梅山矿区不同煤层中微量元素的分布及赋存特征

基于样品的分析测试数据,研究了新余市梅山矿区煤中微量元素的含量分布特征和在不同煤层中垂向上的分布变化规律,并初步探讨了煤中微量元素的赋存状态。研究结果表明,煤中微量元素的平均含量与中国煤中微量元素均值相比,Ga、U、F、P、As等元素均值高于中国煤中微量元素的平均含量,而Ge、Cl元素的平均含量低于中国煤中该元素的平均含量;与地壳的平均含量相比,Ge、U、As等元素明显偏高,在煤中的富集系数EF1,且U元素有明显富集(富集系数为19.38);同一煤系中,下部煤层的微量元素含量相对高于上部煤层中的含量;微量元素Ge、U、Cl、P既以有机态赋存于煤中,又以无机态赋存与煤中,Ga、F、As主要以无机态赋存于煤中,且Ga、F元素主要赋存于粘土矿物中,As主要赋存于粘土矿物和黄铁矿中。     

萍乐坳陷带中西部煤中微量元素的地球化学特征

通过样品的分析测试数据,研究了萍乐坳陷带中西部煤中微量元素的含量特征,探讨了煤中微量元素的赋存状态,并对微量元素进行了初步评价。研究结果表明,煤中微量元素的平均含量与中国煤相比,高于中国煤的平均含量的元素有Ga、U、F、P、As;与世界煤相比,高于世界煤中的平均含量的元素有Ga、U、F、As;与地壳的平均含量相比,Ge、U、As等元素明显偏高,在煤中的富集系数EF1,且U元素有明显富集(EF为11.46);微量元素U、Cl、P以有机态及无机态赋存于煤中,Ga、F、Ge、As主要以无机态赋存于煤中,且F元素主要赋存于硫酸盐硫中,As主要赋存于黄铁矿中;F、As元素含量高于煤中有害微量元素参考限定值,在使用过程中应加以防治;煤中有益微量元素Ge、Ga、U的平均含量远低于工业边界品位值,尚未具备利用价值。     

新义井田2号煤中若干微量元素地球化学特征

为查明新义井田2号煤中微量元素的地球化学特征,运用X射线衍射法（XRD）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）方法对2号煤中显微组分、灰分、硫分、微量元素、常量元素进行测试分析。利用数理统计方法对煤中微量元素与上述煤质特征参数进行相关性分析,探讨2号煤中微量元素的富集特征、赋存特征。研究表明,2号煤中Ge、As的富集系数大于1,但未呈现明显的富集状态;Ga、U、F、Cl的富集系数小于1,其中Cl的含量远低于地壳丰度,呈现相对亏损状态;相关性分析显示Ga、As为亲有机元素,P为无机—有机元素,U、F、Cl、Ge为亲无机元素;煤中微量元素的赋存状态具有多样性,主要以有机结合态、铝硅酸盐结合态、碳酸盐结合态、羟磷灰石结合态和硫酸盐、硫化物形式为主。     

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。     

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。     

元素锗镓铀在大同煤田北部煤中的赋存特征

根据大量勘探期钻孔地质资料,分析了大同煤田北部石炭二叠纪煤中锗(Ge)、镓(Ga)、铀(U)等元素的分布赋存特征。结果显示研究区煤中Ge,Ga,U平均含量分别为2.01,18.3,31.4μg/g,与国内其他矿区煤中对应元素含量平均值相比,Ge相对分散、Ga较富集、U特别富集,并且山西组煤中Ga,Ge含量大于太原组煤。研究区煤中Ge,Ga,U总体上表现为矿物亲和性,其中Ga主要存在于黏土矿物中、受陆源碎屑控制;Ge主要存在于硅酸盐矿物中;U多赋存在含Ca,F的矿物中,但分布很不均匀,通常在同一钻孔的不同煤层中富集,可能与垂向裂隙中的富U流体有关,并且山西组4号煤层(山4)中U的富集可能与黏土矿物的吸附有关,而频繁的海水淋漓作用可能是太原组8号煤层中U特别富集的原因之一。     

基于数理统计分析的淮南煤中微量元素的研究

采用高分辨率电感耦合等离子质谱仪测定了淮南矿区煤中10种微量元素含量。结果表明:淮南煤中Co、Ni、Th、Zn和Cd低于全国均值,没有异常富集;Mo、Sb、U略高于全国均值,Ba和Cr平均含量明显高于中国煤中均值,可能有异常富集。运用相关分析、R型聚类分析和因子分析等数理统计方法,对淮南矿区微量元素与灰分的相关性及赋存状态进行了分析。结果表明:元素Cr、Ni、U、Th和Ba与灰分线性正相关,其中Th和Ba与灰分高度正相关,其他元素与灰分无法建立线性关系;煤中Th、Ba、Ni、Cr、U和Co可能主要以无机态赋存于煤中;Zn和Cd可能以闪锌矿等硫化物微粒的形式赋存于有机质中;Mo和Sb赋存状态较为复杂,尚需进一步研究。     

梅山矿区(南区)安源组煤层有害元素及微量元素赋存状态

对梅山矿区(南区)安源组煤层的有害元素、微量元素赋存状态等方面进行了详细研究。根据有害元素S、P、As、Cl、F的洗选特性分析,并结合有害元素与多元素的相关性分析,讨论有害元素的赋存状态;根据微量元素Ge、U、Ga与挥发分的相关性,讨论微量元素的赋存状态。结果表明As、Ge、U元素主要以无机态形式存在,Cl、P、F元素主要以有机质形式存在,Ga元素以无机态为主的形式存在。为降低有害元素燃烧排放及提高微量元素的综合利用提供数据支持,同时也能为其成因提供相关地质信息。     

