中国煤中有害微量元素研究中的问题及对策

分析了中国煤中有害微量元素研究的现状、发展趋势和研究的不足,提出了相应的研究方向及其对策。认为中国煤中微量元素的研究,应在微量元素的富集机理、赋存状态、环境评估、金属元素的综合利用等方面得以加强。     

燃煤电厂中有害微量元素迁移释放

对两个电厂的原煤、底灰、飞灰和超细飞灰（≤10 μm）进行了有害微量元素含量的测定,研究了As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、V、Zn、Hg等14种元素在煤燃烧过程中的散逸、迁移行为,揭示了它们在燃煤过程中在气态产物和固态产物（底灰、飞灰、超细飞灰）中的分配富集特征,分析了这些元素的环境效应。结果表明：在两电厂中,元素Cd、Pb、Zn富集系数由大到小为超细飞灰>飞灰>底灰;As的分布特性与煤中Ca的含量密切相关;较低的烟气温度能够使部分气态Hg在飞灰颗粒上发生凝结;将几种元素分为3类：Ⅰ类,留在固体废物中的元素V（QR＞085）;Ⅱ类,部分留在固体废物中的元素As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、Zn（0.85≥QR＞010）,其中As、Cr、Ni、Be、Cu、Th的富集程度较强,Zn、Mo、Se、Cd较弱;Ⅲ类,主要挥发到大气中的元素Hg（QR接近0）。     

我国煤中有害微量元素研究进展

煤中有害微量元素是煤炭地质、地球化学、能源与环境等领域的研究热点之一。本文通过调研国内外文献,系统总结了我国煤中有害微量元素研究的相关成果。与世界煤相比,我国煤中Co、Mo、Pb、Sn、Th、U、V、Zn的平均含量较高。煤中有害微量元素含量的空间分布极不均匀,且各元素含量的分布特征有所差异。我国煤中有害微量元素含量总体呈现出由北到南逐渐递增的分布特征,同时全国范围内存在局部地区含量异常富集的情况。煤中有害微量元素的空间分布格局是多重因素共同作用的结果,如物源区母岩的性质、生物沉积作用、热液作用、地下水作用等。煤中有害微量元素的赋存机制十分复杂,是影响有害物质脱除和元素迁移转化的根本原因。大数据方法是新时代下科学方法论的一个重要补充,煤炭大数据对于煤中有害微量元素的研究具有重要潜在价值。煤中有害微量元素的赋存状态和具体化学形态、煤中有害微量元素的环境效应、煤中有害微量元素大数据管理等内容仍是未来该领域的重点研究内容。     

煤中有害微量元素的洗选迁移特性

应用浮沉试验和分步释放浮选试验对贵州省水城煤业集团大河边矿原煤进行了洗选分离,采用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了原煤和11个洗选产品中As,Se,Cd,Pb,Be,Cr,Co,Mo,Cu,Zn,Ni,V,Sb,Mn,Th,U等潜在有害微量元素的含量,应用等离子体低温灰化分离出原煤和洗选产品中的无机矿物质。结果表明,原煤中微量元素的总体含量水平中等;在浮沉试验中密度越高的洗选产品中微量元素的含量越高;在分步释放浮选试验中,精煤中微量元素的含量最低,尾煤中微量元素的含量最高,在中间产品中呈过渡关系;绝大多数微量元素与矿物质总量之间都存在极高的相关性,表明微量元素在煤中主要以无机态赋存,其迁移特性主要受控于煤中的矿物质。     

煤矸石中金属元素对人体健康影响的研究

矿业活动是环境中金属元素的主要来源,而煤矸石是我国矿业固体废料中产生量、累计积存量和占地面积最大的固体废物,它含有铁、钠、锌、铜、锰等22种有害微量元素。分析煤矸石中这些金属元素在环境中的迁移转化途径及其对生物体的毒性效应,对人体健康影响的研究具有重要意义。本文详细阐述了金属元素对生物体(植物和人)的生物效应,重点分析了煤矸石中几种常见的金属元素在环境中的迁移途径及它们对人体健康的影响和毒性效应,并提出了防治煤矸石环境污染的相应对策。     

淖毛湖煤中有害微量元素的赋存特征研究

煤中存在的微量有害元素会在煤炭加工利用过程中造成环境污染,对属优质直接加氢液化用煤的淖毛湖煤中的有害微量元素迁移特性和演变规律进行研究,可揭示加氢液化过程中的迁移机理并对淖毛湖煤的直接转化利用提供指导。为探明淖毛湖煤中5种有害微量元素As、Cr、Cd、Pd、Hg在直接加氢液化工艺中的迁移行为,采用逐级提取试验为主要手段,研究原样和液化残渣样中各种元素赋存状态的变化规律。淖毛湖煤中5种元素整体含量不高,但Hg和Cd元素含量远超过全国均值。加氢液化工艺之后对水样、油样和液化残渣样进行元素含量测试,发现5种元素几乎不在水样和油样中分布,迁移程度按挥发性大小排序为：Cd>Hg> As>Pb>Cr。硫化物结合态和有机结合态是淖毛湖煤中5种有害微量元素最主要的赋存状态,但在各元素中占比有所差异,Pb、Cr和Hg元素的残渣态占比较高。经过加氢液化之后,几乎不迁移的Cr元素的赋存状态变化不大,其他元素的不稳定状态发生迁移,含量大幅度下降。有机质的反应使得与其赋存的As和Cd也发生大量挥发,导致残渣态在液化残渣中的占比变高;Hg的所有赋存状态均降低,在液化残渣的剩余量中与微量有机...