煤中微量元素

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
时间 1985 1989 作者 陈冰 如等 陈冰 如等 王运 泉等 文 献 我国一O七个煤矿样 中微童元素的浓度 分布 中国煤矿样中砷、 硒、铬、铀、钍元 素的含量分布 煤中微量元素分布 特征初步研究 分析方法 INAA 刊物 科学通报 内 容 24省市107-110个煤 矿样品中As、Ba等29 种元素 五种元素在中国107110煤矿中的分布范 围 不同聚煤区、不同 时代89件样品29种 元素,各个时代测 试值 统计出中国煤中微量元 素平均值高于世界平均 值,含量范围也较美国 宽 意 义 为我国煤矿样中的微最 元素提供了第一批系统 的数据
三、煤中砷
2.煤中砷的赋存状态
以类质同象赋存于黄铁矿中
国内外一致意见:多数煤中的多数砷以类质同象或固溶体赋存在黄铁矿中。 (依据:刘金钟等,1992;钟立军,1992;崔凤海1998;Coleman,1990; Ward,1999等等)都发现煤中砷与硫含量之间呈显著正相关关系。 值得注意的是:煤中黄铁矿并不是都含有砷。煤中黄铁矿是否含砷与黄铁矿 自身的成因有关,后期低温热液成因的黄铁矿往往都含砷,而且是富含砷煤中 砷的主要载体;同生黄铁矿则可能含少量砷,也可能不含砷(刘金钟等,1992; 周义平1998;丁振华,1999;冯新宾,1999;Finkelman 1994)
研究方法:来自百度文库
a.微束分析方法: 电子探针 离子探针 质子探针 激光探针
b.浮沉试验、化学提取、数理统计等。
二、微量元素在煤中的赋存状态
2、被有机质束缚
研究方法:浮沉试验、化学提取、微束分析等
利用浮沉试验可以得到煤中元素的“有机亲合性指数”,定量表示微量元素的 有机亲合性。从总体上反映微量元素与有机组分共生的密切程度。如亲有机质元 素锗、硼、铍、钛等。 煤中微量元素能够束缚在下列有机基团上:羧基(—COOH)、酚羟基(— OH),亚氨基(=NH)。 在低煤级煤中,多数微量元素可以部分与有机质缔合,部分赋存在矿物中,两 中结合态所占份额难以估计。如果灰分产率小于5%,与有机质缔结的份额多一 些;若灰分产率大于5%,可能以无机结合态为主。
矿物的影响 煤中矿物种类繁多,形态各异,大小不等,分 布杂乱
赋 根存 本状 原态 因的 :不 同
有机质的影响 煤中有机组分也很复杂,不同有机组分对元素 的赋存情况也不同 孔隙水的因素 空隙水也受众多元素的控制
煤中 微量元素 分布不均
一、煤中微量元素的丰度
2. 煤元素丰度的分析方法
首先,确定背景值:
结合以上文献,依据大量数据资料,推理出47种元素在我国大多数煤中含量平均 值范围段: 元素含量平均值范围段 元 素
≥100ug/g ≥50ug/g~<100ug/g ≥10ug/g~<50ug/g ≥1ug/g~<10ug/g ≥0.1ug/g~<1ug/g <0.1ug/g 钡、氯、氟、磷、锶、钛 硼、锆 铬、铜、锂、锰、铌、镍、铅、钒、 锌 砷、铍、溴、钴、铯、镓、锗、铪、 碘、钼、铷、锑、钪、硒、锡、钍、 铀、钨、钇 银、铋、镉、汞、钽、铊、钯 金 、碲、 铂 、铱
一、煤中微量元素的丰度
3.中国煤中微量元素的丰度
一、煤中微量元素的丰度
3.中国煤中微量元素的丰度
我国煤中微量元素分布的主要特征:
1 我国华北石炭-二叠纪煤中多数元素的含量比较正常,但存在富氯、氟、钛的煤; 2 华南二叠纪煤中微量元素含量变化比较大,富含砷、金、氟、汞、锑,硒、钍、铀 等元素的煤都有发现,西南地区煤中富含的砷、氟、汞、锑、铀等尤其予以关注。 黔西南特富砷的煤在世界上是独一无二的。 3 侏罗纪煤中微量元素的含量一般正常,部分矿区发现富含氯、 锗、 锰、磷、 锶、 铀、锌的煤; 4 我国古近纪煤中微量元素资料较少,部分矿区氟、锗 、铀 、锌、 钨等含量偏高。 我国已发现的具有开发利用价值的富锗煤和富铀煤都赋存于侏罗-白垩纪 煤田和古近纪煤田。 云南帮卖盆地特大型锗矿床属于新近纪褐煤:3000ug/g; 我国西北某煤田发现了铀-煤矿:属侏罗纪,含量为0.1%。
赋存于 矿物中
被有机 质束缚
溶于孔 隙水中
主要指氯及其 他易溶元素
二、微量元素在煤中的赋存状态
1、煤中矿物
