贵州省原煤中环境关注的痕量元素含量与分布研究

对贵州省主要产煤区的10个煤矿原煤中8种痕量元素的含量进行测定,并与中国煤和世界煤中各相应元素含量进行对比;分析了样品中痕量元素的分布特征,初步探究了产生原因.结果表明,贵州煤对所关注痕量元素的富集程度明显较高,金属矿带对煤中痕量金属元素含量有显著影响.     

我国煤中砷含量及分布

通过对全国26个省、市、自治区采样的297个煤样中砷含量进行分析测试,从不同地质时期、不同变质程度,以及五大聚煤区等系统分析和考查我国煤中砷的分布状况.结果表明,我国煤以中、低砷含量为主,砷含量的算术平均值为6.40 mg/kg,几何平均值为3.96 mg/kg,显著低于捷克北波希米亚高砷煤地区煤中砷含量,与美国、英国、澳大利亚煤中砷含量相近.按照成煤地质时代,我国煤中砷含量是从第三纪到晚三叠世、中石炭世、早石炭世、早侏罗世、晚侏罗世－早白垩世、中侏罗世、晚二叠世、晚石炭世、早二叠世依次降低,在煤变质程度上,砷含量是按照褐煤、肥煤、贫煤、长焰煤、无烟煤、瘦煤、焦煤、气煤顺序依次降低,但它们对煤中砷含量并无显著影响.     

河南省陕渑煤田煤中有害元素含量情况研究

河南省陕渑煤田二₁煤层赋存在山西组下部,为全区主要可采煤层。煤中微量元素的研究较少,主要集中于煤中硫元素以及砷、氟、氯、汞等其他微量元素。在陕渑煤田的部分矿井、勘查区和洗煤厂采取了煤炭样品,获得了10种煤中常见的有害元素含量数据,并对原煤和洗煤厂成品煤样品中有害元素的含量进行了对比研究。对陕渑煤田煤中有害元素的含量做出了初步评价,该研究为陕渑煤田煤炭资源的清洁利用提出了建议。     

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。     

黔西南晚二叠世煤中10种有害元素的分布

基于As、Cr、Se、Sb、Co、Mo、Cl、Ba、Th和U等10种煤中有害元素的测试分析,探讨了黔西南典型矿区晚二叠世煤中有害元素的分布特征及富集成因。结果表明:除Cl、Th外,黔西南煤中有害元素明显高于中国煤和世界煤中平均含量。其中As、Mo、Sb、Se的富集系数较高,对环境的潜在危害较大。而聚类分析结果表明,煤中有害元素的来源复杂,在煤炭利用过程中应注意采取有效的脱除方法加以脱除。     

煤中硼元素研究进展

硼是煤中赋存的高挥发性微量元素,在煤炭燃烧过程中硼可以进入大气、水或土壤环境,对环境和人体健康造成污染和危害。从煤中硼元素的研究意义、测定方法、赋存状态、煤利用过程中硼元素的迁移、转化与富集等方面入手,论述了煤中硼元素的研究进展,同时提出了今后煤中硼元素研究的主要方向。     

煤中氢元素含量的测定和计算

简述氢元素的国标测定法和红外测定法，介绍两种经验公式，为氢含量的计算和校核提供依据。     

煤中砷含量分布特征与分级研究

根据分布在全国２６个省（直辖市、自治区）的１２５个局（直属矿）及地方矿的１０１８个煤层样,计算出了我国煤中砷的含量。同时获得了９００多个商品煤样砷含量数据。我国煤中砷含量变化在０．０～４７６ｇ／ｔ间,平均值４．７／ｔ,略低于世界均值。系统地研究了不同地区和不同成煤时代的煤中砷含量的分布差异,揭示了煤中砷的分布特征。研究了煤中砷含量和相关元素如硫、铁等的关系,提出了我国煤中砷含量的分级标准。     

