陕西煤中硒的环境地球化学特征

研究了陕西的各成煤期煤中Se的含量、分布规律、赋存状态、采煤燃煤环境影响及燃煤Se脱除等环境地球化学问题.对Se含量及分布规律研究的结果表明,不同地区、不同成煤期煤中Se的含量有较大的差异,表现在随着成煤时代由老到新,煤化程度由高到低,煤中Se的含量减少;从南到北,煤中Se含量从高到低.赋存状态分析表明,煤中Se的含量与成煤环境、煤中S含量有着一定的对应关系,煤中S越高,尤其是黄铁矿硫的含量越高,煤中Se的含量也越大,说明在中、高S煤中,Se主要赋存于黄铁矿中,而在特低、低S煤中Se的赋存状态与有机质有关.燃烧实验表明,煤中Se会随着煤炭的开采和利用进入表生环境,从而对表生生态环境构成一定的影响,钙基固硫剂可抑制燃煤Se的排放.     

中国煤中汞的含量、分布与赋存状态研究

在测试分析中国皖北矿区6个煤矿81个煤样品中汞含量的基础上,结合国内外文献资料中报道的1 712个中国煤样品中汞的数据,对中国煤中汞的含量、分布、赋存状态及燃煤引起的汞的环境污染进行了分析和探讨。通过研究得出:中国煤中汞的平均含量为0.20 mg/kg,高于世界煤中汞的平均值(0.10 mg/kg),接近美国煤中汞的平均值(0.17 mg/kg);由于沉积环境及成煤过程中各种地质因素的综合影响,汞在中国不同地区、不同成煤时代以及不同变质程度煤中的含量差异较大;高硫煤中的汞与硫化物关系密切,主要赋存在黄铁矿中;硫化物结合态和有机结合态是低硫煤中汞的主要存在形态;岩浆活动对煤中汞的含量分布与赋存状态有明显影响;煤中汞的赋存状态与煤中汞的释放、毒性有着重要的关系,中国巨大的煤炭消耗量,已引起大量的汞排放,控制燃煤过程中汞的排放是今后环境保护的重要内容之一。     

中国煤中汞的环境地球化学研究

在测试分析中国7个省62个煤样品中汞的含量基础上,结合已有1 637个中国煤样品中汞的数据,全面探讨了中国煤中汞的环境地球化学特征.并采用逐级化学提取实验和相关分析方法,分析和研究了中国煤中汞的化学赋存状态.分析结果表明:中国煤中汞的含量一般为0.1~0.3mg/kg,平均0.19 mg/kg,接近于美国的平均值(0.17 mg/kg),高于世界的平均值(0.10 mg/kg);汞在不同地区、不同成煤时代以及不同煤类中分布极不均匀;其赋存状态也多种多样,高硫煤中汞与硫化物关系密切,主要赋存在黄铁矿中;低硫煤中,硫化物结合态和有机结合态汞常共同占支配地位;影响汞分布和赋存状态的主要原因是地质因素.实验结果表明,在岩浆侵入的煤层中,汞大多以硅酸盐结合态存在.煤中汞的赋存状态与煤中汞的释放、毒性有着重要的关系.同时燃煤释放的汞已对中国部分地区的环境造成了污染,控制燃煤过程中汞的排放是今后研究的重要内容之一.     

煤燃烧过程中气态氟化物生成机理

为了研究燃煤过程中气态氟化物生成机理，在燃煤过程中气态氟化物生成特性试验研究的基础上，根据煤中氟的赋存形态、含氟矿物的热分解特性和煤的燃烧过程，通过固定床管式炉燃煤氟析出等温动力学实验建立了燃煤过程中气态氟化物生成动力学模型。结果表明，燃煤过程中气态氟化物生成可用一级反应动力学来描述，反应活化能E和频率因子A依赖于煤中氟的赋存形态和热稳定性，对于实验煤种A在12．5-46．0min^-1，E在28．0-65．1kJ．mol^-1。研究结果对揭示不同燃烧设备条件下煤中氟的燃烧转化规律、进行燃煤大气氟污染治理有理论指导意义。     

