中国煤型锗矿床中的关键金属和有害元素:赋存特征与富集成因

煤型锗矿床是全球工业用锗的主要来源,其中富集的关键金属和有害元素值得密切关注。论述了我国内蒙古乌兰图嘎和云南临沧煤型锗矿床中富集的关键金属和有害元素的含量、赋存特征和富集成因。乌兰图嘎锗矿床富集的关键金属有Ge,W以及贵金属元素Au,Pt和Pd,富集的有害元素包括Be,F,As,Sb,Cs,Hg和Tl。临沧锗矿床富集的关键金属有Ge,W,Nb和U,富集的有害元素包括Be,As,Sb,Cs等。锗矿床中富集的Ge,W和U主要存在于有机质中。乌兰图嘎煤中的有害元素As,Hg,Sb和Tl主要与黄铁矿有关,还有部分As存在于有机质中,Be,F和Cs分别与碳酸盐矿物/黏土矿物、黏土矿物和伊利石有关。临沧煤中的Nb,As和Sb具有有机-无机的混合亲和性,Be存在于有机质和硫酸铍矿物中,Cs的主要载体为伊利石。乌兰图嘎锗矿床中关键金属组合Ge-W和有害元素组合As-Hg-Sb-Tl的富集是不同的热液流体侵入泥炭或煤层造成的,而临沧锗矿床中富集的元素组合Ge-W和Be-Cs-Nb-U为含N 2的碱性热液和含CO 2的火山热液混合后对花岗岩基底强烈淋溶的结果。     

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。     

煤系中的锂矿产：赋存分布、成矿与资源潜力

锂作为一种重要的战略性金属矿产,成为近些年来矿产资源勘探领域的热点。锂矿床的类型主要包括卤水型、花岗伟晶岩型和黏土型等。煤和含煤岩系中的战略性金属矿产研究取得了较多的进展,典型的有锗、镓-铝、铀、稀土、铌-锆等煤系共伴生金属矿产类型。煤中锂在过去相当长的时间内未被当作可从煤中开发利用的金属,仅在2008年后才得到较多关注和研究。煤中锂含量超过一定品位时,可形成与煤共伴生的锂矿床,属于沉积型锂矿床,但由于锂的原子序数低、赋存状态多样,是煤中赋存状态研究难度较大的元素之一。基于前人的研究,并结合煤系金属矿床特点,提出煤系中共伴生锂矿床的边界品位为Li₂O含量为0.08%（高温灰基）。我国煤系锂资源主要分布在华北的石炭—二叠系地层,少数分布在南方。迄今发现的品位最高的煤系锂矿床主要有山西晋城地区晚石炭世煤层、内蒙古准格尔官板乌素矿晚石炭世煤层以及重庆草堂矿晚三叠世煤层（Li₂O含量均大于0.2%,高温灰基）,其中锂最重要的载体均为锂绿泥石或含锂的绿泥石。以上3个煤系锂矿床中Li的异常富集均为热液成因。煤系锂矿床中常还共伴生Ga和REY等战略性金属,...     

百色盆地古近纪煤中战略性金属铯富集的控制因素

在特定的地质条件下,煤中可以富集战略性金属元素并形成煤系战略性金属矿床。煤系战略性金属矿产的研究已成为当前煤地质学研究的主要方向之一。沉积源区物质的输入是影响煤中战略性金属元素富集的主要影响因素之一。运用X射线衍射分析(XRD)、带能谱的扫描电镜(SEM-EDS)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)等技术对广西百色盆地那读组下百岗段主采煤层样品进行了矿物学和元素地球化学研究,并探讨了物源区供给对该煤田煤中战略性金属铯富集的控制作用。结果表明：百色盆地古近纪煤中的矿物以伊利石、高岭石和石英为主,主要来源于盆地周缘三叠系碎屑岩风化产物;盆地西部煤层与东部煤层相比,具有相对高的黏土矿物含量;仅在盆地东部的州景4号和5号煤层中检测到了碳酸盐矿物方解石。与世界低煤阶煤均值相比,百色盆地古近纪煤中富集元素铷(Rb)、锑(Sb)和铯(Cs);但盆地西部的煤层中较为富集元素Rb和Cs,盆地东部的煤层较为富集元素Sb, Cs和U,并且Cs的富集不仅存在于煤中,也存在于顶底板和夹矸中,且顶底板和夹矸中Cs的含量要远高于煤中的,通过相关性分析Cs主要与黏土矿物相关,通过扫描电镜观...     

