开滦矿区煤中微量有害元素的含量与赋存状态

简述煤中微量有害元素的危害,采集河北开滦矿区的煤层煤样作为样品对其进行微量元素测试并分析煤中有害元素的赋存状态,以利于煤炭的合理开发利用。通过研究发现,开滦矿区煤中砷的含量为7mg/g,主要以硫化物的形式赋存;镉的含量为0.5mg/g,赋存状态为硫化物;铬的含量为30mg/g,主要赋存形态为黏土矿;钴的含量为8mg/g,主要赋存于硫化物,硅铝化合物次之;铅的含量为22mg/g,主要以硅铝化合物结合态存在;汞的含量为0.134mg/g,主要赋存形式为硫化物,在低硫煤中主要以有机质结合态存在;氟的含量为140mg/g,主要以无机质的形式存在。     

贵州某地煤中砷的赋存状态研究

选取贵州省某地选煤厂入选原煤作为研究对象,采用电子探针及波谱、逐级化学提取和浮沉试验,对贵州某地煤中砷的赋存状态进行研究。结果表明:该地煤中砷含量严重超标,并且砷元素与黄铁矿有紧密的结合,其主要载体矿物是黄铁矿和高岭石;硫酸盐结合态是砷的主要赋存状态;砷主要分布在脉石矿物中,可以通过洗选的方式脱除,但是因为有机结合态砷的存在,必将存在洗选脱除极限。     

贵州西部地区煤中砷的赋存状态及其洗选特性

采用光学显微镜、扫描电镜及能谱、电子探针和浮沉试验,结合野外地质特征,对贵州西部煤中砷的存在形式、富集地质因素及可选性进行研究。结果表明：砷不以独立矿物形式存在,砷含量与黄铁矿硫含量呈明显的正相关关系,载砷矿物主要是黄铁矿,砷矿化的重要特点是砷的颗粒极细小,大部分呈类质同象置换硫的形式或固溶体形式或更微细的超显微状态吸附在黄铁矿晶粒外缘的次生增长环边或晶体内部的缺陷和晶隙中;高砷煤中的砷和硫主要来源于黄铁矿,脱硫的同时可有效地将砷剔除,但煤中黄铁矿粒度细,与有机质联系紧密,嵌布方式多样,在浮选粒度范围内,黄铁矿难以解离,即使将煤进一步破碎,分离效果也不明显,因而原煤洗选难以脱除高砷煤中的砷。     

长城窝堡井田煤中砷赋存状态的初步研究

对长城窝堡井田煤中砷的含量和赋存状态的研究得出：研究区煤中砷含量较高,算术平均含量高达95．5mg／kg,远高于中国煤中砷的含量;砷与灰分之间关系不明显,砷主要赋存在以黄铁矿为主的硫化物中,有机硫是导致煤中有机结合态砷存在的一个因素。     

基于数理统计分析的淮南煤中微量元素的研究

采用高分辨率电感耦合等离子质谱仪测定了淮南矿区煤中10种微量元素含量。结果表明:淮南煤中Co、Ni、Th、Zn和Cd低于全国均值,没有异常富集;Mo、Sb、U略高于全国均值,Ba和Cr平均含量明显高于中国煤中均值,可能有异常富集。运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法,对淮南矿区微量元素与灰分的相关性及赋存状态进行了分析。结果表明:元素Cr、Ni、U、Th和Ba与灰分线性正相关,其中Th和Ba与灰分高度正相关,其他元素与灰分无法建立线性关系;煤中Th、Ba、Ni、Cr、U和Co可能主要以无机态赋存于煤中;Zn和Cd可能以闪锌矿等硫化物微粒的形式赋存于有机质中;Mo和Sb赋存状态较为复杂,尚需进一步研究。     

汪家寨煤矿煤中汞的含量分布与赋存状态

采用原子荧光光度计测定了汪家寨煤矿煤中的汞含量,通过筛分、浮沉实验研究了煤中汞的分布,采用逐级化学提取研究了煤中汞的赋存状态。结果表明:汪家寨煤矿煤中的汞含量为0.41μg/g,属于高汞煤,煤中的汞具有很高的无机亲和性和亲硫性,汞含量基本上随着灰分和硫分的增大而增大。煤中汞的赋存主要以残渣态和有机质及硫化物结合态为主,不同赋存状态汞含量依次为残渣态>有机质及硫化物结合态>可交换态>氧化物结合态>碳酸盐结合态。     

