煤炭地下气化残留物中微量元素分布及富集特性

煤炭地下气化是把残留物保留在地下的煤炭原位开采技术。本文通过地下气化富氧-水气化工艺模型实验,对不同工艺条件下气化区残留物进行网格采样,并通过离子体质谱仪(ICP-MS)和原子荧光形态分析仪对残留物中的Zn、Cu、As、Pb、Cr、Ni和Hg进行定量分析,最后采用迁移率和相对富集系数对微量元素进行迁移富集特性评价。结果表明,残留物中微量元素的总量随着工艺条件中氧气浓度的增加而减少。在氧化区中Cr、Ni含量最高,Cu、Pb在三区的残留量很少,Zn在三区的残留量最多,随着氧浓度的升高,在三区的残留物呈明显的递减趋势,易于在还原区内残留;As在三区都有富集的趋势,随着氧气浓度的升高,在三区残留物的残留量有递增的趋势;由于出口气温度较高,Hg在三区的残留量最少,没有明显的规律性。气化通道残留物中微量元素Hg、As、Zn、Cr的平均含量比原煤中的含量多,而Ni、Cu、Pb比原煤中的含量少。从相对富集系数与平均残留率综合分析,Cr、Ni、Zn、As、Hg的平均相对富集系数小于1,Zn、As、Hg的残留物大于100%;Cr、Ni残留率在50%~100%。Cu和Pb三区的相对富集系数小于1,残留率小于50%。