我国泥炭、褐煤和风化煤的资源优势及其应用领域

1　资源优势 　　21世纪是绿色革命时代，新形势必然带来新机遇。从泥炭、褐煤和风化煤中提取的腐植酸类 产品就属绿色产品，在工农业生产和环境保护领域均大有用武之地。国家退耕还林、退耕还 草，育草育林、 治理沙漠、治理盐碱地的工程和全国确定的120个生态县工程等等，都需要大量腐植酸类 产 品。而开发利用腐植酸资源，为生产腐植酸制品提供原料，煤炭行业具有得天独厚的资源优 势。如果把泥岩和低热值煤（褐煤、风化煤）加工成高附加值的腐植酸类产品，就会为煤 炭企业带来很好的经济效益，并可促进煤炭企业的可持续发展。 　　1.1　泥炭 　　泥炭又称草炭或称泥煤。它在自然状态下含有大量水分，其固相物质主要由未完全分 解的植物残体和完全腐殖化的腐殖质以及矿物质组成，前两者有机物质一般占固相物质的 半数以上。泥炭是沼泽的特有产物。沼泽地表由于过湿或薄层积水，大量的成炭植物残体， 在厌氧微生物作用下不能得到彻底分解，而逐渐累积并泥炭化，形成了泥炭层厚度不一的泥 炭地。我国泥炭资源比较丰富，其面积约有1560万亩［104万ha(1ha=15亩)］，泥炭总储量 为124.8亿t（按含水量40%计算）。相对集中分布于西南若尔盖高原、云贵高原、东部长江 中下游平原、东北兴安岭、长白山和三江平原等地区。 　　我国泥炭资源中含有丰富的腐植酸资源，据不完全统计，泥炭资源中约有60%是属于高 腐植酸泥炭（腐植酸含量大于35%）；中腐植酸泥炭（腐植酸含量25%～35%）约占30%；低腐 植酸泥炭（腐植酸含量15%～25%）约占10%。 　　1.2　褐煤 　　褐煤是变质程度最浅的煤种。我国有丰富的褐煤资源，储量大约为1431亿t，在我国煤 炭总量中占17%强。以内蒙古东北部与东北三省相邻地区的褐煤储量为最多，达468.7亿t。 主要矿区有扎赉诺尔、伊敏河、霍林河、平庄和大雁等。早第三纪沉积的褐煤有东北的沈阳 、舒兰、珲春等地以及山东黄县、五图、山西繁峙、广西百色、南宁和广东茂名。 　　除含实用价值高的褐煤蜡之外，褐煤中还含有腐植酸，尤其是小分子量的黄腐酸在农业 、工业及医药业中具有很高的利用价值。而化学直接提取腐植酸和黄腐酸存在产量低、活性 差等缺点，且会生成对环境有污染的产品。微生物具有广泛的物质代谢能力，能将褐煤中的 大 分子降解为小分子。用生物法降解褐煤产生腐植酸和黄腐酸已开始研究，虽然在国 内外的文献中还尚未见正式报道，但相关技术已申请发明专利1项，具有 良好的研究开发前景和工业应用价值。 　　1.3　风化煤 　　我国风化煤资源分布广、储量大，但由于风化煤热值低，过去一直未将风化煤作为有益 矿产资源，并没做统计，任其废弃，污染环境。到目前为止，全国风化煤资源尚未进行较系 统 的调查，就目前发现及初步情况分析，储量是丰富的，特别是山西、新疆、内蒙古、黑龙江 、 江西、云南、四川、河南等省区。而大同、灵石、太原武家山、萍乡麻山、云南陆良、新疆 梧 桐、内蒙古公乌素、黑龙江鹤岗和七台河的褐煤都是游离腐植酸含量达50%、灰分小于20%的 优质风化 煤，还有山西晋城、河南攻县、新疆吐鲁番等处风化煤中含有相当数量的黄腐酸。