煤中有害微量元素的赋存状态

基于前人资料的分析总结，系统探讨了煤中Ag等26种有害微量元素的赋存状态。研究结果表明：煤中有害元素或多或少都与无机质、有机质有联系，只是联系程度不同。有些在地壳中被认为彼此关系不大的元素，在煤中却密切相关。煤中B、Be、Br等主要以有机相赋存，其它有害元素主要与矿物质有关。     

兖州矿区煤中某些微量元素的赋存状态研究

微量元素的赋存状态决定其在煤的加工利用过程中释放的难易程度和毒性，弄清其在煤中的赋存状态，对准确评价元素的工艺性能、环境影响、作为副产品的可能性以及在地质意义上都是十分重要的。分析了微量元素在煤中的有机亲合性，采用数理统计方法，求得了微量元素与煤中有机显微组分、三态硫、灰分之间的相关性，并在浮沉实验的基础上，分析了微量元素的存在状态，通过研究向知，Ge、Ga、U、V、Cu、Th、Pb和Zn主要以无机态存在于煤中，F和Cl可能以有机态存在为主，As无机态和有机态存在的机率相似。     

伊犁煤中潜在有害元素的分布及赋存特征

利用电感耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)和粉末X射线衍射(XRD)对伊犁盆地48个煤样中常微量元素和矿物含量进行测试,重点探讨As,Cd,Cr,Ni,Pb,Se,Be,Co,Mn,Sb,Th和U等12种潜在有害元素分布及赋存特征。结果表明:1伊犁煤中Mn和Co含量均值接近或超过世界煤和中国煤中Mn和Co含量均值,其他元素均低于世界煤和中国煤含量均值,尤其Se和Cd含量在各样品中均低于检测值;2伊犁煤中Be,Cr,As,Pb,Th和U以铝硅酸盐结合态和碳酸盐岩结合态存在,Mn主要以碳酸盐岩结合态存在,Co和Ni在木斯乡煤中主要以有机结合态存在,在其他伊犁煤中主要以铝硅酸盐结合态存在。     

河北开滦矿区晚古生代煤对CO2 和CH4 气体吸附模型探讨

对河北开滦矿区不同变质程度的煤进行了纯CO2和纯CH4气体等温吸附实验,并用Langmuir模型、三参数BET模型和吸附势理论模型（DR,DA）对煤的吸附实验数据进行了拟合,检验了各模型的拟合程度。结果表明：中煤阶烟煤的马家沟矿9号煤（Ro, ran = 1.21%）对CH4和CO2吸附能力比低煤阶烟煤的林南仓矿11号煤（Ro, ran = 0.58%）的吸附能力大;在相同压力下,同一煤样对CO2的吸附能力明显大于对CH4的吸附能力。马家沟矿9号煤对CO2和CH4的等温吸附线具有典型的I型特征,各模型对其吸附行为拟合误差相差很小,可用Langmuir方程描述;林南仓矿煤等温吸附线较复杂,因用Langmuir描述误差较大,应优先选择误差较小的吸附势理论DA模型来描述其吸附行为。9号煤对CH4和11号煤对CO2和CH4的吸附均以单分子层吸附为主。     

淮南矿区煤中12种微量元素的赋存状态及环境效应

为研究淮南矿区煤中微量元素的赋存状态和环境效应,在淮南矿区7个矿井共采集17个样品,采用电感耦合等离子质谱仪（ICP-MS）测定了12种微量元素的含量,分别利用聚类分析和因子分析,结合其地球化学性质,讨论了它们的赋存状态,并采用静态燃烧实验研究其挥发性。结果表明:研究的元素没有异常富集;Zn和Cu赋存于闪锌矿中,Cr、Pb和Cd被粘土矿物吸附,Ba可能赋存于铁白云石和方解石中,Ni、Mo、Co和As主要赋存于黄铁矿中,Be和Se以有机结合态存在;研究的元素大多不易挥发,但Zn和Pb易挥发,且含量较高,环境危害较大,Zn和Pb分别赋存于闪锌矿和粘土矿物中,可通过洗选脱除减小其危害。     

