煤中镓的地球化学研究进展

镓是煤中可利用的伴生元素之一。通过研究我国煤田中镓的分布特点,将其在煤层中的富集情况划分为区域富集和全段富集,并从煤岩类型、矿物组成、元素对比等方面分析得出镓在顶底板附近煤层富集时,与煤灰产率、灰中w(Al2O3)等多为正相关关系;当镓富集于其他位置时,该相关性不明显。对相应赋存状态和富集机理的对比分析表明,无机矿物和有机物质对镓在煤中富集有不同的作用意义,在以无机成矿作用为主的背景下,强调有机质在镓的富集初期具有重要作用。煤中镓的物质来源主要为陆源碎屑,后期地下水等作用对其有补充作用。     

中国煤中镓的地球化学特征研究

<正>煤中稀有金属元素的研究,是当今煤地质学研究的重要内容之一。在前人研究的基础上,结合全国煤炭资源潜力评价的最新研究成果,系统综述了我国煤中镓的丰度、分布、赋存状态及其富集成因。研究发现:我国煤中镓的储量加权均值为6.62μg/g,略高于美国和世界煤中镓的平均含量。不同煤田中镓的分布差异较大,总体分为煤层顶底富集分布和煤层全层富集分布;就成煤时代而言,煤中镓含量随成煤时代的由老变新有降低趋势,石炭-二叠纪煤中镓含量最高,晚侏罗-早白垩世最低,煤中镓含量随煤级升高而     

西南某含煤区晚二迭世含煤沉积中镓的地化行为及其分布特征

由于镓及其化合物在电子技术和光电子技术以及其它方面的重要用途,近20年来,对镓的需求量急剧增加,一些国家对镓的普查和提取的研究相当重视。关于镓的地球化学的研究也有了较大发展。但是,对于煤中镓的存在形式、分布规律,镓在含煤沉积过程中的行为等方面的研究很少。      

中国科学院地球化学研究所建立高精度镓同位素分析方法

正镓具有独特的地球化学性质和重要的经济价值,可用来模拟自然界中单一同位素元素铝的地球化学性质,结合铝来模拟海洋、河流、风化过程中痕量元素的地球化学行为,也可与硼共同表征陆生和海生的环境变化。镓还几乎存在于所有植物中,并表现出生物选择性。此外,单质镓被广泛应用于电子、航空、导弹工业等高科技领域,因此,供不应求的镓需求量迫切地需要探索除铝土矿、闪锌矿外的其它资源,或     

山西平朔矿区4号煤中锂、镓资源成矿地质特征研究

平朔矿区位于山西省朔州市宁武煤田北端,太原组为主要含煤地层,主要可采煤层为4,9,11号煤层,全区稳定发育。通过对剖面和钻孔采样测试,发现区内4号煤锂的平均含量远远大于中国煤中锂含量的均值,同时,镓的整体含量也比较高,达到工业品位,超常富集状态明显。4号煤中锂、镓富集可能是与矿区位于不畅通的海湾地带,海水作用较小有关,同时物源供给丰富,后期适宜的古气候条件,风化、剥蚀、搬运、溶蚀、淋滤等作用使黏土中钙、硫等流失,铝、硅、锂、镓等富集。     

