灰化酸溶-电感耦合等离子体质谱法测定煤炭中的镓锗铟

准确测定煤炭中的镓、锗和铟为煤炭中稀散元素的地球化学勘查提供了重要依据,对稀散金属的综合利用具有重要的经济意义。采用现有的分析方法处理煤炭样品时,由于镓、锗和铟灰化温度不同,而锗的灰化条件严格,测定结果受灰化温度影响大,因此三元素不能同时进行前处理和测定。本文通过试验优化了煤炭中镓、锗、铟的最佳灰化温度为625℃;采用硝酸-硫酸-氢氟酸溶解灰分,8 mol/L硝酸进行复溶,避免了锗的挥发损失;通过优化仪器工作条件和干扰实验,以103Rh为内标元素,选择71Ga、74Ge和115In作为测定同位素,消除了各元素的干扰,建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定煤炭中镓、锗和铟的分析方法。结果表明:镓、锗和铟的标准曲线线性相关系数均在0.9999以上,三元素检出限分别为0.004、0.003、0.002μg/L,精密度为1.17%~3.15%,加标回收率为96.6%~102.0%。应用本方法分析标准物质GBW07363、GBW07457和GBW07428的测定值与认定值相符。与传统的分光光度法和原子吸收光谱法比较,本方法操作更为简便快速,具有更低的测定下限,并且可以多元素同时测定。     

电感耦合等离子体质谱法精确测定地质样品中的微量元素镓

应用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)对地质样品中微量元素镓进行测试分析时,存在两方面问题:一是不同消解方法各有不足,密闭式消解不能批量处理样品,而敞开式消解过程繁杂;二是质谱测试时需要选择⁶⁹Ga还是⁷¹Ga,确定扣除哪些干扰和相应的扣除系数,这些因素使地质样品中镓元素的测试精度不高。本文基于一般地质样品中有机质含量低的特点,针对ICP-MS分析方法提出:①使用氢氟酸、盐酸、硝酸、高氯酸四种酸混合消解样品,采用半密闭式酸分解法,通过调整加热温度、用酸量、用酸比等加快反应进程,少量的有机质在强酸加热消解时能够反应完全,而不必要进行灰化处理;②采用丰度为39.9%的⁷¹Ga进行测试,使用经验系数0.005,利用⁵⁵Mn¹⁸O对⁷¹Ga位置扣除⁵⁵Mn¹⁶O的干扰。方法精密度在3%以内,方法检出限为0.06 μg/g。本方法简化了样品消解过程,并可批量处理样品,降低了分析成本,在准确测定镓元素的同时还能理想地测定其他微量元素和稀土元素。     

抗坏血酸为基体改进剂石墨炉原子吸收光谱法测定金矿区植物样品中的痕量金

应用石墨炉原子吸收光谱法(GFAAS)测定地球化学样品中的低含量金具有较高的准确度,但用于测定植物样品中痕量金时,传统方法的称样量较大(20 g),样品在马弗炉中灰化不完全,检出限较高(0.29ng/g)。本文确定了应用GFAAS分析金矿区植物样品中痕量金的测定条件,石墨炉的升温程序为:金的灰化温度1000℃,原子化温度2000℃,以抗坏血酸为基体改进剂,瓷坩埚为灰化器皿,且将样品的灰化温度降低到500℃,灰化时间2.0 h,确保了样品灰化完全且待测元素不发生挥发损失。本方法称样量较小(5.0 g),检出限为0.03 ng/g,精密度为6.8%~11.9%,加标回收率为83.8%~104.7%。经过金矿区实际植物样品试验,发现不同植物对金的富集能力相差较大,其中玉米植株对金的富集能力强。     

