原煤消解方案对比分析

煤是一种非清洁化石能源,在其燃烧和利用过程中部分微量元素可能会对环境造成污染与危害。为精确测定煤中微量元素的含量和科学评价微量元素在燃煤过程中的迁移、富集机制,原煤的完全消解和微量元素含量测定至关重要。由于煤级差异和煤中矿物种类不同以及微量元素含量测定方法的不同,目前存在多种原煤消解方法。针对微波消解方法,分析了消解试剂选择,对比了在相同消解参数下不同消解体系对消解的完整程度和元素含量准确性的影响,得出HNO3/HF+H3BO3试剂组合、程序升温至195℃是中煤级煤采用电感耦合等离子体质谱法(ICP—MS)测定微量元素含量比较理想的微波消解法。     

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。     

西部煤中有害痕量元素的洗选脱除特性

应用仪器中子活化（INAA），电感耦合等离子体原子发射光谱（ICPAES）和原子吸收光谱（AAS）分析我国西北部安太堡、鸟达、大武口和太西4个选煤厂原煤、精煤、尾煤和煤泥中AS，Ph，Cr，Hg，Cd，Co，Ni，Se，Mn，U，Th，Be，Mo，Sb和Br等15种有害痕量元素的含量，结合实验室对安太堡和鸟达2个选煤厂原煤样的洗选试验，分析了常规洗选方法对有害痕量元素的脱除效果．结果表明：As，Hg，Cr，Co，Mn，Th等元素的脱除效果最好；Pb，U，Cd，Se，Ni，Mo，Sb等元素具有一定的脱除效果；Be，Br这2种元素脱除效果最差．     

煤层气资源综合评价标准及实例研究

煤层气资源勘探前景评价是进行勘探布置、确定勘探目标的重要依据。本文在简要讨论评价参数的基础之上，根据对山西南部石炭二叠系煤层气地质条件的全面研究；对区内不同选区的煤层气勘探开发前景进行排序，认为潘庄井田、武乡一阳城褶皱、带中北段为最有煤层气勘探前景的地区；美庄井田、武乡一阳城褶皱带南段、临汾盆地、沁源东和安泽地区为较有煤层气勘探前景的地区。最后对有利地区的煤层气地质条件进行了分析。     

山西南部晚古生代煤的煤化作用及其控气特征

通过对区内晚古生代煤层的埋藏史，古地热史和生烃演化史的研究，认为煤层埋藏史类型以及发生于燕山运动中期的第２次生气作用是控制煤层气生成保存条件的重要地质因素，进而指出区内阳城－沁水，沁源－沁县和安泽等地区可能最具有煤层气勘探前景。     

贵州水城煤样中氟和氯在洗选过程中的迁移与可脱除性研究

通过分步释放试验和浮沉试验对贵州水城煤样(SC-DHB)进行洗选,得到不同的洗选产品,并进行了可选性评定.对不同产品中氟和氯的含量进行分析,研究了洗选过程中氟和氯的迁移和脱除特性.分析了贵州煤中氟和氯的赋存形态,研究了氟和氯与无机矿物质间的亲和特性,以及浮沉洗选方法对氟和氯的脱除效果,进行了可脱除性分析.结论:对于贵州煤样SC-DHB,当精煤灰分为10.0%时,可选性等级为"中等可选";当精煤灰分为13.0%时,可选性等级为"易选";氟主要以无机形态赋存于携氟矿物中,在洗选得到的产品中表现出良好的无机亲和特性;氯大部分以无机形态存在,小部分以有机态存在,在洗选得到的产品中亲无机特性强;氟和氯的可脱除性分析显示,理论精煤灰分为12.07%,处于"中等可选"与"易选"之间:对于氟和氯质量分数不是很高的煤,经过洗选,其氟和氯质量分数可达到较低水平.     