煤中砷的分布和赋存规律研究

在较全面系统地收集了已发表的资料和检测了我国西南、西北和华北地区147个煤样中砷含量的基础上,对代表性矿区煤中砷的成因机理及其与有机质的亲和性、与硫的亲和性以及煤变质程度的关系作了分析。我国西南地区第三纪富砷褐煤受大断裂热液影响为主,砷主要以有机质 结合态赋存;华北地区石炭二叠纪煤中砷分布受沉积环境影响明显,当海水入侵沼泽还原环境,黄铁矿含量增高的同时,砷含量相应升高,砷主要以类质同象置换赋存于黄铁矿中。岩浆侵入活动的高温气液是导致高变质程度煤中砷元素富集的直接原因之一;西北地区侏罗纪煤中砷含量水平低,是我国最好的环保煤。     

东林矿煤中汞的含量分布及赋存状态

运用X射线荧光光谱与AMA254汞分析仪分别测定了重庆东林矿4#和6#主采煤层中的常量元素及汞的含量,研究了该矿煤中汞的含量分布规律及其赋存特征。研究表明:东林矿4#煤层中汞、总硫和灰分的平均含量均大于6#层。东林矿原煤中汞的含量范围0.11-3.304μg/g,平均值0.54μg/g,明显高于世界煤中汞,稍低于淮南煤中汞,在中国煤中汞含量的范围之内,是地壳中汞含量的5倍多,呈富集状态。赋存特征分析表明:东林矿煤中汞具有明显的亲硫性,在硅酸盐等无机矿物中分布较少,可能主要赋存于黄铁矿中。     

淮北煤田孟庄煤矿煤中微量元素赋存状态及环境效应

运用数理统计思想,利用聚类分析和因子分析方法,研究淮北煤田孟庄煤矿煤中10种微量元素的丰度特征、赋存状态及环境效应。结果表明,孟庄煤矿煤中微量元素丰度变化范围较大,但基本处于正常范围。煤中Cr、U、V、As、Th、Ba和Mo属于黏土矿物吸附类;Mn和Cu属于硫化物矿物类;Sb属于有机结合类。Cr在煤灰分中富集程度高,在煤中含量高,可以通过洗选脱除来减小危害;Sb属于易挥发元素,但是在煤中含量低,危害小。     

中国典型高砷煤中砷与煤质特征之间的关系及砷的赋存状态

根据《中国煤种资源数据库》中有关煤中砷含量分布数据的统计结果,结合中国煤中砷含量分布等值线图及高砷煤矿的地区分布,总结了中国高砷煤的地理分布特征,即中国高砷煤分布范围较广,但以点状分布为主,大范围的高砷煤区较少。通过对中国典型高砷煤中砷与煤质特性的相关关系研究以及对其赋存状态的探讨,得出：高砷煤以低阶煤为主,其煤中砷与灰分、硫分、灰成分关系复杂;典型高砷煤中砷与硫分关系密切,浮沉试验不同密度级产物中砷含量与全硫含量变化趋势非常一致;典型高砷煤中砷主要分布于以单独颗粒状分布的黄铁矿中,而以细粒浸染状产出的黄铁矿含量较低。     

内蒙古白音乌拉煤田巴彦花组煤质特征

论述了内蒙古白音乌拉煤田巴彦芒来矿区巴彦花组的煤质特征及用途,指出了该矿区适合建设大型露天煤矿。该区煤为中灰分、低-中高硫分、高热值褐煤。该煤的挥发分高,化学反应性高,燃烧时速度快,反应充分,是很好的动力燃料,适用于火力发电。     

流化床煤燃烧过程中砷析出特性研究

通过流化床燃烧实验，研究了煤燃烧过程中砷的析出特性，并根据煤的浮-沉试验探讨了煤中砷的赋存形态.结果表明：砷析出率随燃烧温度的升高而增加，在600~700 ℃时，燃烧温度对砷析出率的影响较小， 700~900 ℃是砷析出的主要温度范围且燃烧温度对砷析出率的影响显著；砷析出率随燃烧时间的增加而增大，但前10 min是砷析出的主要阶段；砷在煤中主要以有机态和无机态两种形式存在，无机砷主要赋存在黏土矿物和硫铁矿中，砷析出率随煤中有机砷比例的增加而增大.     