榆树湾侏罗纪煤中微量有害元素迁移规律研究

针对榆树湾侏罗纪煤中微量有害元素的迁移规律,运用手选富集与浮沉结合的方法,采用电感耦合等离子发射光谱等方法进行了研究。研究结果表明,榆树湾侏罗纪煤中微量有害元素总体水平较低,其中As、Ba、Cd、Cr、Mn、Se和Sr等元素较全国多数煤平均水平明显偏高;As、Ag、B、Ba、Be、Cr、Cu、P、Pb、Ni、Sr、Se和V主要分布在镜质组中;微量有害元素在显微组分中元素更容易析出,Mo受赋存状态的影响较小,热解过程中可达到很高的析出率,Ag、B、Be、V和Pb等元素易挥发且受组分影响较小。陕北地区煤中微量有害元素的研究,对环境保护和侏罗纪系煤炭资源的开发利用及煤的地质成因具有重要的理论和现实意义。     

伊敏五牧场井田锗赋存特征及成矿机理研究

锗元素作为煤中伴生元素,在特定的条件下,可以富集成矿。五牧场井田达到最低工业品位的含锗矿煤层有8_(-4)、10_(-3)、12等7个煤层,选取8-4煤层对其煤岩特征及锗异常分布规律进行了论述。对煤中共生锗矿床的锗品位与灰分、挥发分、硫分的关系进行了研究,结果表明煤中锗品位与灰分呈负相关、与挥发分呈正相关、与硫分呈正相关。     

南桐矿5号煤层若干微量元素地球化学特征及洁净煤的意义

运用了X射线衍射（XRD）方法研究了煤中矿物质的组成特点,同时运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法以及数理统计法检测出煤中若干微量元素的含量以及它们的赋存特点和有机亲和性,较系统地了解了南桐煤田中南桐矿5号煤中所含微量元素的地球化学特点。研究表明:南桐矿5号煤形成于海陆过渡环境,煤中Se、Li、Be、W、Th、Sc6种元素含量高于美国煤、中国煤以及贵州煤中这些元素的平均含量;煤中Se、Li、As、Sb、Mo5种元素的富集系数都在5以上,说明这5种元素在南桐矿5号煤中属于富集元素,尤其以元素Se的富集特征最为显著,富集系数高达467.45。5号煤中Li、W、Th、Sc、As、Co、Ni、Pb、Tl不具有机亲和性,元素Se、Sb、Bi属于一般有机亲和性,而Be、Mo两种元素则具有相对较强的有机亲和性特征。元素一般以铝硅酸盐结合态、碳酸盐岩和硫铁化以及有机结合态形式在煤层中存在。     