淮北煤田任楼煤矿煤的热解影响因素及成焦特性

煤热解是一个复杂的物理化学变化过程,而煤在不同条件下的热解过程有所差异,对后期的成焦也有所影响。分析了淮北煤田任楼煤矿煤样在不同升温速率、不同粒径范围的条件下从温度30℃到1 000℃过程的热解特征。结果表明,升温速率从2K/min增大到40K/min时,煤样热解降解率从25%下降到20%;3种粒径范围的煤样热解变化曲线基本一致,最终失重率有微小的差别,两种实验条件的改变对煤样整个过程的降解趋势影响不大,热解速率都在450～500℃区间达到最大值。研究认为,不同的升温速率对煤热解的影响很大,而粒径对其影响较小;缓慢的升温速率、细小的粒径可以让煤样热解更充分,反应更完全,但成焦效果较差。该研究结果为烟煤的生产技术和利用效率提供了依据。     

新疆准东煤田中侏罗统煤系镓元素的分布特征及赋存机理探讨

随着大型煤系稀有金属矿产的发现,煤中伴生微量元素的研究受到广泛关注,但目前对我国西北地区的煤系地层中稀有元素的研究程度较低。选取新疆东北部的准东煤田为研究区,基于煤样的煤质分析和微量元素数据,研究了煤中镓的分布规律、赋存特征及富集成因。研究表明：(1)准东煤田的中侏罗统煤层中镓明显富集。12个矿区煤中镓平均含量在20.78~47.98 μg/g,大多高于或接近煤中镓的边界品位(30 μg/g)。(2)煤田中镓的分布规律性明显。平面上,盆地周围煤中Ga含量较中部矿区高,特别是东北部和西南部由于分别受克拉美丽山和博格达山物源区的影响,煤中Ga含量异常高,部分区域超过了60 μg/g,而中部矿区(ZD10740、ZD10464、ZD10407和ZD10841)的煤中Ga含量表现为从矿区边缘向中心逐渐富集;垂向上,大部分矿区煤中Ga含量从中侏罗统底部向上降低,而受到早燕山运动影响,靠近博格达山的矿区(ZD10740)表现相反。(3)煤中Ga主要以高岭石为载体,部分Ga也存在煤的有机质组分中。镓主要以细粒物质(胶体或有机络合物形式)搬运到沉积盆地,在潮湿覆水沉积条件下发生聚积。     

热失重分析中烧失率的地质意义初探——以海拉尔盆地贝38井南屯组一段泥岩为例

海拉尔盆地贝38井南屯组一段20块泥岩样品中出现5块烧失率异常,其烧失率达8.812%～18.770%,为其它样品的2～4倍。对异常样品作进一步烧失试验:0～400℃区间,烧失强度都较低,说明粘土矿物的吸附水、层间水及有机质的可溶烃含量都较少;400～500℃区间有2块样品的烧失强度明显异常,表明其有机质含量明显偏高;500～950℃区间,另2块样品的烧失强度特别高,这是由于其中的伊利石结构水脱失所致。该地层的微量元素Cu/Zn、Sr/Ba、V/Ni和常量元素Mn/Ti、MnO2随深度的变化与烧失率曲线有极好的相关性。烧失率异常可指示氧化—还原环境或水体深浅变化以及判别水体的盐度。     

氮气气氛下黄铁矿热分解的矿物相变研究

通过差热-热重分析、X射线粉末衍射（XRD）及磁化率分析等手段,对天然黄铁矿样品在氮气中受热发生的矿物相 变过程进行了综合研究。不同温度下黄铁矿煅烧产物的XRD物相分析结果显示,低于500℃时,黄铁矿无显著变化;随着 温度的升高（500~600℃）,黄铁矿开始转变为单斜磁黄铁矿,进而生成六方磁黄铁矿,磁化率显著升高;700℃~800℃的 煅烧产物主要为六方磁黄铁矿,磁化率明显下降,直至900℃进一步形成更稳定的陨硫铁（FeS）,磁化率接近于零。在黄 铁矿物相开始转变的温度（500~600℃）区间,黄铁矿生成单斜磁黄铁矿的速率大于单斜磁黄铁矿转化为六方磁黄铁矿的速 率;高温（700~900℃）时,黄铁矿转化为单斜磁黄铁矿的速率低于单斜磁黄铁矿转化为六方磁黄铁矿的速率,表现为黄铁 矿直接生成六方磁黄铁矿。     