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）。     

淮北煤田孟庄煤矿煤中微量元素赋存状态及环境效应

运用数理统计思想,利用聚类分析和因子分析方法,研究淮北煤田孟庄煤矿煤中10种微量元素的丰度特征、赋存状态及环境效应。结果表明,孟庄煤矿煤中微量元素丰度变化范围较大,但基本处于正常范围。煤中Cr、U、V、As、Th、Ba和Mo属于黏土矿物吸附类;Mn和Cu属于硫化物矿物类;Sb属于有机结合类。Cr在煤灰分中富集程度高,在煤中含量高,可以通过洗选脱除来减小危害;Sb属于易挥发元素,但是在煤中含量低,危害小。     

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。     

山东省博山区土壤元素分布特征研究

通过对山东省博山区土壤元素背景值状况的计算和研究,统计N、I、V、F、Cd、Cr、Hg、Co、K、P、Mn、Mo、Ni、B、Pb、As、Cu、Se、Zn、Ge、Sb、Fe、有机质等28种指标的表层土壤地球化学特征参数,查明了土壤元素分布特征、富集贫化规律,对其与全国、全省同类参数的差异进行了分析。结果表明,含量的显著特征是高Mn、F、P、Sr,而低Hg;大部分元素在表层土壤中的含量继承了土壤母质的成分特征,但Cd、Cr、Hg等受人为活动和污染源的作用在表层土壤中明显富集。区内土壤环境质量水平总体较好,部分重金属元素分布受地质背景控制,污染地块面积小。研究区Se、Zn、Ge等元素丰富,特色土地资源具有良好的开发前景。     

滇东会泽地区下寒武统筇竹寺组黑色岩系微量元素异常特征及成矿意义

华南扬子地块下寒武统黑色岩系与多种金属—非金属矿床的形成关系密切。近年来，滇东下寒武统筇竹寺组黑色岩系矿床勘查已取得一定成效，仍有极大的潜力。从成矿元素富集系数（K）、后期叠加强度（D）和成矿元素变异系数（CV）等方面分析了其含矿性。结果表明， Zn、Pb、B、U、Sn、Li、Cs、Tl、Mo、Rb、Cu、V和Th强烈富集，Sr和Mo后期叠加作用强烈，Mo具有极强的变异。地层含矿性综合评价表明，Mo是该区最优势的矿种，其次为Cu、V、U、Sn和Tl，再次为Pb和Li，而Sr、Zn、B、Th和Rb也具有一定的成矿能力。根据R型聚类分析，可以将成矿元素划分为5组：Rb、Th、Li、B、Sn、U和Tl， Cu，Pb和Zn，V和Mo，以及Sr。其中，Rb、Th、Li、B和Sn可能来自于海水，且与黏土矿物的吸附有关；V和Mo受控于还原的沉积环境；Cu、Pb和Zn受控于热水沉积作用；Sr与方解石密切相关。该研究可能有助于指导滇东地区筇竹寺组黑色岩系的矿床勘查。     

内蒙古阿刀亥矿晚古生代煤的微量元素和稀土元素 地球化学特征

利用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、X射线荧光光谱(XRF)、工业分析等方法对内蒙古阿刀亥矿煤的微量元素和稀土元素地球化学特征进行了研究,并根据某些微量元素的含量及比值探讨了研究区的成煤环境。研究发现,与中国上陆壳相比阿刀亥矿煤中比较富集Cl,Sc,Ge,Se,Zr,Mo,Cd,In,Sb,Te,Hf,Hg,Pb,Bi和REE。稀土元素分布模式表明LREE明显富集,HREE相对亏损,Eu负异常明显,且轻稀土元素之间的分馏程度较高,重稀土元素之间的分馏程度较低,稀土元素可能主要赋存于黏土矿物中。δEu,Sr/Ba,V/（V+Ni）,V/Ni,Ni/Co值及S的含量总体上反映出阿刀亥矿泥炭的沉积环境为内陆淡水还原环境,间或受到海水的影响。     

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。     

煤矿酸性矿井水中有害元素的迁移特性

利用电感耦合等离子质谱（ICP-MS）、离子色谱（IC）和X射线衍射（XRD）等方法研究了马兰煤矿酸性矿井水及其沉淀物的化学成分和物相组成，并通过吸附解吸实验和PHREEQC水化学模拟计算研究了典型酸性矿井水样品中Pb，Th，U，Be，Zn，Ni，Co，Cd，Cu，As，Cr，V，Ba等有害元素的迁移特性.研究表明：① 煤矿酸性矿井水中SO^2-₄，Fe，Mn，Al，Pb，Th，U，Be，Zn，Ni，Co，Cu等离子含量较高，对环境存在潜在危害；② 酸性矿井水中有害元素的迁移主要受pH，Fe-Al-Mn含量和水体颗粒物矿物组成的控制；③ Fe，Al和Mn的含量随pH上升而迅速下降，并控制着Pb，Th，U，Be，Zn，Ni，Co，Cu等潜在有害微量离子的迁移行为； ④ 各离子随pH上升被去除的先后顺序为: Th>Fe>Pb >Cr>Al>Cu>Be>U>Zn>As>Cd>Mn>Co>Ni>Ba；⑤ 酸性矿井水中V不能够随pH的升高而去除，反而会有更多的V溶解在水中.     

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。