本文選題：矸石山　切入點：自燃　出處：《太原理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：矸石是采煤挖掘過程中產(chǎn)生的固體廢物,而這些矸石在礦區(qū)堆積形成矸石山,矸石山自燃已是礦山污染的標(biāo)志,因此對自燃矸石的研究刻不容緩。本文以西山礦區(qū)杜兒坪井田的自燃矸石為研究對象,采取X射線衍射、偏光顯微鏡、掃描電鏡以及XRF、HG-AFS、ES、ICP-MS、ICP-OES等方法,分析研究自燃矸石的礦物學(xué)和常量、微量、稀土元素的地球化學(xué)特征,討論燃燒前后矸石發(fā)生的變化。結(jié)果如下:(1)燃盡的矸石普遍呈紅色、灰色,表面附著白色鹽類以及黃色含硫物質(zhì),XRD圖譜顯示未燃樣品中主要礦物有石英、高嶺石以及一些粘土礦物,而燃燒樣品中主要礦物是石英和硬石膏;偏光顯微鏡對樣品進行鏡下觀察發(fā)現(xiàn)未燃樣品中有石英、高嶺石、伊利石等礦物,燃燒樣品中有石英、蒙脫石;掃描電鏡對樣品進行鏡下觀察發(fā)現(xiàn)未燃樣品中有石英、黃鐵礦、菱鐵礦、鋁硅酸鹽、銳鈦礦、方解石、鋯石、重晶石、毒重石、熟石膏,燃燒樣品中有石英、高嶺石、硅酸鈣、石膏、三水鋁石等,燃燒前后高嶺石的變化表明樣品遭受500℃以上的高溫作用,且礦物種類減少,礦物結(jié)構(gòu)較單一,次生礦物以石膏為主,表明樣品遭受酸性水的淋溶作用。(2)常量元素C、N與矸石的有機質(zhì)有關(guān),燃燒后含量明顯減少,P元素主要賦存在磷酸鹽中,燃燒后磷含量幾乎沒多大變化,氯的減少與燃燒和淋溶作用有關(guān)。(3)矸石的Sr/Ba和B/Ga比值表明DY1601-DY1605為陸相淡水沉積,DY1606和DY1607為陸相半咸水沉積,V/Cr(1.26-1.71)、U/Th(0.20-0.44)、Ni/Co(2.10-3.66)、δU(0.75-0.93)、(Cu+Mo)/Zn低表明樣品均為含氧環(huán)境,與2#、3#和8#煤層夾矸的以上值對比后推測矸石可能來源于山西組。與UCC對比發(fā)現(xiàn)矸石中富集大多數(shù)有毒有害元素,燃燒以后Cr、Ge、Sn、Pb、Bi以及In減少,Ni和Zn增加;與中國大部分煤CC、華北C-P煤NCC和美國大部分煤AC對比發(fā)現(xiàn)燃燒后Cu、Zn、Sr、Mo從虧損變成了富集,雖然一些元素在燃燒前后都有富集,但是它們的含量有所變化;微量元素含量對比發(fā)現(xiàn)燃燒后Be、Sc、Cs、Th、In含量幾乎沒什么變化,V、Ni、Cu、Zn、Rb、Ba、Mo、Sb、Tl含量增加,Cr、Co、Ga、Ge、As、Se、U、Nb、Cd、Sn、Ta、W、Pb、Bi含量減少,有毒有害元素Cr、As、Se、Cd、U、Pb含量都減少,減少的元素可能已進入大氣、土壤和水體。(4)由于風(fēng)化、燃燒和淋溶作用使得矸石的輕稀土含量增加,重稀土含量減少,銪負(fù)異常指示它經(jīng)受了氧化環(huán)境,根據(jù)鈰異常推測未燃樣品來源于2#煤層夾矸。矸石稀土元素的球粒隕石標(biāo)準(zhǔn)化曲線均向右傾斜,具有明顯的銪負(fù)異常,表明它們的物源一致,且都來源于陸源碎屑巖,輕稀土比重稀土的分餾程度要高;矸石稀土元素的上陸殼標(biāo)準(zhǔn)化曲線觀察到燃燒前后輕稀土含量增加,Gd-Lu含量減少,燃燒樣品的配分模式較一致,除了DY1602樣品具有銪負(fù)異常外,其他樣品都具有銪正異常,而且DY1605的銪正異常最明顯。燃燒后δCe值增加,其中DY1602的δCe值最大(δCe=1.04),因此氧化作用影響δCe值。
[Abstract]:Gangue is the solid waste produced in the process of coal mining, and the gangue accumulates in the mining area to form gangue mountain. The spontaneous combustion of gangue mountain is the symbol of mine pollution. Therefore, it is urgent to study the spontaneous combustion gangue. In this paper, the spontaneous combustion gangue in Duerping mine field of Xishan mining area is taken as the research object, and the methods of X-ray diffraction, polarizing microscope, scanning electron microscope and XRFHG-AFSESU ICP-MS-ICP-OES are adopted. The mineralogy and constant, trace and rare earth element geochemical characteristics of spontaneous combustion gangue are analyzed and studied, and the changes of gangue occurring before and after combustion are discussed. The results are as follows: the burned gangue is generally red and gray. The XRD patterns of white salts and yellow sulfur-bearing substances on the surface show that the main minerals in the unburned samples are quartz, kaolinite and some clay minerals, while the main minerals in the burning samples are quartz and anhydrite. Under the microscope, we found that there are quartz, kaolinite, Illite and other minerals in the unburned sample, and quartz and montmorillonite in the burning sample. Siderite, aluminosilicate, anatase, calcite, zircon, barite, poison barite, cooked gypsum, quartz, kaolinite, calcium silicate, gypsum, gibbsite, etc. The changes of kaolinite before and after combustion indicate that the samples suffer from high temperature action above 500 鈩，

本文編號：1603070