淮南煤田深部A组煤中有害微量元素地球化学特征

以淮南煤田深部A 组煤为研究对象,全层刻槽采集了煤、夹矸和顶底板岩石样品,采用电感耦合等离子质谱仪 （ICP-MS） 测试分析了样品中13 种有害微量元素的含量,对比研究了其分布特征,结合Tessier 五步形态提取法和相关性分 析探讨了煤中有害微量元素的赋存形态。结果表明：（1） 与中国上陆壳中各种微量元素含量均值相比,淮南深部A 组煤中 B,As,Se,Mo,Cd,Pb,Hg 的富集系数均大于1,在A 组煤中表现为富集;A 组煤中B,As,Se,Cd 的含量均高于淮南煤 田上部B 组煤、华北煤以及中国煤中的含量均值;（2） 相关性分析和逐级提取实验结果表明,A 组煤中微量元素主要以残 渣态和铁锰氧化物结合态存在,两者质量分数之和达到55%~98%,其中Ni,Mo,Cd,Hg,Cu,Pb 和Zn 主要赋存于硫化物 矿物中,Mn 主要赋存于碳酸盐矿物中,V,Cr,Se,B 和As 主要赋存于硅铝酸盐等黏土矿物中。（3） B 元素示踪物源及沉 积环境结果显示,淮南煤田深部A 组煤成煤环境为海相咸水沉积环境,稳定的咸水沉积环境以及受海水影响等因素导致A 组煤中微量元素出现不同程度的富集。     

煤中铀的赋存分布及其在利用过程中的迁移特征

煤炭与铀两种资源在空间配置和成矿上有关联性,其合理开发利用及污染控制是我国国民经济和社会持续发展的重大需求。基于大量文献调研及前期研究成果,探讨了铀在煤中赋存分布及其在洗选、燃烧、淋滤过程中的迁移特征,取得一些认识：①煤中铀的富集成矿与成煤大地构造演化相关联,西南富铀煤主要与峨眉山玄武岩及断裂构造有关;西北富铀煤一般分布在拗陷和断拗陷盆地开阔地带一侧并与上覆砂岩型铀矿有关。②煤中铀主要与煤中有机质（主要是腐殖酸）结合,富铀煤中铀可以微细粒含铀矿物形式存在,并与有机硫、硫化物紧密共生,故在选煤过程中,无论重选还是浮选,其洗选脱除率均不高（最高为68.3%）,部分煤浮选时铀甚至富集到精煤中;在煤燃烧过程中,铀或多或少都会以气相形式挥发到大气中。③富铀煤一般也同时富集V、Mo、Se、Re、Cr等高价态变价元素,这与有机体深埋分解造成的强还原环境有关,对于那些不变价元素如Sc、Y、La等的沉淀富集主要与腐殖酸形成的酸化条件有关;这些共生组合元素,在富铀煤的分选及煤矸石的淋滤过程中表现出一致的迁移行为。④电厂燃煤过程中铀主要富集（呈数量级的增加）到飞灰和底灰中,粉煤灰中铀淋出浓度一般随淋滤液pH的增加呈降低趋势,其萃取率随灰化温度的升高呈现降低趋势。研究结果为铀资源利用和环境污染控制提供参考和依据。     

石英中有害杂质元素分布特征和赋存状态及提纯方法

对石英原料的加工分选提纯,是获得高纯石英原料的主要途径,而有关对石英晶体中有害杂质的分选提纯,国内对这方面的工作较少。根据水晶、石英的ICP分析结果,对水晶石英晶体中的有害杂质元素主要种类、分布特征、在晶体中的赋存状态及提纯方法,分别进行了讨论。     

晋北-宁北煤中痕量元素的地球化学特征

应用仪器中子活化 (INAA)、电感耦合等离子体原子发射光谱 (ICP- AES)和原子吸收光谱 (AAS)等方法测定了晋北-宁北一线 5对矿井、 2个露天矿、 5个电厂和 3个洗煤厂煤中环境敏感性痕量元素的含量;通过与中国土壤、其他地区煤以及世界范围煤中痕量元素含量进行对比,总结了研究区痕量元素的分布、富集特征,得知部分地区煤中 Hg、 Cd和 Se的含量较高,在燃烧利用过程中可能对环境造成影响.通过分析痕量元素与灰分、挥发分的相关性以及痕量元素间、痕量元素与 Al、 Fe和 Sp的相关、聚类特性,探讨了痕量元素间及其与矿物质间的亲合性及赋存特征.     

湘西花垣铅锌矿田李梅矿区地质特征及闪锌矿中分散元素的富集规律

湘西地区矿产资源丰富,是湘西-鄂西多金属成矿带的重要组成部分.湖南花垣铅锌矿田位于上扬子地台东南缘,为国家级铅锌矿整装勘查区.本文利用常规显微镜观察和电子探针分析手段,对湖南花垣铅锌矿田李梅矿区矿床矿石结构构造特征及矿物的分散元素镉锗镓进行了分析研究,认为矿床以富集镉为特征,锗和镓的富集程度较低.镉主要富集于闪锌矿中,锗和镓主要富集于方铅矿中.在原生硫化物闪锌矿、方铅矿和黄铁矿中,分散元素镉、锗、镓主要以类质同象形式存在,未发现其独立矿物.分散元素富集特征与MVT 型矿床类似.花垣矿床中镉高度富集,是研究分散元素镉的地球化学特征的理想地区.     