中国镓矿分布规律、成矿机制及找矿方向

金属镓资源是我国优势资源, 但随着国内外需求量不断增大, 我国金属镓的后备资源逐步短缺。本文系统搜集了我国富镓矿床研究和勘查成果资料, 初步总结了我国富镓矿的分布规律、成矿机制和找矿方向。研究认为, 我国镓矿主要伴生在铝土矿、煤矿和铅锌矿之中, 以铝土矿中伴生镓最为重要。依据不同成矿作用将我国具有工业价值的富镓矿床划分为沉积型铝土矿、堆积型铝土矿、红土型铝土矿、煤矿床和碳酸盐岩型(MVT)铅锌矿等5种伴生镓矿床类型, 并总结了不同类型镓矿床的时空分布规律。时间上, 我国富镓矿床在元古宙、古生代、中生代和新生代均有发育, 以石炭纪—三叠纪、侏罗纪—白垩纪和第四纪为主。其中, 富镓铝土矿主要形成于石炭纪、二叠纪和第四纪, 以石炭纪最为重要; 富镓铅锌矿主要形成于震旦纪和寒武纪; 富镓煤矿主要形成于石炭纪和二叠纪。空间上, 我国富镓矿床主要分布在晋豫成矿区、右江成矿区、扬子陆块西南成矿区、川—滇—黔成矿带、湘西—鄂西成矿带、湘东—赣西成矿带和华北陆块北缘成矿区等7个区带中。不同类型富镓矿床的成矿机制不同, 一般在风化-沉积作用下形成富镓铝土矿, 镓与铝常以类质同象形式存在; 在生物化学沉积作用下形成富镓煤矿, 镓常以无机态、有机态和混合形式存在, 在我国多以无机态的形式赋存于勃姆石、硬水铝石等矿物中; 在热液作用下形成富镓铅锌矿, 镓可能以类质同象形式进入以闪锌矿为主的硫化矿物晶格中。根据不同镓矿的成矿作用、富集过程和地质背景, 建立了煤矿、铅锌矿和铝土矿中镓富集成矿的理想模型, 并对铝土矿、煤矿和铅锌矿中伴生镓矿进行了找矿预测, 提出了找矿方向和重点找矿区域, 其中以沉积型、堆积型铝土矿的找矿为主攻方向, 并可兼顾煤矿和铅锌矿等其他伴生镓矿床。     

古交邢家社勘探区煤中镓的分布及其地质影响因素

依据煤炭资源勘探资料,探讨了山西古交矿区邢家社勘探区石炭-二叠系煤中镓的分布状况及其地质影响因素。结果显示:研究区煤中镓的加权平均质量分数为15.87×10-6,比全球平均值要高0.5~3倍;煤层层位降低,镓含量呈明显的递减趋势。同时,煤中镓含量与灰分产率、灰分组成、硫含量及煤层厚度之间也有明显的相关关系。这些特征表明,区内煤中镓的矿物载体主要为粘土矿物,水动力较强和还原性较弱的泥炭沼泽条件可能有利于镓在煤中富集,且成煤期地壳的稳定程度也可通过一定方式影响到煤中镓的富集。      

电热石墨管炉原子吸收法测定铝土矿中镓

铝土矿中镓的测定多沿用罗丹明B光度法,无火焰原子吸收法测定镓国内外也有一些资料报导,但都经萃取分离再用石墨管炉测定。 电热石墨管炉法测定镓,其中铝的干扰严重,资料[2]曾为此选用萃取法来消除影响。其它资料对一些干扰影响萃取法事先分离。我们分析的矿物是铝土矿,其中铝对镓测定的干扰是首先要解决的问题:我们反复试验,证明铝对镓用电热石墨管炉法测定,是一种增感作用,但这种增感作用而引起     

内蒙古准格尔黑岱沟超大型煤型镓矿床的形成与物质来源

鄂尔多斯盆地东北缘黑岱沟太原组顶部6号煤层属于低等煤化程度的低硫烟煤,其中铝土质粘土岩、煤层中超 常含有勃姆铝石,发现超常含镓、超常富集稀土,7段煤层平均含Ga 44.8 μg/g、含∑REE 110.82～467.21 μg/g,显示出铝、镓、稀土元素三者地球化学行为的相似性和共生特性.是特殊地质背景与古沉积环境下的产物.研究认为,铝、镓、稀土元素三者有共同的来源:①古老基底剥蚀区,古陆富钾高铝的岩浆岩与变质岩建造;②中奥陶统顶部风化剥蚀面产出的上石炭统本溪组粘土层及铝土层中富集的镓是重要来源;③煤层系中粘土质砾岩中发现显量火山晶屑及火山灰,部分提供易分解的铝-镓物源;④下二叠统太原组海陆交互滨海-溻湖相、三角洲相、堡岛与沼湖沉积岩相古地理优越,是煤层与铝土质粘土层发育集中富集含镓的良好沉积古环境.总之,镓的物源具有多来源、继承性、分时期、有阶段复杂富集的特点.     