煤粒多尺度孔隙中瓦斯扩散机理及动扩散系数新模型

为解决经典扩散模型不能准确描述煤粒瓦斯全时扩散的科学问题。采集我国典型矿区的代表性煤样,开展了各种条件下的煤粒瓦斯扩散实验。采用经典扩散模型拟合实验表明,某时刻前,扩散率的实验值大于理论值,此时刻后,实验值小于理论值,此规律惟一。经典扩散模型不能准确描述瓦斯扩散全过程,误差极大,进而发现了煤粒瓦斯扩散系数随时间延长而衰减的特有现象。为此,提出了煤粒多尺度孔隙分布的新物理模型,新模型假设煤粒中孔隙呈非均质多尺度形态分布,并具有自相似分形结构,这种多尺度分形结构孔隙决定了煤粒扩散系数的多级分布,进而决定了瓦斯宏观扩散力学机理,即,煤体由表及里,孔隙由大到小分级分布,其扩散系数亦相应的由大到小逐级递减。扩散初期,瓦斯从扩散系数较大的大孔隙中快速逸出,扩散后期,从扩散系数较小的小孔隙中慢速逸出,直至深达微孔内部。正是这种逐级递减的孔隙形态及相应的多级扩散系数分布,形成了瓦斯扩散系数随时间延长而衰减的扩散机理。根据这一物理假设,引入初始扩散系数D0、扩散系数衰减系数β两个参数反映扩散系数动态衰减特征,提出了动扩散系数数学模型,经200余组数据检验,新模型能较准确描述各条件下的煤粒瓦斯(CH4,CO2,N2)扩散全过程。新模型涵盖了经典单孔隙扩散模型和双孔隙模型,将其推广到了多孔隙维度,并能解释经典单孔隙扩散模型出现的问题,新模型在准确性、简单性、解释性、预测性上优于国外双孔隙模型及其它经验公式。多尺度动扩散系数扩散模型为准确计算瓦斯(煤层气)含气量、储量、突出预测指标,解释各种条件下的瓦斯扩散机理提供了新物理模型和计算新方法。     

煤系脉体包裹体地球化学特征——山西南部高煤级煤区域热变质成因探讨

通过对山西南部晚古生代煤系脉体流体包裹体形成温度、压力、气相和液相成分、稳定同位素组成等地球化学特征的研究，探讨了该区高煤级煤形成的区域古地热场背景．结果表明：该区在燕山中期存在着高热异常古地热场，导致其形成的附加热源可能主要来源于岩浆侵位于地壳不同深度造成的热传导；异常古地热场与正常古地热场背景的叠加，是造成了本区“东高西低、南高北低、高煤级煤展布于东部和南部”的煤级现代分布格局的主要原因．     

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。     

燃煤过程中元素的分异特征与淋滤实验研究

运用AFS,INAA,ICP-MS,ICP-AES,XRD等方法分析了宁夏石嘴山电厂原煤、飞灰、底灰中硫等43种元素的含量与矿物组成,基于燃烧与淋滤实验,探讨了这些元素的燃烧分异特征及As等11种有害微量元素的淋滤行为.结果表明:元素在燃煤固体产物中的分布主要受其挥发性与赋存方式控制.燃煤过程中元素的挥发程度与其单质及其化合物的沸点或熔点的高低有关,易挥发的、以有机相赋存的以及赋存在亚微米/纳米级矿物中的元素(如Al和Na)向细粒飞灰中富集,而大多数元素基本不挥发,在飞灰与底灰中均匀分布.在877～1300℃的燃烧温度,元素As,Cr,K,Mg,Mn,Mo,Pb,Sb,Zn的挥发率受影响显著;煤及其燃烧产物中微量元素的淋滤行为主要与其自身的地球化学性质以及赋存状态有关.飞灰、底灰受酸性介质淋滤时,低挥发性的元素有低的淋出,而挥发性较高的元素易于淋出;AS,Br,Cd,Cu,Hg,Pb,S,Sb与Se在燃煤过程中有较高的挥发率,Co,Cd,Ni,Mo及U在酸性介质中的淋出质量浓度超过有关水环境质量标准,存在环境危害潜势.