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。     

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.     

煤中氯的赋存形态及控制方法

论述了煤中氯的赋存形态以及煤中氯的危害、脱除方法,同时指出了在煤中氯研究方面存在的主要问题。     

煤中有害元素潜在污染综合指数及洁净等级研究

为了定量评价煤炭洁净潜势,筛选出各种成分的评价指标,并量化了它们在煤(烟煤)中的环境标准含量限值其中质量分数w(灰分)=5%,w(S)=0.5%,元素As,Be,Cd,Cl,Cr,F,Hg,Mn,Ni,Pb及Se分别为4,0.8,1.0,350,7,100,0.13,80,15,13,1.5 mg/kg;提出了煤中有害元素潜在污染综合指数(I)的概念,并据此划分出洁净煤(I≤0.255)、次洁净煤(0.255＜I≤0.505)、较不洁净煤(0.505＜I≤0.754)、不洁净煤(I＞0.754)4个煤洁净潜势等级,从而初步构建了煤炭洁净评价方法.根据此方法,对采自鄂尔多斯盆地北缘-晋北区30件原煤(包括生产矿井原煤、电厂炉前煤及选煤厂原料煤)、精煤、中煤及煤泥样品进行了洁净潜势评价,发现各精煤样基本上被评价为洁净煤、次洁净煤等级,而原煤、中煤及煤泥样大都被评价为较不洁净煤与不洁净煤等级,评价结果能准确、直观地反映样品的洁净潜势.     

煤中环境敏感性痕量元素的挥发性研究

对我国西北部4个电厂原煤在实验室不同温度下进行燃烧实验,应用原子吸收光谱（AAS）、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP-AES）和仪器中子活化（INAA）等方法对煤和灰样中舡,Pb,Hk,Cd,Co,Se,Mn,U,Th,Be,Mo,Sb,Br和V等14种环境敏感性痕量元素的质量分数进行了测定,通过对比痕量元素在煤与灰样中质量分数的差异以及不同温度下痕量元素的挥发率,研究了在实验室不同温度下痕量元素的转化、分配规律,结合元素的赋存状态和物理化学特性,揭示了影响痕量元素燃烧迁移、分配规律的主要因素．     

沈阳红阳三矿煤中硫的赋存状态

分析了沈阳红阳三矿煤中各种硫分、灰分和不同密度级的全硫,并研究了硫分与粒度、硫分与密度、硫分与灰分及硫分布率与密度等的关系·指出无机硫占煤中全硫质量分数的7739%,是该煤中硫的主要形态;煤中硫的分布是均匀的,不随粒度、密度、灰分的变化而变化;煤样中黄铁矿呈细小颗粒浸染于煤有机质中,用常规方法脱除比较困难;有机硫的质量分数约为20%,且目前还没有很好的脱除方法,故暂不考虑其脱除问题·     

煤中硫的赋存规律

介绍了煤中黄铁矿的形态特征及分布,从煤的显微组分中有机硫的分布特点和煤中有机硫的存在形态两方面探讨了煤中有机硫的分布规律。     

煤中汞的赋存形态及其测定方法

为了确定煤中汞的赋存形态,基于两种典型的煤中汞的化学逐级提取方法,提出了一种改良的化学逐级提取方法.采用多种动力煤和焦煤对此方法进行验证,结果表明:两种典型的化学逐级提取方法对煤中汞的回收率偏低,大部分煤中汞回收率都低于90%;改良后的化学逐级提取方法能明显提高煤中汞的回收率,煤中汞的回收率高于90%,逐级提取到的各种形态的汞含量累加与样品中汞总量基本一致.化学逐级提取结果还表明:汞在煤中的赋存形态主要以硅铝酸盐结合态和硫化物结合态为主,有机质结合态次之,仅有少量以离子结合态存在.     