成煤作用与煤岩生气特点分析

煤层气研究的基础之一是对煤的质量的研究，即生气物质质料的研究，包括煤的岩石学特征、煤质特征、煤的地球化学特征。就煤田地质研究而言，煤岩学和煤质学研究是传统研究范畴，在国内外是非常成熟的，但与煤的生、产气结合起来进行煤层气聚集规律研究则形成了新的研究领域，其中煤作用研究出现了新的理论和成因学说。在不同的成煤环境下形成的煤，其岩石学特点不同，煤的微观组织也不同。不同的煤岩组分其生、产气的能力是不同的，在盆地演化的不同时期具有不同的生、产气高峰。结合煤的成煤作用研究与沁水盆地富煤单元的形成与分布分析，提出成煤作用是奠定煤层气原始质料的前提、成煤环境演化是煤层气形成的控制因素、富没煤带和富煤单元与煤层气聚集单元具有成因联系等结论。     

上湾电厂有害痕量元素的迁移释放行为研究

应用原子荧光光谱（AFS）和电感耦合等离子体质谱（ICP—MS）对我国西北部上湾电厂的原煤、底灰以及飞灰中Hg，As，Se，Pb，Cr，CA，Mo，Ni，Co，U和Th等11种有害痕量元素的含量进行了测定．根据燃煤过程中底灰和飞灰的产率，结合痕量元素在底灰和飞灰中的含量计算了电厂燃煤过程中痕量元素的挥发性．在实验室内通过对底灰和飞灰在酸性介质下的淋滤实验，研究了底灰和飞灰中痕量元素在60h内4个时间段的迁移释放行为．根据痕量元素的挥发和淋滤释放特性建立了元素的释放分配模型，研究结果表明，煤燃烧过程中痕量元素的挥发是导致环境污染的主要因素．     

基于不同成煤理论的含煤地层层序划分

为明确煤层在含煤地层层序划分中的作用,在分析陆相成煤模式、海侵过程成煤理论、海侵事件成煤理论、幕式成煤理论以及不同体系域成煤理论共5种成煤模式原理的基础上,采用沉积学、煤地质学、古生物学以及地球化学等方法,分析提炼出不同成煤理论的立论基础、成煤特点、煤层成因以及发生背景等多方面的特征,总结出不同成煤理论下煤层层序划分的原理.结果表明,不同成煤理论的分析应该综合起来进行研究;可以将华北地区太原西山含煤层沉积划分为8个3级层序,其中陆表海沉积序列可以划分出5个二元结构的三级层序.     

煤燃烧氟析出特性与影响因素试验研究(Ⅱ)

为了有效治理燃煤造成的大气氟污染，必须了解煤燃烧过程中氟的析出特性和影响因素。通过固定床管式炉煤粉燃烧试验，研究了煤种特性因素对燃煤氟析出影响规律与氟析出特性，其中包括煤种、氟含量、粒度、烟气中水蒸气含量及煤中矿物成分等对燃煤氟析出的影响。结果表明：不同煤种的氟析出率均随燃烧温度的升高而增加，表现出较强的相似性与一定的差异性。这种相似性表明燃煤氟析出过程可用统一的动力学模型来描述：差异性表明燃煤氟析出过程受煤中氟化物赋存形态与物理化学转化过程的影响。在炉内停留初期煤的粒度对氟的分解与析出影响较大，而在炉内停留的后期煤的粒度对氟的分解与析出影响则较小：燃煤水分及烟气中水蒸气的存在可明显促进煤中氟的析出；煤中二氧化硅会促进煤中氟的析出。     

