本文關(guān)鍵詞：陜北侏羅紀(jì)煤中微量元素賦存形態(tài)及遷移規(guī)律研究　出處：《西安科技大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：煤的開采和利用過(guò)程中,向環(huán)境釋放微量元素是引起環(huán)境污染的因素之一。了解煤中微量元素地球化學(xué)特性,對(duì)煤的清潔利用具有重要意義。本文以陜北侏羅紀(jì)煤為研究對(duì)象,考察微量元素在煤中的賦存形態(tài)和遷移規(guī)律,為研究區(qū)煤炭的清潔利用奠定基礎(chǔ)。通過(guò)逐級(jí)化學(xué)萃取法、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法和單組分分離法,結(jié)合煤樣的煤質(zhì)、煤巖和礦物組成,研究陜北侏羅紀(jì)煤中微量元素賦存形態(tài),結(jié)果顯示,除Be外,其余微量元素均主要以礦物為載體賦存;Sr和Ba主要賦存在天青石、重晶石和毒重石獨(dú)立礦物中,在方解石和白云石中也有部分負(fù)載;剩余微量元素均主要以類質(zhì)同象的方式賦存在煤的礦物中。Mn的主要無(wú)機(jī)載體為方解石、白云石、菱鐵礦等碳酸鹽礦物;Co、Cu、Pb、Tl、Zn、Ti、Mo、Ni、Sb、Cr和Cd的主要無(wú)機(jī)載體為黃鐵礦等硫化物礦物;V、Be和Ga的主要無(wú)機(jī)載體為石英、高嶺石、長(zhǎng)石、綠泥石和蒙脫石等黏土礦物。個(gè)別煤樣中發(fā)現(xiàn)的金紅石是Ti的重要載體。橫山礦區(qū)煤樣中相對(duì)富集的天青石,是該區(qū)煤樣Sr含量較高的主要原因。微量元素均表現(xiàn)為部分以有機(jī)結(jié)合態(tài)形式賦存。微量元素對(duì)煤巖組分具有選擇性,表現(xiàn)為Cu傾向于在殼質(zhì)組中賦存;V、Zn、Ti、Cu、Cr和Co傾向于在鏡質(zhì)組中賦存;Ba、Be、Cd、Ga、Mn、Mo、Pb、T1和Sr傾向于在惰質(zhì)組中賦存;Ni傾向性不明顯。微量元素均主要以內(nèi)部絡(luò)合的方式與煤有機(jī)大分子結(jié)構(gòu)結(jié)合。通過(guò)原煤、浮煤、鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組熱解實(shí)驗(yàn)得出:研究溫度范圍內(nèi),Cu揮發(fā)性最低,屬難揮發(fā)性微量元素;Zn揮發(fā)性最高,在700℃以后均屬揮發(fā)性微量元素;相對(duì)其它樣品,Sr在惰質(zhì)組中的揮發(fā)性最低;各樣品中Ti揮發(fā)性歸屬改變最明顯;剩余元素在各樣品中的揮發(fā)性,隨溫度均有改變,但與熱解樣品關(guān)系密切,如Cd在鏡質(zhì)組中揮發(fā)性改變較惰質(zhì)組明顯,Mn和Pb則在原煤中相對(duì)浮煤揮發(fā)性改變明顯。通過(guò)原煤和燃燒產(chǎn)物微量元素分析得出:Zn主要逸散在大氣中;Co、Mo、Th和稀土元素(除Eu、Lu和Tm)主要?dú)埩粼诠虘B(tài)灰樣中;W、Lu、Tm、U、Sb、Pb和Li在氣/固燃燒產(chǎn)物中的分配,與燃燒條件和煤樣性質(zhì)關(guān)系密切;剩余微量元素在氣/固然燒產(chǎn)物中分配差異不明顯。比較微量元素在飛灰和底灰中的分布,發(fā)現(xiàn)Ba主要富集在底灰中;Sr、Tm、Eu和W在底灰中是否富集與燃燒環(huán)境和煤樣關(guān)系密切;Cu在錦界國(guó)華電廠中富集傾向性不明顯;剩余微量元素均傾向于在飛灰中富集。通過(guò)熱解和燃燒實(shí)驗(yàn)得出影響微量元素遷移規(guī)律的主要因素有:溫度、微量元素的理化性質(zhì)、微量元素在煤中的賦存形態(tài)、反應(yīng)氣氛和反應(yīng)體系中的離子組成、煤樣性質(zhì)、以及熱解半焦性質(zhì)。不同微量元素對(duì)各影響因素的響應(yīng)不同,在不同情況下起主導(dǎo)作用的因素不同。
【學(xué)位授予單位】：西安科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TQ531

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本文編號(hào)：1323730