贵州省原煤中环境关注的痕量元素含量与分布研究

对贵州省主要产煤区的10个煤矿原煤中8种痕量元素的含量进行测定,并与中国煤和世界煤中各相应元素含量进行对比;分析了样品中痕量元素的分布特征,初步探究了产生原因.结果表明,贵州煤对所关注痕量元素的富集程度明显较高,金属矿带对煤中痕量金属元素含量有显著影响.     

煤炭洗选过程中砷的迁移与富集规律

在煤炭资源的加工利用过程中,部分重金属元素会在环境中富集,对环境和人体均有一定危害。选用内蒙古低灰高硫煤样和高灰低硫煤样进行浮沉和浮选试验,通过电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射分析、X射线荧光分析、扫描电镜能谱分析、红外光谱分析等测试方法,研究重金属砷元素在煤中的赋存形式及洗选过程中的迁移富集规律。试验结果表明,在两种煤的矿物组成中,硅铝酸盐结合态存在的砷占比为最高,均达到50 % 以上,但是硅铝酸盐矿物种类并不相同,砷的赋存具有明显的差异性;浮沉结果显示低灰高硫煤中的砷主要与矿物质伴生集中在密度较大的部分,而高灰低硫煤主要富集在密度较低、有机质含量较高的部分;浮选中砷迁移规律也存在差异,低灰高硫煤中的砷在浮选过程中向尾煤中迁移,高灰低硫煤中的砷则相反,浮选过程中向精煤中迁移。以上规律表明,低灰高硫煤通过浮沉和浮选脱除砷是可行的,但是对于高灰低硫煤效果不好。     

煤中有害元素研究现状

阐述了煤中微量元素研究的历史，介绍了煤中元紊分类及有害元素的种类，指出当前研究工作中的不足，认为煤中有害元素研究已成为洁净煤地质研究的重要内容。     

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。     

长滩煤中汞元素赋存状态及洗选中迁移规律

采取内蒙古长滩地区某选煤厂工艺环节样品,使用XRD、ICP-MS分析等手段,研究煤中Hg元素的赋存状态以及在煤炭洗选过程中Hg元素的迁移富集规律。     

燃煤电厂中有害微量元素迁移释放

对两个电厂的原煤、底灰、飞灰和超细飞灰（≤10 μm）进行了有害微量元素含量的测定,研究了As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、V、Zn、Hg等14种元素在煤燃烧过程中的散逸、迁移行为,揭示了它们在燃煤过程中在气态产物和固态产物（底灰、飞灰、超细飞灰）中的分配富集特征,分析了这些元素的环境效应。结果表明：在两电厂中,元素Cd、Pb、Zn富集系数由大到小为超细飞灰>飞灰>底灰;As的分布特性与煤中Ca的含量密切相关;较低的烟气温度能够使部分气态Hg在飞灰颗粒上发生凝结;将几种元素分为3类：Ⅰ类,留在固体废物中的元素V（QR＞085）;Ⅱ类,部分留在固体废物中的元素As、Cd、Cr、Pb、Se、Mo、Ni、Be、Cu、Th、U、Zn（0.85≥QR＞010）,其中As、Cr、Ni、Be、Cu、Th的富集程度较强,Zn、Mo、Se、Cd较弱;Ⅲ类,主要挥发到大气中的元素Hg（QR接近0）。     

以EBSD技术表征奥氏体不锈钢形变及焊接后抗有害元素迁移

奥氏体不锈钢用于饮用水管制作时需经弯管形变和焊接工艺,该工艺过程引起的不锈钢组织结构演变将影响其抗腐蚀性能。通过背散射电子衍射技术分析奥氏体不锈钢经某弯管形变和焊接后的晶粒度、相组成、织构等变化,结果表明：弯管形变对不锈钢内部组织结构的影响甚微,不会引起有害元素迁移量增加,而焊接对不锈钢内部组织结构的影响更大,可能是造成金属元素迁移的重要因素。     

磷尾矿充填中有害元素地下迁移规律研究

以磷尾矿、粉煤灰、水泥为原料制备浆体充填体,通过自制淋滤实验装置模拟充填体中P^-、F^-、总硬度(Ca²⁺、Mg²⁺)、SO₄^2-等在地下的渗透迁移过程。结果表明:充填后地下环境短时间内呈碱性,但淋滤60 d后接近地下水pH值;磷元素易被钙镁体系控制,转化为难溶态,迁移范围较小;淋滤介质对氟化物具有一定吸附作用,淋滤中可溶态氟转化为结合态氟,同时氟化物的溶出具有长期性;钙、镁离子迁移能力较小,溶出集中在充填后30 d内;淋滤介质对硫酸盐吸附作用较小,硫酸盐可能存在较大迁移范围。     

