等(2005)亦指出，其本人在以前的论文和报告中没有明确区分单纯的煤样品和已经拌有黏土的煤泥样品，而简单地混称为煤样。专利申请者自2000年开始，在主持国家863项目“黔西地方病氟中毒氟源与固(降)氟技术”和国家自然科学基金“黔西晚二叠世煤地球化学性质变异的同沉积火山灰效应”以及煤炭系统科技项目研究中，对黔西(从黔西南的兴仁到黔西北的毕节)50余个样品的综合分析发现，黔西地区煤中氟含量范围为16.6μg/g-500μg/g，算术均值为83.1μg/g，接近于世界煤中氟的含量(80μg/g)和雒昆利等(2003)报导的中国煤中氟的含量(82μg/g)，并稍低于Finkelman(1993)报导的美国煤中氟的含量(98μg/g)，也Dai和Ren(2006)报导的中国煤中氟的含量(130μg/g)。因此，黔西大部分晚二叠世煤应属于低氟煤(＜200μg/g)，即便是在氟中毒严重的织金地区，其晚二叠世煤中氟的算术均值为89.3μg/g，也应属于低氟煤。基于申请者对贵州地方病氟中毒氟源的新发现，于2005年1月1日申请了专利“针对贵州西部氟中毒新发现氟源的降氟技术”(申请号为：200510000115.1)，该专利中的组合燃料的成分为煤、二叠纪黏土和奥陶纪灰岩。而本次申请的专利的组合燃料为粉煤、土壤黏化层和奥陶纪或二叠纪灰岩，组分组成有明显差别。而且本次申请的专利充分考虑到了居民生活的实际情况，即把土壤黏化层作为粉煤燃烧的黏合剂更加方便。在中国西南，特别贵州地方病氟中毒流行病区，当地山区居民必须要使用煤泥混合燃料来取暖、做饭和烘干粮食，并且这种现象在病区非常普遍。主要有以下原因：(1)当地居民必须使用粉煤。当地居民生活贫困，粉煤的价格仅为块煤的1/2～1/4。当地煤矿产出的块煤的价格高，村民无能力购买。而露头“鸡窝煤”埋藏浅，在病区村庄附近随处可见，由于风化和氧化作用，鸡窝煤大都成为粉末状，成为当地居民使用的主要燃料之一。(2)必须使用黏土作为粉煤燃烧的黏合剂。黏土使煤粉成块型，避免水分被炉火蒸发以后，煤泥恢复成煤粉或将炉火堵熄或落到炉条下方而无法燃烧；另外，黏土的耐火度高，可充当疏松的骨架，以便空-->气可以与填充在骨架中的煤粉充分接触，使粉煤充分燃烧。(3)当地居民不能使用其他清洁能源。当地居民其主要经济来源于种植，但人均土地面积仅为0.84亩，且土地贫瘠，只能种玉米，产量不高，绝大多数村民种的玉米仅够自给自足，年人均收入为几十元到不足500元，温饱不能解决，部分家庭还还点着煤油灯，因此能够吃饱已是奢求，没有能力去购买诸如电能、液化气等清洁燃料。(4)当地政府严格执行了“封山育林”的政策，居民不能伐木为薪。1.样品的测试方法对地方病氟中毒的重病区织金县居民用煤、黏土、煤泥混合燃料、底灰、锅底灰、玉米和辣椒等样品进行了系统采集，共采集了57个样品，另外，在纳雍乡采集了2个拌煤黏土样品。对所有的样品破碎至小于0.2mm。总氟含量测试方法为高温燃烧水解-氟离子选择性电极法，按照国标GB/T 4633-1997标准执行。当样品中氟的含量≤150μg/g时，重复性限为15μg/g，再现性临界差为20μg/g；当样品中氟含量＞150μg/g时，重复性限为10％(相对)，再现性临界差为15％(相对)。用煤中氟成分分析标准物质GB11121和GB11123进行分析质量控制。