大同煤田8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素地球化学特征

运用电感耦合等离子质谱、XRD、XRF等技术手段测试了大同煤田太原组8号原煤及风化煤中常量元素和稀土元素含量,分析了常量元素和稀土元素在原煤及风化煤中的地球化学特性、赋存特征和指相意义。结果表明,太原组8号煤风化后,Fe2O3受后生黄铁矿影响含量明显增高;煤层风化过程中释放的部分Si离子以及大量不稳定物质的流失造成SiO2含量相对增大;Ca,Mg离子则被迁移至夹矸和顶底板中导致含量明显降低;除个别分层中出现明显镧系收缩效应,稀土元素含量明显增高;稀土元素赋存状态由碳酸盐及有机结合态转为铝硅酸盐矿物结合态、水合磷酸盐结合态和硫化物结合态,重稀土在煤层风化前后始终表现出与碳酸盐矿物的强烈亲和性;稀土元素与铝硅酸盐矿物的相关性可能与矿物的种类有关;常量元素灰成分参数和铈异常参数值在煤层风化后对原始沉积环境的指相意义不再明确;铕异常参数值不易受风化作用影响,仍可反映煤层的原始沉积环境。     

东升庙硫多金属矿床有机质与成矿关系

将东升庙矿床矿井下采得矿石制成薄片后进行电子探针测试,主要关注测试点内元素碳的含量及存在形式。测试结果显示在闪锌矿、磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿的矿物本身能检测到含量不等的碳元素,方铅矿中未检测到碳元素,分析其与成矿性质有关。此外,在这些矿物周围的脉石矿物内则检测到了白云石、菱镁矿、铁的碳酸盐化物与氢氧化物的混合物质,元素C多以碳酸盐形式出现。在金属矿物周围交界处及矿物包裹体内检测到有高含碳物质(碳元素含量75%以上),结合矿床本身特性,推测为有机质。通过对测试结果的对比分析,从微观的角度说明有机质与金属矿物存在空间上的密切联系,并参与了成矿过程。     

山西阳煤二矿无烟煤元素赋存特征的XPS研究

采用X射线电子能谱解析山西阳煤二矿无烟煤碳、氢、氧、氮和硫的赋存特征。结果表明：山西阳煤二矿无烟煤中碳的主要赋存形式为芳香碳和脂肪碳,碳碳单键的含量最高占82.34%,无烟煤存在大量烷基侧链,醚基氧和羟基氧占氧元素的82.51%。氮元素主要以吡咯氮和吡啶氮等有机氮形式存在,其中大部分存在于煤分子边缘;硫元素主要存在形式为有机硫,噻吩、砜和亚砜分别占35.34%和32.3%,硫醇和硫醚占3.39%,无机硫占25.97%。     

川北某黑色页岩型铼矿工艺矿物学研究

通过矿相显微镜、扫描电镜、电子探针、X射线能谱元素面分析等多种手段综合研究了川北某黑色页岩型铼矿中铼的赋存状态。样品为黑色页岩,有机碳含量较高。粘土矿物总量为14.6%,黄铁矿含量16.2%,石英含量37.7%。样品具典型的粘土结构,矿物粒度微细。铼有两种赋存状态,一种呈类质同象形式赋存于黄铁矿内,另一种则以分散形式存在。典型黄铁矿测点Re平均含量为0.024%。黄铁矿是Re的重要载体矿物。建议通过浮选分离黄铁矿,从而实现Re的富集。     

湖南辰溪高有机硫煤的微量元素特征

采用高分辨率电感耦合等离子质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)以及X射线衍射(XRD)等技术分析煤中微量元素、常量元素含量以及矿物成分。结果表明：辰溪晚二叠世高有机硫煤高度富集铀(75.20 μg/g)、铬(407.75 μg/g)、镉(5.01 μg/g)、钒(296.30 μg/g)和钼(23.19 μg/g)等微量元素,分别是世界煤均值的31.3,25.5,22.8,11.9,10.5倍。高硫、多铁、多黏土矿物的海陆过渡环境是造成辰溪等地高有机硫煤中高度富集U,V,Cr,Mo等元素的原因。U,Mo的富集与有机质、硫、铁和微生物有关,V,Cr的富集与黏土矿物相关;微量元素与有机质、硫以及与分散矿物之间的耦合作用,涉及多种复杂地球化学过程,是导致煤中这几种元素赋存状态复杂的根本原因,也是硫在煤中富集的重要原因。     

微波和硝酸处理后炼焦煤中硫形态变化的XPS研究

为分析微波和硝酸处理对山西高硫炼焦煤中各形态硫变化的影响,应用XPS(X射线光电子能谱技术)研究了该煤样在酸洗和微波辐照后其中硫赋存状态和含量的变化。研究结果表明:煤样中无机硫含量约为14.2%,主要为硫酸盐硫;有机硫含量约为85.8%,噻吩类硫含量较高。微波和酸洗处理后,全硫脱除率为38.8%,硫醚硫醇类硫脱除率为45.1%,噻吩类硫脱除率为20%,亚砜类硫脱除率为29%,无机硫基本全部被脱除。采用酸洗和微波辐照的方法可以有效降低山西高硫炼焦煤中硫的含量,全硫脱除率高达38.8%。