油母頁岩

油母頁岩是由水生植物藻類等低等生物腐化成的泥漿積澱而來的,是一種蘊藏量十分豐富但幾乎還未被很好利用的礦產資源,根據沉積環境,油母頁岩可以分成陸相、湖相和海相等三種基本成因類型。

基本介紹

• 中文名：　油母頁岩
• 外文名：oil shale
• 別稱：油母
• 類別：沉積岩
• 顏色：黑
• 透明度：不透明
• 套用：發電，燃料，水泥
• 存儲量：3662億噸
• 主要成分：有機質，礦物質和水分
• 成因類型：陸相，湖相和海相

簡介

油母頁岩可以進行乾餾煉油、半焦發電、合成煤氣及化工原料、頁岩灰制建材、生產有機肥料等綜合開發利用,頁岩油加氫裂解精製後,可獲得汽油、煤油、柴油、石蠟、石焦油等多種化工產品,因此油母頁岩的有效開發和利用,可以在一定程度上緩解能源緊張的局面。截至2007年底，總計37個國家的探明油母頁岩儲量總和換算成頁岩油約4400億t，數倍於世界石油探明可采儲量的1600億t,而中國已探明儲量居全球第四。

性質

油母頁岩即同油頁岩。油頁岩主要成分是有機質、礦物質和水分。油頁岩中油母含量約10%～50%。油母是由複雜的高分子有機化合物組成，富含脂肪烴結構，而較少芳烴結構。有機化合物主要由碳、氫及少量的氧、氮、硫元素組成；其氫碳原子比（H:C）為1.25～1.75，要高於煤炭的有機物質H:C比。油母含量高，氫碳原子比大，則油頁岩產油率高。油頁岩中礦物質有石英、高嶺土、粘土、雲母、碳酸鹽岩以及硫鐵礦等，但主要是粘土礦物。油頁岩中礦物質常與有機質均勻細密地混合，而且礦物質含量通常高於有機質。當油頁岩含有大量粘土礦物時，往往形成明顯的片理。水分含量與礦物質顆粒間的微孔結構有關，油頁岩中含有4%～25%不等的水分。用於商業開採的油頁岩其有機質:礦物質之比約為0.75:5～1.5:5，低於煤炭中的有機質:礦物質比值。煤炭中該比值常大於4.75:5。

成因類型

根據沉積環境，油母頁岩可以分成陸相、湖相和海相等三種基本成因類型。陸相油頁岩中的有機質是由富含脂質的有機物組成，主要有樹脂、袍子、蠟質表皮和那些常見於成煤濕地或沼澤的陸源植物根徑的軟組織，它們埋藏後經過煤化作用，形成油頁岩中的有機質；因此，這種油頁岩也是一種含有較高礦物質的腐泥煤。湖相油頁岩中的有機質母質主要是指生活於淡水、鹹水和鹽湖的低等浮游生物藻類；藻類埋藏後經腐化和煤化作用後形成油頁岩中的有機質。海相油頁岩中的有機質母質主要是海藻、未知單細胞微生物和海生鞭毛蟲。油頁岩的沉積環境範圍很廣，因此油頁岩具有多種有機質和礦物質。油頁岩不但可提煉出各種燃料油類，而且還可煉製出各種合成燃料氣體及化工原料，副產品還可用於制磚、水泥等建築材料。

開發利用

提取頁岩油

我國常稱頁岩油為人造石油，一般來說，1T母頁岩可提煉出38 ~37L工頁岩油。提取頁岩油的方式大致分為兩大類:地面乾餾方式和地下轉化方式。地面乾餾方式是利用露天採礦或地下採礦的方法，把油母頁岩採集到地面，然後進行乾餾製取頁岩油;地下轉化方式是在油母頁岩礦藏地直接將油母頁岩中的固態有機質轉化為液態頁岩油和一些氣態物質等，再將其收集到地面進行分離處理的方式。

燃料及發電

以油母頁岩作為燃料燃燒的技術包括粉狀燃燒油母頁岩和循環流化床燃燒油母頁岩，前者存在硫氧化物和氮氧化物排放量高、腐蝕嚴重、熱效率低、運行可靠性差等問題，後者解決了上述問題，而且該法屬低溫燃燒，油母頁岩燃料中碳酸鹽的分解大為減少，降低了燃料消耗量，減少了二氧化碳的排放量和灰分，有利於灰渣的綜合利用，是利用油母頁岩的最佳燃燒技術。特別是對於發熱量不高的油母頁岩，可作為電廠鍋爐及工業鍋爐空氣預熱的燃料，從而提高進入爐膛的空氣溫度，提高熱效率，還可以利用油母頁岩燃燒供暖或燃燒帶動發動機用於長途運輸。油母頁岩也可作為制磚原材料，由於其本身含有一定熱值，制磚時可以不用加入另外的燃料而用其自身熱量加熱，省去了另外的燃料，降低了制磚成本，提高了制磚行業的經濟效益!8]。 利用油母頁岩可以發電，其發電有兩種形式:一是直接把油母頁岩用作鍋爐燃料，產生蒸汽發電;另一種是把油母頁岩低溫乾餾，產生氣體燃料，然後輸送到內燃機燃燒發電，採用前一種形式較多。

灰渣綜合利用

在利用油母頁岩發電、供暖、提煉高收益的頁岩油及相關產品的同時，產生了大量的廢渣，因而油母頁岩灰渣的綜合利用更加關鍵。目前，我國油母頁岩灰渣除少部分被利用外，大部分露天堆積。若要進行油母頁岩的全面、大量開發，必須將所有礦渣有效處理，否則必然會引起礦渣堆積、土地占用等問題。

油母頁岩灰是多種礦物組成的含水鋁矽酸鹽礦物的集合體，其主要成分為三氧化二鋁和二氧化矽，是一種很有套用前景的可回收資源，可用來充填礦井、生產建築材料等。