云浮黄铁矿利用过程中微量毒害元素的环境化学活动性

为了解云浮黄铁矿利用过程中微量毒害元素的环境地球化学行为，客观评价它们对环境质量的影响，利用元素结合形态的连续提取实验方法，分析了云浮黄铁矿及其工业废渣中Co,Ni,Cu,Zn,As,Se,Cd,Sn,Sb,Pb和Tl等11种毒害元素的形态及化学活动性。结果表明，黄铁矿中大部分微量毒害元素都有着极强的化学活动性，各元素活动态浸出比例依次为Co96.3%,Se91.9%,Cu90.3%,Cd90.0%,Pb89.7%,Zn88.6%,Sb82.5%,Ni80.6%，Sn70%,Tl55.1%和As31.9％，元素As和Tl主要赋存于硫化物和硅酸盐矿物相中，另有少量的Cu,Pb和Sb可能赋存于碳酸盐矿物相中，其他元素则主要赋存于硫化物矿物相中。与黄铁矿相比，飞灰和灰渣中各元素可交换态和碳酸盐结合态所占的比例明显减少。废渣中各元素的化学活动性表现出很大的差别，其中Cu,Zn和Cd的化学活动性最强，活性态浸出比例在90％以上；其次是Co,Ni,Se,Pb和Tl，浸出比例在50％左右；Sb,As和Sn的稳定性较高，浸出比例分别为1％、5％和14％左右；飞灰中微量毒害元素的活动性均高于灰渣。     

古泥炭沉积环境及其对微量元素的控制:以宁武煤田东露天煤矿11#煤层为例*

古泥炭形成时期沉积环境对煤中微量元素的富集具有重要的影响,而煤相和相关地球化学参数是指示古泥炭沉积环境的重要标志。以宁武煤田平朔矿区东露天煤矿11#煤层为例,利用煤相参数、地球化学参数和矿物学特征对东露天11#煤层的古泥炭沉积环境进行了重建,并探讨了沉积环境对微量元素富集的影响。结果表明: (1)东露天煤矿11#煤层煤相类型包括障壁岛潟湖低位沼泽相、下三角洲平原低位沼泽相和上三角洲平原低位沼泽相3种类型,受海侵影响,沼泽水体pH、古盐度、氧化还原状态和水动力条件呈现动荡变化; (2)11#煤层中元素Li(平均133.50 μg/g)、Zr(平均198.12 μg/g)和Pb(平均60.76 μg/g)含量远高于世界硬煤; (3)微量元素在11#煤层剖面中表现为2种不同的组合,即Li-Zr-Nb-Ta-Hf组合和Pb-Cu-Ga-Ge-Tl-REY组合,前者主要在DLT-11-2、DLT-11-6和DLT-11-10这3个层位富集,这些层位具有相似的沉积环境,为海水(咸水)、酸性、缺氧—还原、水动力较强、硫含量相对较低的障壁岛—潟湖低位沼泽相,而后者主要在DLT-11-0、DLT-11-4和DLT-11-8这3个层位富集,沉积环境也相似,为海水(咸水)、碱性、氧化或缺氧、水动力较弱、硫含量相对较高的下三角洲平原低位沼泽相。该成果将为含煤盆地关键金属矿产资源的勘探开发和煤炭资源的清洁利用提供理论依据。     

准格尔煤田串草圪旦煤矿5号煤元素地球化学特征

为研究准格尔串草圪旦5号煤微量元素地球化学特征,采用光学显微镜、扫面电子显微镜和X射线衍射（XRD）方法观测煤中矿物组成及形态特征,应用电感耦合等离子质谱（ICP MS）方法测定煤中多种微量元素含量,运用数理统计方法研究微量元素在煤中的赋存特征。结果表明：5号煤中Li、Be、F、U、Hg 5种元素相对富集,含量高于研究区6号煤及中国煤中含量水平。5号煤中Li、F、Ga、Se无机亲和性强,Be、As、U为亲有机元素;Hg与硫含量显著正相关。各元素在煤中主要以有机结合态、无机结合态和硫化物结合态赋存。     

河北开滦矿区晚古生代煤对CH_4/CO_2二元气体等温解吸特性

研究了河北开滦矿区不同变质程度的煤对不同配比CH4/CO2二元气体等温解吸特性,并用扩展Langmuir方程的推论计算了CH4/CO2二元气体各组分在吸附相中的浓度,分析了其变化特征。结果表明:在开滦矿区煤对CH4/CO2二元气体解吸过程中,中等变质程度煤(Ro=1.21%)对混合气体的吸附能力大于低变质程度煤(Ro=0.58%),且混合气体中CO2浓度越大,总吸附量越多。吸附相中CH4的相对浓度是逐渐降低的,CO2的相对浓度是逐渐升高的。开滦矿区中等变质程度煤相对于低变质程度煤,用CO2气体置换煤层中CH4,可以获得较高的单位压降CH4解吸率,注入CO2的量越多、相对浓度越高,其置换效果就越好,更适于往煤层注入CO2提高煤层气产量技术的实施。     