煤中矿物是微量元素最主要的载体,其矿物特征如下: 第一、煤中矿物种类繁多。主要是少见和偶见的矿物种类很多。 常见的有粘土矿物(高岭石、伊利石、绢云母、蒙脱石);黄铁矿和白 铁矿;石英;方解石和菱铁矿、白云石等;褐铁矿和铝土矿。 以上常见的矿物占煤中矿物含量的绝大部分,其中又以粘土类矿物为主。 第二、煤中矿物产状复杂。 分散的晶体颗粒、球粒、结核、透镜体、条带等,充填在煤的割理和其它 裂隙中。 第三、煤中矿物具有多种成因和多期生成的特点。 多种来源:植物成因的;陆源碎屑成因的;火山成因的矿物;化学成因的。 多期形成:同生的(特别是粘土矿物、煤中多数黄铁矿);后生的(方解石等)。
注:碘、金、碲铂铱5种元素资料太少,数据可信度差 由此可见: A、在多数煤中含量平均值处于1~10ug/g的元素最多,向两端减少; B、钡、氯、氟、锶、硼、铬、铜、锰、镍、铅、矾、锌锆13种元素在多数煤中 含量平均值比较高,通常在10~100ug/g。
一、煤中微量元素的丰度
3.中国煤中微量元素的丰度
其中,在1018个样品中属于一级的样品数占78.68%;属于二级的样品数占9.82%; 属于三级和四级的样品数共占11.5%。
三、煤中砷
1. 煤中砷的丰度
地区 全国 华北 华南 全国 全国 全国 省(市、 w(As) 自治区) 10-6 黑龙江 吉林 0.61~5.01 2.15~119.0 C-N C-P P T J-K E-N 中国煤中砷的含量w(As),10-6 成煤时代 样品数 范围 算术平均值 3193 249 590 93 892 16 0.4~10 0.4~10 0.5~25 1.0~10 0.5~10 2.0~15 5 3 10 3 2 11 省(市、 w(As) 自治区) 10-6 贵州 2.49~6.2 0.32~31.7 资料来源
煤中粘土矿物和碳酸盐矿物 (Finkelman1995)
崔凤海1998年发现煤中砷含量有随Al2O3、Fe2O3增多而增多的趋势。从而推 测粘土矿物含砷,因为煤中AlO主要来自粘土矿物。 有机质(Goodarzi,1987;Finkelman 1995年;Clark,1980) 张振桴 1993年采用苯-乙醇、吡啶和NaOH抽提云南小龙潭褐煤,抽提出的 脂酸、脂肪烃和腐植酸类物质,都检测到含砷。 此外 ,赋存于煤中稀少的砷矿物中,如毒砂、雄黄、雌黄。
二、微量元素在煤中的赋存状态
1、煤中矿物
煤中矿物与赋存元素的关系:
煤中常见矿物的主要成分为常量元素(Si、Al、K、Na、Ca、Mg、Fe、
C、H、O、S .etc)
在所有常见矿物和大多数少见或偶见的矿物中,微量元素大都是以类质
同象、吸附或者混入方式赋存于其中。 以某种微量元素为主要成分的独立矿物,如方铅矿( PbS )、闪锌矿( ZnS )、黄铜矿( CuFeS2 )、金红石( TiO2 )、锆石( ZrSiO 4)、重晶 石( BaSO4)、石盐( NaCl)等在煤中均属少见和偶见的矿物。
环境科学 对我国煤中的铀元 素含量做了总结
1983 方栋

*氯(鲁白合,1996;姜英,1998) *砷(崔凤海,1998;王德永,2000) *氟(鲁白合,1996;郑宝山,1988) *汞(王起超,1999)
分别总结了砷、汞、 氟、氯在全国煤中的 分布范围
一、煤中微量元素的丰度
3.中国煤中微量元素的丰度
INAA
环境科学
1997
INAA
地质科学
1999 Ren Deyi
Distributions of minor and trace elements in Chinese coals
粉煤灰建材制品的 放射性对居民的辐 照
INAA ICP-AES AFS AAS
Internation forty-five elements al Journal in 137 Chinese coals of Coalgeology
江苏
安徽 河南 山西
1.06~3.15
1.63~3.06 1.04~27.7 1.36~9.44
江西
浙江 福建 广西
6.52~12.6 四川
12.8 7.3 甘肃 宁夏
2.63~25.8
4.13~9.58 0.97~8.13 0.35~5.55
3.84~38.9 新疆
三、煤中砷
1. 煤中砷的丰度