煤中有害元素的危害及其抑制方法

介绍了煤中常见的有害元素,叙述了煤中有害元素对人体健康及对工业加工利用的危害,讨论了减少危害的办法。     

开滦煤炭洗选加工工艺与煤炭产品市场需求之间的矛盾及其对策

简要介绍了开滦所属选煤厂的概况 ,并重点分析了为适应煤炭市场需要 ,针对入选原煤特性 ,各厂工艺流程技术改造措施及其可能性。     

煤热解中微量元素迁移规律的再探索

为探寻煤热解过程中微量元素活动的普适规律,对河南义马煤和山东兖州煤在不同温度下热解时煤的微量元素迁移规律进行了再探索。结果发现：在非自然的人工煤热解过程中,煤中微量元素的挥发率和富集率变化趋势总体上符合元素周期律。并据此,在1 000 ℃以下的范围内,对河南义马煤的难挥发元素分为3类：第1类,为最难挥发的元素,有V,Cr,Co,Cu,Ga,Zr,La,Pr,Nd,Tm等10个元素;第2类,为难挥发元素,有稀土元素Sm,Eu,Gd,Tb,Dy,Ho,Ta等7个元素;第3类,为较难挥发的元素,有Li,Ge,Nb,Mo,Er等5个元素。在煤热解过程中,镧系元素的转化总体上也遵从镧系元素地球化学效应。     

煤中微量元素含量常用测定方法

煤炭是我国能源消耗的主要对象,煤炭开发也不可避免的带来日益凸显的环境污染问题。煤中微量元素释放是煤炭开发引起环境问题的主要原因之一。煤中微量元素含量测定的准确性、规范性和适宜性是煤中微量元素研究的基础。目前有关煤中微量元素测定方法尚无统一标准。本文基于大量前人研究文献,总结了银(Ag)、砷(As)、金(Au)、硼(B)、钡(Ba)、铍(Be)等46种微量元素的常用测定方法,以期为不同煤中微量元素测定方法标准的提出与实施提供借鉴与指导。文献调查结果显示,近年来,测定煤中微量元素含量的常用方法包括：1)电感耦合等离子体质谱(ICP-MS);2)仪器中子活化分析技术(INAA);3)诱导耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES);4)X射线荧光(XRF)。在此基础上,探讨了煤中微量元素不同测定方法的适用性。     

内蒙古白音华煤田煤中微量元素分布特征

为研究煤中微量元素含量及分布特征,在白音华煤田开展了煤中微量元素测试分析。对白音华煤田4个矿区、3个层位所采集的50多件样品的微量元素进行测试分析,重点研究了各矿区煤炭中煤的显微组分特征、煤中F,Cl,As等有害微量元素分布特征、Sb,Ag,Ge,Be,Co等24种微量元素的富集程度分析,并对煤中锗的赋存状态及成煤环境进行了分析。结果表明：白音华煤田煤中As的含量较高,属超高砷煤;白音华煤田二矿煤中Co,Cr,Ge,Ca,Li,V,La,Ce,Nd,Th,U等微量元素富集明显,其中Ge,Ga含量均发现多处已达工业品味;白音华煤田煤中锗被有机质束缚,锗元素在还原性环境下易于富集;由白音煤田煤中硼的示踪物源及指示沉积环境可推定,成煤环境为淡水-半咸水沉积环境。     

燃煤排放可吸入颗粒物中微量元素的分布特征

燃煤排放被认为是大气颗粒物的主要来源之一,通过燃烧-稀释系统对采自织金、大同、东胜、银川、京西等地区的煤进行燃烧实验,采用ICP－MS（电感耦合等离子体质谱）研究燃煤排放的颗粒物中微量元素分布特征。结果表明,燃煤排放颗粒物主要富集Zn,Fe,Rb,Pb,Cu,Cr,Ti,Mn,Ba,Ni,As等微量元素,在颗粒物的水溶性组分中主要富集Zn,Rb,Pb,Cu,Ti,As,Ni等微量元素。微量元素Cs,Rb,Cd,Tl,Sb,Zn的水溶态组分在对应的微量元素总量中占比较高,说明这些元素主要以水可溶态的形式存在于燃煤排放的大气颗粒物中,而Fe在水溶组分中没有检测到,说明Fe主要以水不溶态存在于燃煤排放的大气颗粒物中。燃煤排放的颗粒物中的稀土元素以Sc,Ce,Nd,La为主。5种不同的煤燃烧排放PM10中微量元素的总量表现为：银川煤＞织金煤＞京西煤＞大同煤＞东胜煤,其中银川煤和京西煤燃烧排放PM10中微量元素总量较高的原因主要与其原煤的灰分含量较高有关,而织金煤燃烧排放PM10中微量元素的总量较高,主要与其原煤中的硫分较高有关。     

Study of trace elements in coal and mining wastes and its significance in China

In the world energy about 26% of all was dedved from coal combustion. Nearly 80% of the electricity produced in China is generated from coal. Coal will play the most important role in the coming 50 years as the past century in China. However one consequentially of the mining and combustion of coal is the mobilization of trace elements, especially trace metals, which have environmental and human health significance. Information on concentrations and distributions of potentially toxic elements in coal, and information On the modes of occurrence of these elements and the relations of the minerals in coal can help to predict the behavior of the potentially toxic trace metals dudng cleaning, combustion, weathering, and leaching.     