据初步调 查，山西省有风化煤资源80亿t，内蒙自治区有风化煤资源50亿t，新疆南湖煤田有风化煤 资源3.5亿t。 　　2　泥炭及腐植酸类物质的应用 　　2.1　泥炭的应用  　　2.1.1　农业 　　泥炭富含有机质和腐殖质以及多种营养物质，并有较好持水与吸气性能以及代换性能 。因此，泥炭在农业上主要用于制作各种腐植酸类肥料、营养土、营养钵以及应用在园艺 、畜牧 等。从泥炭中提取腐植酸及其盐类，用作植物生长刺激素，还可用作饲料添加剂 、饲料发酵剂，又可制作腐植酸杀虫剂和除草剂。腐植酸类肥料含有较多的有机质，使用后 可以改善土壤结构。实践证明，施用腐植酸类肥料有益无害，具有钙土肥田和刺激作物生 长等作用，既能养地又能增产。 　　东北师范大学泥炭沼泽研究所研制的生物菌肥、生物有机－无机复合肥和生物有机肥等 是1种高科技新产品。该项成果于1995年通过由吉林省科委主持的专家鉴定。该产品经长 春、德慧、永吉、桦甸和敦化等地通过盆栽、小试和示范试验，均获得明显的农业增产效 果。玉米 增产9.5%～10.94%，水稻增产9.4%～16.7%，黄瓜增产20.5%～33.1 %，白菜和萝卜各增产20％左右。 　　2.1.2　园艺领域 　　（1） 用作苗床土。一般以贫营养藓类泥炭作为基质营养源。 　　（2） 制作营养钵于花盆。多以贫营养藓类泥炭为原料，加工成泥炭盆，将秧苗种在盆 中，并充填泥炭基质营养物，连盆一起栽种到固定地点，这样不损伤秧苗根系，为植物生长 发育创造了有利条件，使作物提早成熟，提高产量。 　　（3） 制作营养土。以泥炭为主要原料，经人工合成的营养土种类繁多，有花卉营养土 、蔬菜营养土以及育苗营养土等。 　　2.1.3　畜牧业 　　用泥炭做各种垫圈材料。利用这种方法，具有多种效益：第一，防腐、抗菌性强。它能 抑制粪便的腐败分解，有效地抑制家畜、家禽的多种病原菌的生存和繁殖。第二，改善畜舍 小气候，为牲畜生活创造良好的卫生条件。因为泥炭吸湿性和吸附气体能力强，用泥炭垫圈 ，能吸收牲畜排泄物及其分解产生的气体（如氨、硫化氢、二氧化碳）使畜舍保持清洁，畜 栏内干燥舒适。第三，获得优质厩肥。利用泥炭垫圈能够更合理地利用厩肥。 秸稞厩 肥，在畜栏中，经过一昼夜氮损失10％，泥炭厩肥仅损失0.7%。用1t泥炭垫圈，可产生4 ～5t优质有机肥料。第四，利用泥炭垫圈可替代大量秸稞，可加工成饲料或饲料添加剂，增 加畜牧业的饲料来源。第五，提高家畜家禽的生产能力。在同样饲养条件下，牲畜和家禽在 泥炭垫料上饲养，与在秸稞或锯末上饲养的相比，牛奶量提高7%～15％，家禽、牲畜幼年增 重10%～18％，禽蛋产量提高5%～12％。第六，泥炭可制作牲畜饲料、饲 料添 加 剂、饲料酵母、维生素酵母等，供牲畜、家禽和鱼类食用。用泥炭饲料喂养家畜、家禽，不 仅扩大了饲料的来源，而且因营养价值的提高，还会促进其生长发育。 　　2.1.4　工业 　　（1）制作各种建筑材料。泥炭含有较多的半纤维素、纤维素。用分解度低、灰分 含量 少、纤维含量多的泥炭，经过原料处理、成型、热压等工序可加工制成硬质和软质的泥炭纤 维 板、隔音板、耐火绝热板、耐水耐热耐生物绝热板等各种特殊用途的泥炭板材。