需要指出的是，在以前对贵州西部氟中毒病区玉米和辣椒的检测中，一般用蒸馏水对样品进行了冲洗(吴代赦，2004)，而实际上，病区大部分居民在食用辣椒和玉米时是不用水洗的，主要是由于他们的不良的生活习惯所决定。在测试过程中，如果辣椒和玉米用蒸馏水冲洗，附着在辣椒表面的相当一部分氟会被冲洗掉，不仅和居民的实际生活习惯不相符合，而且会造成测试结果的很大偏差。因此，本次研究对所采集的玉米和辣椒没有进行冲洗，直接进行测试；另外，对冲洗前、冲洗后、以及脱皮处理后玉米的含量进行了对比检测。2.居民用的粉煤中氟的含量三个村庄居民家煤中氟的含量均值为237.1μg/g(表1)，高于Dai等(2004)统计的贵州西部煤中氟的含量均值(89.3μg/g)以及Dai和Ren(2006)统计的中国煤中氟的背景值(130μg/g)。Dai等(2004)统计的贵州西部晚二叠世煤样全部来自生产矿井(包括国营大中型和地方小煤矿)的煤层刻槽样品，而当地居民用的煤部分来自村庄附近埋藏较浅的“鸡窝”煤，部分来自生产矿井的粉煤。同一煤层生产出来的粉煤与块煤相比，粉煤中氟的含量可能要高，主要是因为粉煤中矿物特别是黏土矿物含量一般高于块煤，因而在煤的开采过程中更容易碎至粉末状，而煤中的氟主要和矿物有关(Swaine，1990)。采自织金县以那镇拦虎田煤矿14号煤层刻槽样品中氟的含量为83.9μg/g，块煤中氟的含量为46.8μg/g，粉煤中氟的含量为174.8μg/g；织金县城关镇七公里煤矿16号煤层刻槽样品中氟的含量为55.2μg/g，块煤中氟的含量为38.5μg/g，而粉煤中氟的含量为114.6μg/g。虽然居民家中用的粉煤中氟的含量高于贵州西部煤中和中国煤中氟的背景值，但村庄附近的鸡窝煤与贵州丰富的煤炭资源相比，其储量是非常有限的，因此，贵州煤为低氟煤的事实是不可否认的。贵州省煤田地质局在煤田勘探时测定的616个样品中氟的含量均值为115.5μg/g，也证实贵州煤为低氟煤(吴代赦等，2004)。3.拌煤黏土中氟的含量与赋存状态西南地区土壤的黏化层富含耐火的黏土，病区村庄附近或居民家门口随处可见，易挖掘，成为最主要的粉煤燃烧的黏合剂。居民家中这种拌煤黏土中氟的含量范围为452.3μg/g～4954.7μg/g，均值为2261.9μg/g(表1)，高于Dai等(2004)统计11个的黏土中氟的含量均值1027.6μg/g，表明氟在黏土中分布的极不本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固氟混合燃料，其特征在于该固氟燃料的组分包括：（１）粉煤；（２）土壤黏化层；（３）灰岩；其中所述粉煤是贵州西部居民用的粉煤；其中所述黏土为贵州西部土壤黏化层（作为粉煤燃烧或制作蜂窝煤、煤饼用的黏合剂）；其 中所述灰岩是贵州西部晚二叠世或奥陶纪灰岩（作为固氟剂）。

【技术特征摘要】
1.一种固氟混合燃料，其特征在于该固氟燃料的组分包括：(1)粉煤；(2)土壤黏化层；(3)灰岩；其中所述粉煤是贵州西部居民用的粉煤；其中所述黏土为贵州西部土壤黏化层(作为粉煤燃烧或制作蜂窝煤、煤饼用的黏合剂)；其中所述灰岩是贵州西部晚二叠世或奥陶纪灰岩(作为固氟剂)。2.根据权利要求1所述的固氟组合燃料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：代世峰，唐跃刚，李薇薇，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]