中国煤中砷的含量分布及分级研究

砷是煤中有害的微量元素之一,针对目前煤中砷对环境和人类健康的危害问题,本文依据全国已发表的煤样数据资料,对不同时代、不同煤变质程度和各省市煤样品中砷的含量重新进行了统计分析,结果表明统计数据频率直方图和频率密度曲线呈单峰且近于对称,显示了煤中砷的含量呈正态分布的特性。参照前人提出的煤中砷含量分级标准,提出了我国煤中砷含量新分级标准。最后,针对煤中砷的污染防治和砷含量限值给出了相关建议。     

神东煤中有害元素分布特征初步研究

针对神东煤中汞、砷等有害微量元素含量分布特征进行了研究。结果表明,与中国煤中微量元素平均含量相比,神东矿区煤中有害微量元素含量总体水平偏低,有利于矿区环境保护和煤炭利用。     

微量元素在煤层生物甲烷形成时激励与阻滞体系研究

为研究煤中微量元素及其赋存状态对煤层生物甲烷产出过程的影响,以变质程度相近的A煤和B煤为研究对象,在环境条件和菌种源相同的情况下进行生物产气实验,对反应前后的煤中微量元素及其赋存形态进行分析,以探究发酵底物本源微量元素的影响机理。结果表明:(1)A煤产气量为248 m L,比B矿产气量多出了26.5%。A煤中有益微量元素Fe,Co,Ni,Zn,Mo,Mn等含量比B矿的多。(2)在生物产气后,煤中微量元素都有不同程度地减少,A矿的Fe,Mn,Cr的量,B矿的Fe,Mn,Mo减少明显,两矿的Ni,Co,Zn也有不同程度的减少,说明煤中的微量元素都参与了反应。(3)产气较多的A原煤中腐植酸结合态含量较多,而腐殖酸结合态是能够被产甲烷菌利用的形态。(4)反应前后A煤中微元赋存状态表明,腐植酸结合态和可交换态微元有所增加,大分子有机结合态含量减少,说明微元赋存状态明显改变。煤中微量元素的含量和赋存状态在生物产气后的变化能为生物产气机理提供更好的参考。     

Distributions of rare-earth elements in two Chinese coals and their burnt products

The concentrations of two fresh Chinese coals （lignitie and fatty coal ） from different geological origin and the corresponding fly and bottom ashes were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry（ICP-MS）. The ranges and means of concentrations of these elemennts were given. Based on the combustion simulating experiment in the one-dismensional boiler, the contents of REE （rare-earth element） of 18 samples in lignite, fatty coal and their fly and bottom ashes in different combustion condition were determined, and geochemical feature of REE were analyzed.     

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。     

Mode of occurrence of arsenic in high-As coals from endemic arsenosis areas in southwestern Guizhou Province, China

The use of high As-bearing coals has caused more than 3,000 cases of arsenosis patients in southwest Guizhou Province, China. The mode of occurrence of arsenic in coal is an important key role in understanding its behavior during usage and damage pathway to human health. Coal samples from endemic arsenosis areas were analyzed with INAA, EMPA, SEM-EDX, LTA, XRD, XAFS, and sequential leaching experiment. Arsenic in pyrite is from under the limit of EMPA to 1.75%, and in most cases, the content of arsenic is lower than 0.5%. Besides pyrite and arsenopyrite, SEM-EDX combined with LTA and XRD find that sulfates, clay and phosphates also contain arsenic. XAFS shows that arsenic mainly exists in the form of As^5＋. More than 50% of arsenic stayes in residual solid and combined with organic matrix in two samples, but most arsenic is leached out in other samples. The occurrence of such exceptionally high As contents in coal and the fact that the arsenic is dominantly organically associated are unique observations.     