中国煤中氟燃烧排放特征与排放限值

为了确定中国煤中氟燃烧捧放特征和捧放限值，通过大样本测试与统计，得到了中国煤中氟含量的分布特征；通过典型电站锅炉、工业锅炉和流化床锅炉的煤、飞灰、底灰样品的采样测定，提出了煤中氟在燃烧产物中的总量分配模式，得到中国不同炉型燃煤氟捧放基本特征；比照大气污染物综合捧放标准和工业窑炉大气污染物捧放标准的规定，初步得到了中国燃煤氟化物排放限值和超标煤种的比例。结果表明：比照大气污染物综合捧放标准（GB16297-1996）和工业窑炉大气污染物排放标准（GB9078-1996）中对氟化物捧放限值的规定，中国煤在各种燃烧设备的燃烧过程中，大部分煤种的氟含量是超标的，若在燃烧过程中不采取相应措施，将会对环境造成一定程度的大气氟污染。     

燃煤氟污染及钙基添加剂固氟研究进展

对煤中氟的含量分布、赋存状态等地球化学特征进行了综述，分析了煤炭燃烧过程中氟的迁移转化行为与释放特性，指出煤中氟的燃烧释放不仅与氟的物理化学性质有关，更取决于煤中氟的浓度、赋存状态及燃烧工况等因素．进一步讨论了天然钙基材料燃煤固氟技术及燃煤氟污染控制的研究现状。     

煤灰中微量重金属元素的迁移性实验研究

为了解煤灰中部分微量重金属元素的迁移性，用去离子水、含有机酸及含无机酸三种滤液，对煤的灰化灰和循环流化床燃烧灰进行了长期的浸取实验，实验结果表明，不同淋滤液浸取率明显不同，煤灰中Cr,Ni和Zn的浸取率，含无机酸的淋滤液高于含有机酸的，含有机酸的淋滤液又高于去离子水，不同燃烧方式产生的为煤灰中，微量重金属元素的浸取率不同，高温灰化灰中As,Cr,Ni和Zn的浸取率基本上都高于循环流化床灰中的浸取率。As在中性和弱碱性条件下容易迁移，但是As和CaCO3在弱碱性条件下发生协同作用，共沉淀加脱硫剂CaO燃烧的煤灰中，残余的CaO转化为CaCO3，因此As的迁移性降低，煤灰中部分微量重金属元素发生迁移对周围水体会造成一定的污染。     

贵州织金县以那矿区龙潭组煤中元素的地球化学特征

研究煤中元素的地球化学特征,对于还原聚煤环境以及探究元素对生态的影响具有重要意义。以贵州织金县以那矿区龙潭组多煤层为研究对象,综合利用数理统计方法、灰成分分析法和富集系数法研究了不同层段煤中常量元素、微量元素的地球化学特征。结果表明,各煤层总体为中灰分、特低挥发分、中高～高硫煤;各煤层硫以黄铁矿硫为主,黄铁矿硫与全硫显著正相关,黄铁矿呈聚集团块状和分散颗粒状分布,表明煤层中硫的富集可能受泥炭堆积时期海水的影响;大部分煤层灰成分指数大于0.22,27号煤层小于0.22,说明该矿区大多数煤层形成于海相环境,仅个别煤层为陆相沼泽成因;可采煤层中As的富集系数达6.02,属高砷煤,6、7、10号煤层F含量明显高于中国煤和世界煤中均值,属高氟煤,建议在煤炭开发利用过程中重视As、F等有害元素的治理和生态环境的保护。     

长城窝堡井田煤中砷赋存状态的初步研究

对长城窝堡井田煤中砷的含量和赋存状态的研究得出:研究区煤中砷含量较高,算术平均含量高达95.5 mg/kg,远高于中国煤中砷的含量;砷与灰分之间关系不明显,砷主要赋存在以黄铁矿为主的硫化物中,有机硫是导致煤中有机结合态砷存在的一个因素.     