中国不同成煤时代煤中砷的含量(王德永2000)
唐修义等 2002
陈冰如 1989
省(市、 w(As) 自治区) 10-6 山西 山东 0.55~4.38 1.18~35.4
省(市、 w(As) 自治区) 10-6 湖北 湖南 4.58~24.3
1.68~97.8 云南
辽宁
内蒙古 河北 北京
2.50~23.3
0.58~4.38 0.66~6.52 2.04~8.26
煤中微量元素的丰度、赋存状态 —煤中砷、汞、氟、铀、铍
《中国煤中微量元素》唐修义、黄文辉 等著
宋红见 中国矿业大学(北京)
一、煤中微量元素的丰度
1.煤元素的组成
煤中微量元素:86种 煤层气中惰性气相元素:5种
常量元素:12种
一、煤中微量元素的丰度
1.煤元素的组成 煤中微量元素在各个地区的分布极不均匀,含量悬殊,原 因有以下方面:
三、煤中砷
3. 煤中砷富集的地质因素
煤中砷的富集程度取决于砷的来源。主要有两方面: 第一、沉积时期由陆源物质带入泥炭沼泽的砷的多少 实例1:云南新近纪含煤盆地煤中砷的分布反应沉积时期砷的来源。 位于金沙江-红河断裂带两侧,在沉积期间构造活动相对较强的盆地内,由于煤 沉积前断裂带内发育各类岩浆岩体,新生代时期的构造活动相当强烈,岩体的风化 产物进入泥炭沼泽,以至煤中砷含量较高。平均值达到80ppm;(周义平等1983) 实例2:郑宝山(1999)在研究贵州织金县晚二叠世煤时,认为该县富砷煤中砷的 来源可能是峨眉山玄武岩风华产物中的砷。这些砷被水带入成煤沼泽,再被腐殖酸 吸附。 第二、热液将砷带入煤层 实例 :黔西南高砷煤是一最明显的实例。煤中过高的砷含量主要赋存在热液形成 的黄铁矿中。(周义平 1983 ;1985; 1998) 综上所述,沉积时期由陆源物质带入泥炭沼泽内砷的多少可以影响煤中现有砷的 含量,但是富砷煤的聚集主要取决于后期热液将砷带入的煤层。
一、煤中微量元素的丰度
4.外国煤中微量元素的丰度
美国:Finkelman在1993年发表美国煤中78种元素含量数据,包括
每种元素的算术平均值、几何平均值、标准差、最大含量值和样 品数。
英国:Hislop在1978年发表的英国煤中微量元素含量的统计结果;
Spears和Zheng与1999年发表的英国烟煤和无烟煤中34种微量 元素含量分析数据基本反映了英国煤中微量元素概貌。


烟煤,无烟煤中微量元素多属于无机结合态。因为随煤级的增加,羧基基团、羟 基基团从煤中大分子结构脱落,从而与官能团缔结的微量元素也随之减少。 总之,煤中微量元素被有机质束缚是待研究的难题,还需要更多具有说服力的论证。
三、煤中砷
1. 煤中砷的丰度
唐修义等据对3193个煤样分析数据的统计,我国多数煤中含砷量处于 0.4ug/g-10ug/g之间,算术平均值为5ug/g。 从少数样品中检测到的含砷量达40—450ug/g;
在贵州省西南部兴仁县、兴义县、安龙县的二叠纪煤中检测到砷含量高达 n×100ug/g~n×1000ug/g,其中一个样品中砷最高含量为35037ug/g ,达到世 界之最。 王德永(2000)依据分布于26个省(市、自治区)的1018个煤样分析数据,结 合煤中砷对环境和人体的危害,参照世界煤中砷分度的分布,将我国煤中砷含量 分为四个等级: Ⅰ级:w (As)≤4.0ug/g Ⅲ级: w (As) > 8.0ug/g ~≤ug/g Ⅱ级: w (As) >4.0~≤8.0ug/g Ⅳ级: w (As) >25.0ug/g
应从众多分析数据里区分出反应背景含量的多数样品 的测试值,可用算术平均值或几何平均值表述; 分析异常值: 注意研究测试值异常的原因,探索是否存在某种元素 的富集带(区); 估计富集元素的工业效应和环境效应;
研究煤中微量元素的丰度,必须依靠大量的样品数据。
一、煤中微量元素的丰度
3.中国煤中微量元素的丰度
澳大利亚:Dale和Lavrencic于1993年发表的澳出口煤中40种微量元
素的监测数据,代表了其微量元素的情况。
前苏联: Клер于1988年所著《煤中元素富集规律及其研究方法》
二、微量元素在煤中的赋存状态
研究元素来源 明确 元素 种类 及其 含量
探 究 元 素 赋 存 状 态
成煤过程的地球 化学行为 评估环境效应 及其人体健康 工业利用价值
相关文档
最新文档