陈家山矿煤中微量元素和稀土元素地球化学特征

通过对陈家山煤矿中下侏罗统延安组4^#主采煤层中微量元素和稀土元素的测试分析,发现煤中富集亲花岗岩的钨钼族元素W、Mo、Bi、Sn、Ba、Sr和Li,说明该区煤系形成期间的陆源碎屑主要来自花岗岩和花岗片麻岩等中、酸性岩石。4^#煤中ΣREE平均值为98.2×10^-6,稀土元素分布模式十分相似,呈左高右低的宽缓“V”型曲线,Eu负异常明显,反映出稀土元素与陆源碎屑岩关系密切,成煤期间稀土元素来源一致,陆源物质的供应相对稳定。     

安徽二叠纪龙潭组煤中潜在毒害元素分布的因子分析研究

运用因子分析法对安徽二叠纪龙潭组煤层中S、Fe、As、CA、Se、Hg、Ti和Zn等的分布规律进行了研究,研究了这些潜在毒害元素的相关关系,并结合元素地球化学知识给出了这些元素在煤中赋存状态的信息。结果表明:煤层中Pb以方铅矿形式存在于煤中;As、Hg、Sb主要赋存于次生黄铁矿中;Zn和Se主要赋存于闪锌矿中;从元素地球化学性质上讲,Cd应赋存于闪锌矿中,但由于其在煤中的含量较低,造成分析数据的误差较大,从而掩盖了它与Zn之间的相关关系;Ti的赋存状态较为复杂。     

吉林白山地区原煤微量元素地球化学特征

对吉林白山地区煤矿主采煤层中的As、B、Ba、Cd、Cu、Hg、Pb、Se、Sr等微量元素进行了分析,结果表明:太原组与山西组由于成煤环境不同,微量元素组成及其质量分数存在一定的差异,太原组原煤中As、B、Hg、Pb、Se、Zn的质量分数明显高于山西组,山西组原煤中Ba、Cr、Cu、Mn、V的质量分数明显高于太原组。白山地区原煤中As、B、Hg、Pb、Se的质量分数明显高于地壳元素平均值,呈富集状态;Co、Cd与地壳平均值接近,其他元素均亏损。与全国煤中微量元素的质量分数平均值相比,As、Ba、Co、Cr、Cu、Hg、Ni、Pb、Se、V、Zn的质量分数高于全国平均值。B、Mn、Sr质量分数低于全国平均值。微量元素赋存状态及相关分析表明,Fe与亲硫有害元素As、Cu、Hg、Pb、Se具有显著相关关系,说明煤中黄铁矿及其他硫化物是许多有害微量元素的重要载体。     

煤矸石中微量元素的地球化学行为

以兖州矿煤矸石中微量元素的淋滤作用及析出含量为例,分析了微量元素在洗选过程和淋滤作用下的分布、迁移规律等地球化学行为。在用不同的pH值酸性溶液作淋滤实验时发现,pH值对微量元素的析出影响很大。研究还发现土壤中微量元素的富集量随着距矸石堆距离的增加呈明显的下降趋势。     

Mobility of some potentially toxic trace elements in the coal of Guizhou, China

 The mobility of 10 potentially toxic trace elements (PTTE), As, Cd, Cr, Cu, Hg, Ni, Pb, Se, Tl, and Zn from 32 coals of the Longtan Group formed in Permian Period in Guizhou Province, China was investigated using sequential extraction procedures. The results demonstrate that PTTEs such as Hg, As, Se, Cd, Cu, and Pb have the highest mobility at surface conditions, and the average extractable fractions of them are 86%, 95%, 79%, 76%, 69%, and 69% of the total amount in coal, respectively. The elements in coal with the lowest leachability include Tl, Cr, and Ni, and the average extractable fractions of them are 30%, 20%, and 29% of the total amount in coal respectively. Zinc has an intermediate behavior, and the average leachable fraction of it accounts for 46% of the total amount in coal. The results demonstrate that mobility of PTTE in coal depends on the speciation of these elements. The elements associated with sulfates, carbonates, sulfides and some organic matter in coal show the highest extraction rates during the weathering process, while elements with silicate affinities are inert at surface conditions. Received: 29 December 1998 · Accepted: 10 November 1998