西南晚三叠世煤田煤中镓的分布和煤层氧化带内镓的地球化学特征

从见到的国内外文献看,对镓的研究主要在于统计煤或煤灰中镓的不同含量的分布情况。不少学者认识到镓和铝的地球化学性质很接近,因而在考查不同岩石、矿产中镓的地球化学特征时很注意镓、铝比值(Ga·10~4/Al,用KGA表示)特点。但是,对煤中镓的研究却很少,列举煤的KGA值数据。大量事实表明,无论是岩浆作用和表生作用带内,Ga、Al     

铝土矿中镓的浸取工艺研究

采用盐酸溶液介质，研究了从铝土矿石中浸取镓的工艺条件。实验结果表明：铝土矿石碎样在温度为500℃时恒温煅烧3h，然后用6mol/L的盐酸浸取12h，取的固液比为1：2．5的条件下，镓的取率可达94％以上。     

微生物提高煤层气产量模拟实验研究

为解决微生物对煤层产气量的影响,通过对不同煤阶煤岩进行生物气模拟实验发现,在实验室条件下煤中微生物能利用自身物质进行生物产气。通过设置不同温度实验发现,在35℃条件下产气量要大于15℃时的产气量,说明35℃的温度更适合微生物利用煤样产气。在进行定量实验后发现,在添加外源营养物质或外源菌类的条件下能提高煤的产气量。在添加外源菌种的条件下,增产比例可达115%,而通过添加营养物质增产比例可达144%。      

煤层成因和煤相研究历史回顾及其研究现状

简要回顾了国内外煤相研究的发展历史，讨论丁煤相研究的主要内容，从煤岩学、沉积学、地球化学及古植物学等4个方面总结了煤相类型划分的主要依据，在此基础上对目前煤相研究的主要方法进行了归纳。     

应用成煤构造理论 杨梅山矿找煤告捷

笔者应用历史－因果论的成煤构造理论，采用历史分析法和动力分析法相结合的方法，在构造复杂的杨梅山矿区找煤，使一对老矿山增了储量，延长了寿命，使一对已报废的矿井重见曙光。     

新汶煤田汶南井田滑动构造发育规律

简述了滑动构造在山东研究的现状,总结了注南井田地层结构、地质构造特征及滑动构造对煤矿生产影响的情况,研究了滑动构造在汶南井田的发育规律,结合汶南井田滑动构造发育的特点,提出了该滑动构造发育的邻近规律,并根据这些规律,预测了滑动构造对汶南井田11煤层及13煤层开采的影响。      

新疆哈密三塘湖特大整装煤田中—下侏罗统煤层煤质及煤相特征

新疆哈密三塘湖盆地独特的沉积-构造背景及丰富的煤炭资源,近年来倍受煤田地质学家的重视。随着2009年三塘湖煤田勘查项目作为全国最大的整装煤田勘查区全面开工,三塘湖盆地煤炭勘查取得重大突破,截止2012年,勘探工作获得1000m以浅资源量5144356.30万吨,其中,中侏罗统西山窑组煤层(2~20号)煤层资源量为3739272.74万吨,2000m以浅资源量1200亿吨。本区主要煤层有长焰煤、不粘煤,其中以长焰煤为主,分布广泛,全区发育,不粘煤次之,具有低水分,特低-中灰分,中高-高挥发份,特低-低硫,特低-中磷,中热值-特高热值等特点。此外通过煤相特征分析得出西山窑主力煤层是由开阔水域沼泽向潮湿森林沼泽的过渡,八道湾煤大都处于潮湿森林沼泽内,凝胶化作用西山窑煤相对弱一些,植物结构保存较完整。确定了三塘湖盆地中下侏罗统沉积环境主要为湖泊—湖泊三角洲过渡相,早中侏罗世沉积古气候逐渐变为温暖潮湿,适合成煤植物大面积生长,同时中下侏罗统沉积受到较弱的构造拉张应力影响,聚煤中心表现为由汉水泉凹陷逐渐向条湖凹陷迁移的特征。     

