油母页岩

由水生植物藻类等低等生物腐化成的矿产资源

油母页岩是由水生植物藻类等低等生物腐化成的泥浆积淀而来的,是一种蕴藏量十分丰富但几乎还未被很好利用的矿产资源,根据沉积环境,油母页岩可以分成陆相、湖相和海相等三种基本成因类型。

简介

油母页岩可以进行干馏炼油、半焦发电、合成煤气及化工原料、页岩灰制建材、生产有机肥料等综合开发利用,页岩油加氢裂解精制后,可获得汽油、煤油、柴油、石蜡、石焦油等多种化工产品,因此油母页岩的有效开发和利用,可以在一定程度上缓解能源紧张的局面。截至2007年底，共计37个国家的探明油母页岩储量总和换算成页岩油约4400亿t，数倍于世界石油探明可采储量的1600亿t,而中国已探明储量居全球第四。

性质

油母页岩即同油页岩。油页岩主要成分是有机质、矿物质和水分。油页岩中油母含量约10%～50%。油母是由复杂的高分子有机化合物组成，富含脂肪烃结构，而较少芳烃结构。有机化合物主要由碳、氢及少量的氧、氮、硫元素组成；其氢碳原子比（H:C）为1.25～1.75，要高于煤炭的有机物质H:C比。油母含量高，氢碳原子比大，则油页岩产油率高。油页岩中矿物质有石英、高岭土、粘土、云母、碳酸盐岩以及硫铁矿等，但主要是粘土矿物。油页岩中矿物质常与有机质均匀细密地混合，而且矿物质含量通常高于有机质。当油页岩含有大量粘土矿物时，往往形成明显的片理。水分含量与矿物质颗粒间的微孔结构有关，油页岩中含有4%～25%不等的水分。用于商业开采的油页岩其有机质:矿物质之比约为0.75:5～1.5:5，低于煤炭中的有机质:矿物质比值。煤炭中该比值常大于4.75:5。

成因类型

根据沉积环境，油母页岩可以分成陆相、湖相和海相等三种基本成因类型。陆相油页岩中的有机质是由富含脂质的有机物组成，主要有树脂、袍子、蜡质表皮和那些常见于成煤湿地或沼泽的陆源植物根径的软组织，它们埋藏后经过煤化作用，形成油页岩中的有机质；因此，这种油页岩也是一种含有较高矿物质的腐泥煤。湖相油页岩中的有机质母质主要是指生活于淡水、咸水和盐湖的低等浮游生物藻类；藻类埋藏后经腐化和煤化作用后形成油页岩中的有机质。海相油页岩中的有机质母质主要是海藻、未知单细胞微生物和海生鞭毛虫。油页岩的沉积环境范围很广，因此油页岩具有多种有机质和矿物质。油页岩不但可提炼出各种燃料油类，而且还可炼制出各种合成燃料气体及化工原料，副产品还可用于制砖、水泥等建筑材料。

开发利用

提取页岩油

我国常称页岩油为人造石油，一般来说，1T母页岩可提炼出38 ~37L工页岩油。提取页岩油的方式大致分为两大类:地面干馏方式和地下转化方式。地面干馏方式是利用露天采矿或地下采矿的方法，把油母页岩采集到地面，然后进行干馏制取页岩油;地下转化方式是在油母页岩矿藏地直接将油母页岩中的固态有机质转化为液态页岩油和一些气态物质等，再将其收集到地面进行分离处理的方式。

燃料及发电

以油母页岩作为燃料燃烧的技术包括粉状燃烧油母页岩和循环流化床燃烧油母页岩，前者存在硫氧化物和氮氧化物排放量高、腐蚀严重、热效率低、运行可靠性差等问题，后者解决了上述问题，而且该法属低温燃烧，油母页岩燃料中碳酸盐的分解大为减少，降低了燃料消耗量，减少了二氧化碳的排放量和灰分，有利于灰渣的综合利用，是利用油母页岩的最佳燃烧技术。特别是对于发热量不高的油母页岩，可作为电厂锅炉及工业锅炉空气预热的燃料，从而提高进入炉膛的空气温度，提高热效率，还可以利用油母页岩燃烧供暖或燃烧带动发动机用于长途运输。油母页岩也可作为制砖原材料，由于其本身含有一定热值，制砖时可以不用加入另外的燃料而用其自身热量加热，省去了另外的燃料，降低了制砖成本，提高了制砖行业的经济效益!8]。利用油母页岩可以发电，其发电有两种形式:一是直接把油母页岩用作锅炉燃料，产生蒸汽发电;另一种是把油母页岩低温干馏，产生气体燃料，然后输送到内燃机燃烧发电，采用前一种形式较多。

灰渣综合利用

在利用油母页岩发电、供暖、提炼高收益的页岩油及相关产品的同时，产生了大量的废渣，因而油母页岩灰渣的综合利用更加关键。目前，我国油母页岩灰渣除少部分被利用外，大部分露天堆积。若要进行油母页岩的全面、大量开发，必须将所有矿渣有效处理，否则必然会引起矿渣堆积、土地占用等问题。

油母页岩灰是多种矿物组成的含水铝硅酸盐矿物的集合体，其主要成分为三氧化二铝和二氧化硅，是一种很有应用前景的可回收资源，可用来充填矿井、生产建筑材料等。

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