黑龙江鸡西煤矸石中镁、钙、铁、钛的测定

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物.是一种在成煤过程以及煤层开采过程中伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩,是碳质、泥质和砂质页岩的混合物.相对于煤岩来说它们的发热值偏低.主要成分是氧化铝、氧化硅,另外还含有数量不等的氧化铁、氧化钙、氧化镁、硫等和微量稀有元素(钛、镓、钒、钴).对黑龙江鸡西煤矿的煤矸石进行了氧化镁,氧化钙,氧化铁,氧化钛成分的分析测量,同时对黑龙江省煤矸石的综合利用提出了参考性建议.     

低位体系域成煤环境与聚煤特征

低位体系域煤层在层序划分中越来越重要,其成煤模式也成为研究的重点问题。本文总结了低位体系域成煤沉积环境,分析了海相和陆相断陷盆地低位体系域煤层的形成环境及其岩性空间变化特征,指出无论是滨海环境还是陆相环境,其成煤环境一般是位于河流下切谷旁边的浅水洼地或者河流阶地。其中,滨海地区低位体系域成煤一般较少,主要发生在晚古生代,煤层顶板为海相沉积(灰岩或泥岩等);陆相环境低位体系域成煤一般在中新生代,常见于辫状河、冲积扇或扇三角洲等,煤层顶底板沉积物颗粒较粗。低位体系域煤层煤质较差,煤层结构复杂,厚度差别较大。滨海地区,煤层硫分较高,灰分较大;而陆相断陷盆地,煤层灰分较高,河流分叉较多,这与湖盆水体动荡性及构造变化有关。     

卧龙湖煤矿岩浆侵入区煤中稀土元素的地球化学特征

以淮北卧龙湖煤矿包含岩浆岩、煤层的剖面为研究对象,通过对岩浆岩、煤岩混合带、高变质煤样品采集,结合逐级化学提取实验,采用等离子体质谱(ICP-MS)对原煤样、岩浆岩样、煤灰分以 及煤和岩浆岩逐级提取实验中各种提取物的稀土元素进行了测试,系统、深入地研究了稀土元素的含量特征、分布模式以及赋存状态.研究结果表明,岩浆岩在侵入过程中与煤层间发生一定的物质交换作用,岩样与煤样中的稀土元素分布模式相差较大,逐级化学提取实验结果表明煤和岩浆岩中稀土元素都是以硅酸盐结合态占主导,但煤中稀土元素主要来源于陆源碎屑的供给.     

煤质特征在煤层对比中的应用

煤层对比是煤炭勘查的基础工作内容,可靠的煤层对比是评价煤炭资源的先决条件。煤中硫含量及其变化反映了成煤环境自身特征,煤层对比过程中,通过硫分特征研究,可以有效解决对比的多解性,提高煤层对比可靠程度。本文以贵州省织金县MJT煤矿为例,说明在多煤层地区,通过对煤层原煤硫分变化,校正煤层对比结果,提高煤层对比可靠程度的方法。     

热溶煤的燃烧特性

低阶煤的高值化利用对拓宽能源途径,提高能源效率和解决环境问题具有重要意义.以N-甲基吡咯烷酮为有机溶剂,对4种低阶煤进行热萃取,获得低灰分、高挥发分的热溶煤产物.通过热重分析研究了热溶煤的燃烧特性,并利用拉曼光谱分析,对比了原煤与热溶煤碳结构的变化规律.结果表明:与原煤相比,热溶煤的灰分含量明显降低,挥发分含量增高,固定碳含量减少,热值增大.其中KL、GD和ZS 3种热溶煤的H/C原子比大于原煤,XB的热溶煤小于原煤.KL、GD和ZS 3种热溶煤的峰强度(ID/IG)和峰面积(AD/AG)的比值大于相应的原煤,其有序化程度减小,结构缺陷增多,相应的其热溶煤的燃烧反应性增大.而XB热溶煤的ID/IG和AD/AG的值小于相应的原煤,有序化程度增大,燃烧反应性降低.