神府煤矿物组合特性及微量元素分布特性定量研究

为了定量研究煤中微量元素与煤中矿物亲和关系,通过利用低温灰化联合三溴甲烷浮沉方法对神府煤进行了重矿物分离研究,并结合场发射扫描电镜结合X射线能谱仪（FSEM-EDX）,X射线衍射仪（XRD）,电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等方法定量揭示了神府煤中矿物组合特性及微量元素分布特性。结果表明：神府煤低温灰和轻灰矿物组分基本相同,主要包括石英、方解石、烧石膏、同时也存在少量的高岭石和堇青石;重灰中以含铁和含钙矿物为主,包括黄铁矿、菱铁矿、方解石、石膏、石英和针绿矾。ICP-MS测试结果表明,煤中矿物是微量元素的宿主,神府煤轻灰中富集的微量元素包括Li,Be,Sc,Ga,Rb,Sr,Y,Ce,Pr,Nd,Sm,Th,Zr,Hf;重灰中富集的微量元素包括V,Cr,Ni,Cu,Zn,Mo,Cd,Sb,Re,Pb,U,Sn和As。     

煤中可溶性有机质荧光光谱特征及其对微量元素赋存的影响

煤中微量元素的赋存状态有多种形式,其中大部分微量元素都能与煤中有机质结合。煤中有机质的含量与煤的煤化程度有一定联系。实验选取了褐煤、烟煤、无烟煤3种共7个煤样进行分析,采用ICP-AES方法测定了煤中微量元素含量,采用三维荧光光谱仪分析了3种煤的可溶性有机质(DOM)的荧光光谱特征,并运用平行因子法对荧光数据进行了深入分析,探讨了煤中溶解性有机质与煤中微量元素赋存形态之间的关系。结果表明,煤中不同微量元素在褐煤、烟煤、无烟煤中的分布有差异,As,Mg,Cd,Mn在褐煤中含量最高,Li,Sr在无烟煤中含量最高,而Cu,Co在3种煤中含量差异不明显。褐煤中可溶性有机质以腐殖酸类为主,烟煤的荧光基团有腐殖类和类蛋白类,而无烟煤中未能检测出荧光峰。荧光强度亦随着煤化程度的递增呈现递减。煤中As和Mg的赋存与煤中可溶性有机质可能存在着一定联系,即煤中可溶性腐殖酸荧光强度越大,As和Mg越丰富,而Li和Sr则相反。     

煤矸石淋溶微量元素对土壤水环境污染的仿真研究

通过室内实验分析了pH值对煤矸石中微量元素析出的影响，并基于多孔介质流体力学和溶质运移动力学理论建立了定量描述微量元素在土壤水环境系统中迁移的数学模型，通过有限差分方法进行数值离散，分析了不同质地的土壤和降雨强度对微量元素浓度分布的效应。预测了20a内其在地下水中浓度的分布．结果表明：淋溶的时间长短、pH值的大小都会对污染造成影响，pH值对不同微量元素其淋溶量也会有所不同，淋溶时间越长，微量元素的淋溶量会不断地增加．随着时间的增加，微量元素污染的范围将不断扩大．     

西山煤田马兰矿区8号煤及其夹矸的微量与稀土元素地球化学特征

运用X射线衍射分析(XRD)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及常规化学分析方法对马兰8号煤顶板、煤样、夹矸及黄铁矿结核中的矿物组成、微量与稀土元素及常量元素等地球化学特征进行了分析。结果表明,与美国大部分煤、中国大部分煤及华北石炭二叠纪煤对比：煤样中富集Li、Zn、Ga、Sr、Hf、U、Zr、W、Sn和REEs等元素;顶板样品中富集V、Cr、Zn、Rb、Cs、Sr、Hf、U、Zr、W、Tl、Pb、Ni和REEs等元素;夹矸中富集Li、V、Cu、Ga、Sr、Ba、Hf、Th、U、Zr、Sn、W、Pb和REEs等元素;黄铁矿结核中富集Cr、Cu、As、Se、Cd、Sb、W、Tl和Pb等元素,其中有害微量元素V、Cr、Ni、Cu、Zn、As、Se、Ba、Th、Cd、Sn、Sb、Tl和Pb主要分布在黄铁矿结核、顶板及夹矸中。稀土元素分布模式表明,煤层稀土元素主要来源于陆源碎屑,同时受海水的影响,不同分层受海水影响程度不同。稀土元素含量与灰分产率的相关性分析,以及与Al和Si等造岩元素含量的聚类分析表明,马兰8号煤层稀土元素主要赋存于黏土矿物之中。     

煤热解过程中氯的脱除研究

氯是煤中对环境有严重危害的微量有害元素之一。研究煤中氯的释放特性对于煤中氯的脱除和控制具有重要意义。文中测定了煤中氯在不同的煤热解温度下的脱除率，探讨了氯在热解过程中的析出规律。结果表明，煤中氯随温度的析出均符合S型函数关系；不同煤种，氯的析出温度区间不同；当热解温度为1000℃时，煤中氯基本脱除。