我国煤系锗镓资源前景及研究方向

2023年7月3日，商务部和海关总署发布公告称，决定自2023年8月1日起对镓、锗相关物项实施出口管制。我国锗镓资源储量和产量均居世界前列，但随着需求端的不断增长，锗镓资源的储量优势正在不断下降，因此，需要寻找新的锗镓资源储量，稳固我国的资源优势。在特定的地质作用下，煤系中可以高度富集镓、锗、稀土等战略性关键金属。在战略金属资源供应日趋紧张的大环境下，煤系战略性金属矿床能够成为战略性金属资源的重要来源。我国煤系锗富集异常点主要分布于海拉尔-二连盆地、鄂尔多斯盆地周缘、郯庐大断裂一带及滇西-滇中盆地等区域，其余地区煤系锗富集异常点均为零星分布。我国煤系镓主要富集在阴山南麓准格尔煤田和山西省北部石炭系-二叠系煤田，准东煤田侏罗系煤层中镓富集异常点出现成片分布情况，其余地区的不同成煤时代煤层中镓富集异常点零星分布，如四川盆地周边、重庆市南武矿区和南桐矿区、贵州省西南矿区二叠系煤层、山东省滕县煤田、河南省登封煤田石炭系煤层、宁夏回族自治区磁窑堡矿区侏罗系煤层等。煤系锗镓矿产成矿机理、提取工艺和综合勘探与综合开发利用的研究具有广泛前景，研究重点应该集中在资源成矿条件、成矿机制和成矿模式、多种金属...     

金属矿床：成因类型、赋存状态和利用评价

煤和含煤岩系中稀有金属元素的研究,是当今煤地质学研究的热点问题之一。煤和含煤岩系中高度富集并可以开发利用的稀有金属元素包括锂、钪、钛、钒、镓、锗、硒、锆、铌、铪、钽、铀、稀土元素（包括镧系元素和钇）、贵金属元素等。以煤-锗、煤-镓、煤-铀、煤-铌、煤-稀土元素等煤型稀有金属矿床为例,论述了这些矿床的地质成因、赋存状态和利用评价方法。煤型稀有金属矿床的研究,不仅对研究煤层的地质成因、煤层对比、含煤盆地形成与后期改造、区域地质历史演化和突发地质事件可以提供重要的煤地球化学和煤矿物学证据,而且对煤炭经济循环发展、煤炭利用过程中环境保护,以及对国家稀有金属资源安全也具有重要的现实和社会意义。     

煤型稀有金属矿床:成因类型、赋存状态和利用评价

煤和含煤岩系中稀有金属元素的研究,是当今煤地质学研究的热点问题之一。煤和含煤岩系中高度富集并可以开发利用的稀有金属元素包括锂、钪、钛、钒、镓、锗、硒、锆、铌、铪、钽、铀、稀土元素(包括镧系元素和钇)、贵金属元素等。以煤-锗、煤-镓、煤-铀、煤-铌、煤-稀土元素等煤型稀有金属矿床为例,论述了这些矿床的地质成因、赋存状态和利用评价方法。煤型稀有金属矿床的研究,不仅对研究煤层的地质成因、煤层对比、含煤盆地形成与后期改造、区域地质历史演化和突发地质事件可以提供重要的煤地球化学和煤矿物学证据,而且对煤炭经济循环发展、煤炭利用过程中环境保护,以及对国家稀有金属资源安全也具有重要的现实和社会意义。     

霍西煤田不同密度煤中常微量元素地球化学特征

以霍西煤田灵石矿区10号煤不同密度煤样为研究对象,采用原子荧光光谱法(AFS),X射线荧光光谱法(XRF)、电感耦合等离子质谱法(ICP-MS)等方法测定样品的常、微量元素质量分数;运用数理统计方法分析了煤中常微量元素在不同密度煤中的分布规律,并探讨了不同密度煤中微量元素的赋存特征。研究结果表明,霍西煤田10号煤为中-高硫煤,有机硫含量较高。煤中Mo,Cd,Sb,U和As属超富集元素;Li,W,Pb和Bi为富集元素。微量元素Li,Bi,Tl,Sb,As,Mo,Pb,Cd,U,Th和Hf的含量随样品密度的增大均呈现不同程度的递增趋势;Be变化平稳,W表现为先递增后降低的分布特征。元素Mo,U,Sb,Cd和Bi主要以硅酸盐(黏土)矿物吸附态存在;Pb和As与硫化物矿物有关;Si,Ti,Li和Th具有磷酸盐和铝硅酸盐亲和性;Sr和Y偏于碳酸盐亲和性和硅酸盐亲和性;Hf和Zr主要赋存于矿物中;Be和W具有较强的有机亲和性。     