还可以制造 保温套管、保温砖和波形瓦等产品。 　　（2） 用作“三废”处理。利用泥炭粉末作为重金属的捕除剂、油吸附剂、含放射性物 质以及稀有元素的废水处理剂等。 　　（3） 可作为包装、储藏水果和蔬菜的优质填料。其优点是能防止水果和蔬菜发热 、受冻和机械破坏，并能吸收水果和蔬菜呼吸时放出的二氧化碳，使其周围环境被二氧化碳 所饱和，以防止各种病菌的发展，防止水果腐烂。 　　（4） 提取化工原料。泥炭含有多种有用组分，通过不同溶剂萃取，可得到苯沥青、碳 水化合物等重要的化工原料。 　　（5） 水煤浆添加剂。以泥炭为原料经特殊工 艺可制成良好的水煤浆添加剂。PAT型水煤浆添加剂就是以泥炭为原料经特殊工艺制成的水 煤浆添加 剂。用黑龙江的煤制浆，按每吨浆添加剂量为13～14kg计算，吨煤浆添加剂费用在17～19 元 左右。生产添加剂（浆体型）成本约1500元左右，销售价格为2000元／t，利润500元／ t。建设年产规模8000t水煤浆添加剂，投资约200～300万元，年利润400万元。对不同变 质程度的山东兖州煤、新汶煤、枣庄煤、八一煤、河北邢台煤、陕西黄陵煤、义马煤、山西 大同煤、辽宁抚顺煤、黑龙江七台河煤、双鸭山煤、吉林舒兰煤等进行了试验，具有生产工 艺简单、无环境污染等特点。经吉林省科技厅中试鉴定，在长春市保温材料、浙江绍兴华能 钢厂等试用，通过了国家水煤浆研究中心、山东鲁南化肥集团公司和吉林省质量监督检测中 心的测试。 　　2.1.5　医疗卫生领域 　　（1） 提取药物。泥炭是提取各种维生素和抗生素、生长刺激素、氨基酸、糖类等的原 料。此外，泥炭蜡中还含有甾族激素，其中包括β—古甾醇，有的还含有雌酮，这些都是生 理活性物质，可作为合成荷尔蒙制剂的原料。 　　（2） 泥炭浴疗法。对促进血液循环特别是对风湿性关节炎，风湿性心血管疾病以及 生殖器官等方面的疾病，疗效均较明显。 　　（3） 提取药用腐植酸。从泥炭中提取的腐植酸类物质，可用于治疗内外科多种疾病。 内科主要治疗胃肠炎、溃疡病、上消化道出血、上呼吸道感染等；外科治疗烧伤、止血、慢 性溃疡、外伤感染和关节炎等。 　　2.2　腐植酸类物质的应用 　　自然界中，腐植酸广泛存在于土壤、湖泊、河流、海洋以及泥炭、褐煤、风化煤中。它可 以分为3类，即土壤腐植酸、水体腐植酸和煤炭腐植酸。腐植酸不是纯物质，是类型物质， 它的组成随来源不同而差异很大。煤炭经过自然风化或者人工氧化，形成“再生腐植酸”， 低级别煤用硝酸氧化，生成的产物叫“硝基腐植酸”。 　　2.2.1　农业 　　（1） 用作植物生长刺激素。用腐植酸钠浸种比清水浸种可提早2～4天发芽，出苗率 提高10%～30％；用于蘸秧根，则早返青数天，主根和须根发达，比对照物增加1～2倍 。在生 长后期喷施腐植酸钠，可使作物早熟2～6天，还能提高作物的抗旱、抗寒、抗病虫害的能力 。尤 其对防治黄瓜的黄叶病、棉花的立枯病、苹果树的腐烂病、抑制红薯的黑斑病等，都具有比 较好的效果。 　　（2） 用作饲料添加剂。腐植酸钠以不超过1％～3％的用量，与豆渣、植物脂肪、碳酸 钙、鱼类废料、维生素、抗生素等均匀混合，可制成含有多种营养成分的饲料添加剂。家畜 、 家