粉煤灰中镓的赋存状态及综合回收利用研究

镓属于分散稀有元素,随着信息产业及新能源的高速发展,世界上对镓的需求量迅速增加.分析表明近年世界镓的年需求量为300～400吨,价格在450美元.千克左右.镓在自然界含量最高的矿物锗石中也只含0.1～0.2%,不能形成独立矿床.世界镓的储量约为23万吨,国内约为18～19万吨.镓主要产于钒钛磁铁矿、铝土矿、煤或锡矿中.我国攀枝花钒钛磁铁矿镓的储量约9.24万吨,主要存在磁铁矿中含量在14×10-6～28×10-6.镓在煤中普遍存在,常共生在氧化铝含量高的煤,煤顶层、底板及夹矸中,含镓一般为10×10-6,最高可达250×10-6,工业可采品位为30×10-6.     

广西晚二叠世典型聚煤盆地中锂、镓丰度及富集因素

针对广西晚二叠世聚煤盆地中锂、镓元素地球化学异常问题,选取扶绥和贤按两个典型晚二叠世煤田,通过系统取样测试,研究煤系中锂、镓丰度,并结合成矿地质背景,分析煤中锂、镓的富集控制因素。结果表明:研究区锂和镓均有一定的工业前景,扶绥煤田锂和镓的平均丰度分别为83.5 μg/g和30.8 μg/g;贤按煤田锂、镓丰度分别为199.1 μg/g和33.4 μg/g。锂主要富集于合山组底部K₁煤层、炭质泥岩及铝土岩段,而镓在合山组底部各岩性中的丰度并无明显差异。云开古陆及周边中酸性火山岩是锂、镓物质的基础来源,合山组底部高铝沉积岩系可能是合山组K₁煤层中锂、镓的直接物源。镓元素在各岩体之间的迁移比较活跃,其物源区的含量水平起主导作用,而锂元素的富集除了受控于物源外,沉积环境及后期地质作用的影响更为明显。研究成果为广西煤系中锂、镓资源的勘查预测及其综合利用提供科学依据。      

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。     

临兴地区太原组下段煤系泥页岩中战略性金属元素镓富集特征及成因分析

鄂尔多斯盆地东缘临兴地区太原组下段煤系泥页岩中镓富集,镓含量平均为24.7 μg/g。泥页岩中镓含量在平面上表现为研究区北部、西南部靠近紫金山岩体,镓含量降低。研究区太原组下段煤系泥页岩中镓主要以类质同象取代铝的形式赋存于高岭石中,碎屑中的碱性长石是镓的另一种重要赋存矿物。通过元素地球化学分析,认为阴山造山带花岗岩系是富镓泥页岩的主要物源。加里东期华北克拉通长期缓慢稳定隆升,为源岩风化形成富镓物源提供了有利的构造环境。风化和沉积条件是泥页岩中镓富集的控制性因素,包括温暖湿润、间歇性干热的气候,淡水为主、缺氧还原的沉积环境。成岩期,煤系有机质热演化释放出大量有机酸,溶蚀碱性长石碎屑并将其中的镓释放,致使镓元素进一步富集。由于煤系中煤层—泥页岩—砂岩组合体系的开放性较差,镓在成岩期的富集不能持续进行。研究区泥页岩中镓的富集过程以陆源富集型为主。成岩改造作用在一定程度上促进镓元素进一步富集。岩体侵位导致了低熔点的镓在温度作用下发生迁移,导致靠近紫金山岩体的镓含量降低。     

电热石墨管炉原子吸收法测定铝土矿中镓

铝土矿中镓的测定多沿用罗丹明B光度法,无火焰原子吸收法测定镓国内外也有一些资料报导,但都经萃取分离再用石墨管炉测定。 电热石墨管炉法测定镓,其中铝的干扰严重,资料[2]曾为此选用萃取法来消除影响。其它资料对一些干扰影响萃取法事先分离。我们分析的矿物是铝土矿,其中铝对镓测定的干扰是首先要解决的问题。我们反复试验,证明铝对镓用电热石墨管炉     