煤系中锗元素的分布及利用规划

锗在地壳中非常分散,但在用途上具有特殊的很高的价值。本文通过国内典型的锗煤共生矿实例,分析了锗在煤系中的富集规律,针对我国将面临锗供应过剩风险的问题,提出锗资源可持续供给的规划方向。     

内蒙古白音华煤田煤中微量元素分布特征

为研究煤中微量元素含量及分布特征,在白音华煤田开展了煤中微量元素测试分析。对白音华煤田4个矿区、3个层位所采集的50多件样品的微量元素进行测试分析,重点研究了各矿区煤炭中煤的显微组分特征、煤中F,Cl,As等有害微量元素分布特征、Sb,Ag,Ge,Be,Co等24种微量元素的富集程度分析,并对煤中锗的赋存状态及成煤环境进行了分析。结果表明：白音华煤田煤中As的含量较高,属超高砷煤;白音华煤田二矿煤中Co,Cr,Ge,Ca,Li,V,La,Ce,Nd,Th,U等微量元素富集明显,其中Ge,Ga含量均发现多处已达工业品味;白音华煤田煤中锗被有机质束缚,锗元素在还原性环境下易于富集;由白音煤田煤中硼的示踪物源及指示沉积环境可推定,成煤环境为淡水-半咸水沉积环境。     

云南勐撒煤矿区伴生锗的赋存特征及成因分析

临沧市作为云南省重要的锗产地,区内褐煤中伴生锗资源远景储量达2000~3000金属t。本文通过对临沧勐撒煤矿区褐煤中锗元素进行相关性分析和聚类分析,揭示了本矿区褐煤中锗的分布、赋存特征,进一步探讨了本矿区褐煤中锗的富集成因,认为锗主要来源于成煤植物。本文研究内容对勐撒煤矿区下一步的勘探和寻找含煤地段,为勐撒煤矿区内锗煤资源远景规划提供地质依据,有重要的理论和指导意义。     

贵州贞丰龙头山煤矿晚三叠世煤的元素地球化学特征及富集成因分析

运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和电感耦合等离子体发射光谱仪(ICP-AES)对贵州贞丰龙头山煤矿晚三叠世M2煤层的3件代表性的煤样和1件矸石样的微量元素及稀土元素地球化学特征进行了分析。结果表明:煤中明显富集Be、As、Sb、Tl、U、Mo、V、Ga、Zn等元素,其中V、Ga和Zn等元素的富集与物源区内受峨眉山玄武岩影响的早期岩层风化剥蚀产物的供给有直接关系;As、Sb、Tl等低温热液元素的异常富集则表明煤层可能受到了后期热液活动的影响。M2煤层中稀土元素总量较低,轻稀土元素相对富集,球粒陨石标准化后的稀土元素配分模式均呈缓右倾的"V"型曲线且存在明显的Eu负异常,反映出稀土元素与陆源碎屑岩关系密切。     

淮南低-中灰煤典型有害元素的分布、赋存特征及地质成因

随着我省煤炭资源的不断开发与加工利用，煤中典型有害元素的存在势必对当下煤炭资源的高效、清洁利用产生负面影响。在淮南煤田以往煤中典型有害元素大量数据分析的基础上，以淮南煤田主采煤层（13-1煤、11-2煤、8煤、6煤、4煤和1煤）为研究对象，采用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、原子荧光光谱（AFS）、逐级化学提取和聚类分析等手段，综合分析了淮南煤田煤中典型有害元素赋存特征及地质成因，研究结果表明：(1)淮南煤田煤中典型有害元素Cr、Co、Se和Pb为“轻度富集”，Hg元素为“高度富集”，其余元素均处于“正常范围”；(2)淮南煤田煤中As元素含量高值区主要位于煤田西部；Hg元素高值区位于煤田东部，其次西部；其余8个元素（Cr、Mn、Co、Ni、Se、Cd、Sb和Pb）含量均在淮南潘集地区（尤其是潘三煤矿附近）较高。经分析，潘集—朱集地区的后期岩浆热液作用可能是导致该地区煤中Cr, Mn, Co, Ni, Se, Cd, Sb, Pb等有害元素相对富集的主要原因；(3)Hg的赋存状态中含有较多的离子交换态，岩浆热液作用带来的无机组分可能对Hg元素的富集程度影响较小；成岩后期岩浆热液侵入...     