贵州织纳煤田以那架勘探区煤中硫与煤相分析

煤岩成分和煤岩类型，尤其是显微煤岩类型和显微煤岩成分的含量与分布最能反映沼泽的环境条件，它们隐含了泥炭沼泽形成时的诸多信息。讨论了以那架勘探区煤中硫与煤岩特征、煤中硫与沼泽微环境的关系，分析了煤中形态硫的分布特征，初步划分了本区成煤沼泽类型。     

济宁煤田煤中氯的分布、赋存及富集因素研究

氯是煤中普遍存在的一种元素, 氯的含量与分布影响着煤的加工与利用.通过对济宁煤田各主要可采煤层中氯含量的分析可知, 研究区属低氯煤层, 氯含量的高低及分布与煤层空间位置、成煤植物、沉积环境和地下水活动等因素有着重要的关系.同时, 对氯在煤中的赋存状态进行了研究, 通过氯与有机显微组分、灰产率等指标的相关性计算, 得出研究区煤中的氯与有机显微组分成正比, 与灰产率成反比, 说明氯主要存在于煤的有机质中, 并且主要是存在于镜质组分的微孔隙中.      

宁夏红墩子矿区煤质特征及工业用途评价

红墩子矿区位于银川市黄河以东,矿区面积较大,煤炭资源量可观。从煤的物理性质、煤岩特征、煤的化学性质和工艺性能等方面分析,认为矿区的煤具有高挥发分、中—高灰、低—高硫、低磷、中热值、中—强粘结,高热稳定性、高软化温度灰、较难磨、较难选的特点,煤类为气煤,原煤或浮选后的精煤可作为炼焦用煤、动力用煤、气化用煤等。     

重庆长河碥煤矿晚三叠世2号煤中微量元素的赋存状态

为了探讨煤中微量元素的赋存状态和地质成因,本文运用电离耦合等离子体质谱(ICP-MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、X射线荧光光谱(XRF)、冷原子吸收光谱(CV-AAS)、离子选择性电极法(ISE)、逐级化学提取试验(SCEE)等,研究了重庆长河碥矿晚三叠世须家河组2号煤层中微量元素的含量、赋存特征及其影响因素.发现该煤层中As(12.9 μg/g)、Cu(125 μg/g)、Cr(72 μg/g)、Ni(63 μg/g)、Pb(111 μg/g)等元素富集;逐级化学提取结果显示,煤层中Pb主要赋存在低温热液成因的黄铁矿脉中;Cr主要存在于粘土矿物中,Cr可能与陆源碎屑供给有关;Cu不仅与粘土矿物有关,也与煤中黄铁矿有关.表明低温热液流体和陆源碎屑供给对该煤中主要微量有害元素的含量和赋存特征起了决定作用.     

乌达煤田雾冰藜汞的初步调查

50多年前内蒙古乌海市乌达煤田随着工业采煤出现了煤层自燃亦称地下煤火,历经曲折的一轮又一轮治理,目前仍有火点分布。笔者等在深入煤田腹地调查基础上采用Lumex RA-915M/PYRO-915+汞分析仪检测了298件当地的戈壁草本植物雾冰藜(Bassia dasyphylla)的叶和茎样品。结果是:火点附近雾冰藜的叶汞含量总均值达到903ng/g,茎汞328ng/g;远离火点的煤田公路沿线雾冰藜的叶汞为131ng/g,茎汞62ng/g。表明:乌达煤田存在空气汞污染;污染源是区内煤层自燃;污染水平介于典型汞矿区与垃圾焚烧厂附近环境之间。建议:一年生草本雾冰藜有潜力成为空气汞污染的生物指示;它作为荒漠先锋植物很可能适于中国北方地下煤火的环境地球化学研究和调查。