镓矿资源需求趋势分析与中国镓产业发展思考

镓是一种伴生矿,主要与铝、锌、锗的矿物伴生,没有独立的矿床,我国金属镓资源储量丰富。作为重要的半导体材料,镓广泛地应用于无线电通讯、光纤通信、汽车雷达、LED照明、太阳能电池等领域,且金属镓所有用途几乎都和当前现代科技发展及低碳经济、绿色能源和环境保护相关。随着镓消费量的不断增长以及镓应用领域的拓展,金属镓的重要性已经被越来越多的国家注意。本文采用部门分析法分别预测镓在砷化镓、LED、薄膜太阳能领域的应用,预测出全球2020年镓金属需求约410~430 t,并对中国镓产业发展面临的问题进行分析,提出增强下游镓产品竞争力、保护镓金属产能的政策建议。     

滕县煤田石炭二叠纪煤系锗镓分布特征

在滕县煤田含煤性最好的蒋庄、柴里井田,煤中锗、镓较富集且分布成片。在含煤地层剖面中,镓的富集点多分布在顶部煤层;而锗却在底部煤层,尤其在不可采的薄煤层中含量更高,而且近煤层顶、底板含量高于中部,锗的有机亲和指数大,在镜质组和光亮煤中富集;在太原组煤层中与灰分产率及SiO_2密切相关。而镓除和灰分产率、SiO_2相关外,还与Al_2O_3全硫相关。     

中国煤中的锗和镓

煤中的锗和镓是可利用伴生元素。我国多数煤中锗的含量处于0.5～10mg/kg之间,平均4mg/kg;煤中镓的含量处于1～20mg/kg之间,平均9mg/kg。我国云南临沧盆地发现有特大型锗矿床,锗赋存在第三纪褐煤中,含量达3000mg/kg以上,呈有机质吸附态和粘土矿物吸附态为主要赋存方式。     

五家沟矿区5号煤中伴生元素地球化学特征

为了研究大同煤田南部煤中伴生元素的地球化学特征,运用矿物学、煤地球化学以及岩石学等学科的理论和研究方法,利用X射线荧光光谱分析(XRF)、电感耦合等离子质谱分析(ICPMS)、X射线衍射分析(XRD)、扫描电镜+能谱分析(SEM-EDS),对五家沟矿区5号煤中伴生元素的含量及赋存特征进行研究。结果表明,五家沟5号煤中常量元素Al、Si、Ca、Fe含量较高,占到灰分总量的95%以上。Al主要以高岭石的形式存在,Si以黏土矿物和石英的形式赋存于煤中,煤中Ca的主要载体是方解石,Fe在煤中主要以黄铁矿的形式存在。煤中微量元素Li富集,Ga、Sr、Zr、Nb、Hf、Ta轻度富集。锂和镓主要赋存于高岭石中;铌和钽赋存于黏土矿物中,部分可能赋存于伊利石中;锆和铪赋存于黏土矿物中,还有部分赋存于金红石内。     

“镓”值连城

<正>2023年7月3日,商务部、海关总署在官网发布公告称,将于2023年8月1日起正式对镓、锗相关物项实施出口管制。镓和锗是什么金属?它们有“何德何能”受到国家如此重视?今天先一起聊一下镓这一元素。1镓的发现镓是化学历史上第一个先被理论预言,后在自然界中被发现的化学元素。故事是这样的,法国化学家德布瓦博德兰(De Boisbaudran)在用光谱分析法分析元素时,发现铝和铟等硼族元素的谱线呈现相同的排列方式,     

登封煤田主要煤层中镓的赋存规律及综合利用

文中对太原组一_1煤、山西组二_1煤、下石盒子组的四_3、五_3煤及其顶、底板,夹矸中镓的含量及其分布规律进行了研究,初步分析了富集原因,并对综合利用提出了浅见。