辽宁西部地区铁尾矿资源化综合利用与研究

综述了辽宁西部地区成矿地质背景及铁矿矿床成矿类型,铁矿石中有益元素的组成,铁矿尾矿的资源综合开发利用的现状,总结了尾矿带来的诸多问题,提出了适合辽宁西部地区铁矿尾矿综合利用下一步的工作设想和建议.     

大同煤田七峰山矿2号煤层若干微量元素地球化学特征

为查明大同煤田七峰山2号煤中微量元素的地球化学特征,应用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法测定煤中15种微量元素的含量;采用光学显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成特征,运用数理统计方法分析煤中微量元素的有机亲和性、赋存特征等问题。研究表明：形成于陆相环境的七峰山2号煤,微量元素含量相对较低,其质量分数普遍低于相应元素在华北或中国煤中的质量分数,只有As,Re,Mo,Se的富集系数高于6,属富集元素。2号煤中Mo为强亲有机元素,Be,W,Tl,Co为亲有机元素,As,Th,Se,Sb,Ni,Li和Bi为无机-有机元素,Pb,Re,Sc不具有机亲和性。元素在煤中的赋存状态主要以铝硅酸盐结合态、有机结合态、碳酸盐和无机化合物形式为主。     

攀枝花钒钛磁铁矿尾矿资源特征及综合利用建议

这是一篇矿业工程领域的论文。攀枝花是我国最大的钒钛磁铁矿资源基地，随着钒钛资源的开发利用，产出了巨量的尾矿，不仅占用大量土地，而且有用成分未能够被充分利用，造成资源浪费，同时还存在一定的安全、环境风险。本文选取了攀枝花地区22个具有代表性的尾矿库，开展尾矿资源潜力、有价元素赋存特征、可利用性、经济价值等系统研究。分析表明：攀枝花尾矿中含有大量的有价成分，潜在资源量巨大。其中铁金属量5200万t，平均品位10.87%，钛金属量为2907万t，平均品位6.08%，稀土金属量13.03万t，平均品位272 g/t，钴金属量4.23万t，平均品位88 g/t，钪金属量1.221万t，平均品位26 g/t，五氧化二磷总量249万t，平均品位0.52%。矿尾矿资源的综合利用主要有两个方向，一是二次开发利用，先进行铁、钛、硫、钴、磷等有价元素的回收利用；二是整体利用，在二次回收利用的基础上进行适当调配用于生产保温建筑材料、水泥、陶瓷、玻璃、耐火材料、土壤改良剂、混凝土和建筑用砂等。从而实现尾矿整体利用，最终解决尾矿资源化、减量化、无害化问题。     

煤系锗的赋存与分离研究进展

锗是典型的稀散金属和战略性金属,我国的煤系含锗矿产资源具有典型的资源优势,但在锗的超常富集和提取方面依然面临诸多挑战。概述了煤中锗的分布特征、含量与赋存状态,证明阐述了煤系锗的典型浸出方法,如水冶法、微生物浸出法等从原煤直接浸出锗,以及水浸出法、无机酸浸出法、有机酸浸出法等从粉煤灰中浸出锗,以及煤系浸出液中锗的富集分离方法,包括溶剂萃取法、离子交换树脂法、支撑液膜法、离子浮选法等。此外,干馏挥锗法、碱熔—中和法、合金法、AlCl₃熔炼法、锌粉还原提锗法等也能实现煤系锗的分离。最后总结分析了锗分离提取存在的问题,并展望了发展方向。