低中煤级煤结构演化的FTIR表征

通过对28个最大镜质组反射率0.295%-2.047%镜煤样品的FT-IR分析,获得低中煤级煤结构的演化规律及机理。研究表明：煤化学结构主要由芳香结构、脂族结构和含氧官能团组成。煤的结构演化分为三个阶段,分别是镜质组反射率小于0.8%、0.8-1.3%和1.3-2.0%。在镜质组反射率小于0.8%阶段,以含氧官能团的脱落和脂肪类物质的富集为主;在镜质组反射率0.8-1.3%阶段,则主要是脂肪类物质的富集和支链化程度的增加或脂环化作用与芳香化作用的协同;在镜质组反射率1.3-2.0%阶段,则在镜质组反射率小于1.7%前,主要为脂肪类物质的热解断裂,而之后,则是随着脂肪类物质的断裂脱落,形成新的芳香结构体系。低中煤级阶段煤结构的演化特征与第一、二次煤化作用跃变的发生密切相关。     

中国燃煤砷中毒现状及对动力商品煤中砷含量限值的建议

根据国内外学者的研究资料,分析了目前中国贵州等地燃煤型砷中毒现状,以及煤中砷对煤工业利用的不利影响。结合中国煤中砷分布水平及燃煤技术现状,提出了中国动力用商品煤中砷含量限值。     

我国动力煤TGA法表观活化能/指前因子分布规律

在调研57篇文献基础上对我国131种动力煤热重分析法（TGA）研究得到的表观活化能E、表观指前因子k0与我国动力煤的干燥无灰基挥发分含量Vdaf和燃料比FR的定量关系进行回归分析。结果表明：① 随着Vdaf的提高,我国动力煤的E,lg k0线性降低,E=109.6-0.365Vdaf,lg k0=5.406-0.04Vdaf;同时,lg k0随着E线性提高,lg k0=-0.193+0.043E。据此,按照我国动力煤的常规参数Vdaf可以粗略计算E和k0,根据阿累尼乌斯定律进一步计算动力煤燃烧反应过程中的反应速率常数;② 随着FR的提高,动力煤越来越难以燃烬,我国动力煤的E和lg k0总体上提高,E=90.891+3.097 37FR-0.138F2R,lg k0=3.413 2-0.001FR+0.022 8F2R。这两种关系与lg k0随E线性提高的关系相对应。     

低中煤级煤结构演化的拉曼光谱表征

对28个最大镜质组反射率为0.30%~2.05%镜煤样品的Raman谱图进行拟合,获得拉曼结构参数。随着煤样镜质组最大反射率增大,拉曼结构参数发生有规律变化,显示出煤结构演变的复杂性。结果表明:D_1和G的位置、峰位差(G-D_1)及G的半峰宽与反射率存在良好的相关关系,D_1与G半峰宽的比值(ID_1/IG)随反射率的增大也呈现出明显的分段性。在此基础上得到煤的结构演化分为3个阶段,分别是镜质组反射率0.3%~0.8%,0.8%~1.6%和1.6%~2.0%。在镜质组反射率0.3%~0.8%阶段,D_1向低波数移动,而G向高波数移动,G的半峰宽呈现递减趋势,表明煤结构朝有序结构演化,同时,D_1的半峰宽无明显规律,ID_1/IG的变化不明显,反映芳香体系的形成比较缓慢;在镜质组反射率0.8%~1.6%阶段,煤中D_1和G的位置、峰位差和G半峰宽出现极值,响应了第2次煤化跃变;在1.6%~2.0%的阶段,各参数逐步稳定,表明煤中微晶结构基本稳定,G峰半峰宽继续减小显示芳香结构的增大过程。     

基于常量元素分析的煤炭分类研究

结合我国目前煤炭分类的现状,以煤的常量元素分析为基础,采用化学结构指数对我国煤炭分类进行相关研究.研究表明:基于煤的常量元素提出的各化学结构指数对不同用途的煤种划分有不同程度的效果,其中化学结构不饱和度指数(δ)和有机结构碳骨架的还原度(B)可以将3类无烟煤较好地分开,芳碳率(Fa)和修正过的结构指数(η')也能将常用的动力用煤大致分开,芳碳率(Fa)和氢氧原子摩尔数比(nH/no)能较好地划分常用的炼焦用煤.