煤中砷及其对环境的影响

简述了煤中砷的分布规律、赋存状态及成因,阐述了煤加工利用过程中砷的迁移转化及其对环境的影响。     

地质构造型式对瓦斯赋存状态的影响分析

现如今,随着煤矿事业的逐步快速发展,对瓦斯赋存状态的影响因素的研究得到了业内人士的一致的重视。由于瓦斯赋存状态在大部分情况下不仅会受到一个区域地质构造型式的影响,而且还会受到局部地质构造型式的影响作用。因此,地质构造型式对瓦斯赋存状态有着决定性的影响,它同时也可以有效地评估该地区的煤田瓦斯的状况。本文通过对地质构造特征的描述,具体阐明了地质构造型式对瓦斯赋存状态的影响作用。     

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．     

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。     

气化压力对煤气化过程中痕量元素迁移规律的影响

在一台0.1 MW加压喷动流化床煤气化炉上,维持气化温度940℃,静止床层高度300mm,气化风量9 m3/h、蒸汽量1.7 kg/h、给煤量4.56 kg/h等参数不变,测定了煤和气化产物中Co,Mn,Cr,V,Se,Hg,As,Ni,Cd,Cu,Zn,Pb等12种痕量元素含量,研究了气化压力对痕量元素迁移规律的影响.结果表明:加压有利于改善煤气品质;在旋风焦中,Cr,As,Ni,Cd,Cu,Zn,Pb富集,Co,V,Se,Hg耗散,随着气化压力的增加,Cr,Cd,Zn,Pb的地球化学富集因子(MGEF)减小,As,Ni,Cu的MGEF增加,Co,V,Se,Hg的MGEF基本不变;在底渣中,所有痕量元素均耗散,随着气化压力的增加,Cd,Zn,Pb的MGEF增加,Co,As,Cu的MGEF减少,V,Se,Ni的MGEF基本保持不变;在煤气中,随着气化压力的增加,Co,As,Cu含量总体上呈增加的趋势.     

Modes of occurrence of arsenic in high-arsenic coal by extended X-ray absorption fine structure spectroscopy

The concentration ranges of As and Sb in six Late Permian high-arsenic coals collected from Xingren and Xingyi, Guizhou Province are 94.1 μg·g -1-3 2 and 8 1 μg·g -1-120 μg·g -1, respectively. Based on the mineralogical analysis, no arsenic and arsenic-bearing minerals are detected in these samples and arsenic occurs in coal macerals. By extended X-ray absorption fine structure(EXAFS) spectroscopy, we have found that arsenic in these high-arsenic coal samples coordinates with oxygen; the coordination number of As with oxygen for these samples is 4 except one sample(H-9) for which the coordination number of As is 3. Therefore, arsenic in these high-arsenic coals does not occur in sulfide minerals, but occurs in arsenate or arsenite phase, and the preponderance of As is in arsenate of As 5+.     

煤中微量元素及其在燃烧过程中释放的研究现状

对煤燃烧过程中微量元素释放的国内外研究现状进行了综述。描述了煤中微量元素的含量分布 ,总结了燃烧气体与固体产物中微量元素的形态、分布及富集特性 ,阐明了燃烧过程中微量元素形态转变机理。最后 ,简单介绍了微量元素的释放控制方法和技术 ,并探讨了微量元素今后研究的若干方向。     

煤燃烧过程中痕量元素的分类研究

采用原子吸收分光光度计(带测汞装置)、石墨炉原子吸收光谱仪和X射线荧光光谱仪，测定了一台220t／h煤粉炉中原煤、底渣和飞灰中9种痕量元素的质量分数．除As因质量分数低不能归类外，其他痕量元素按照在飞灰中相对富集系数不同，可分成3类：第1类是Pb，Zn；第2类是Mn，Cr，Se，Hg；第3类是Ba，Cd．按照飞灰相对于底渣痕量元素富集程度不同，可分成两类：第1类是Mn，Cr；第2类是Pb，Bd，Se，Zn，Cd，Hg．按照痕量元素挥发性和在燃烧产物中的分布规律，可分成3类：第1类是Hg；第2类是Pb，Ba，Zn，Cd；第3类是Mn．Se介于第1类元素和第2类元素之间．Cr同时表现出第1类和第3类元素性质．研究还发现除Mn外，其他元素在飞灰中的富集程度随粒径减小而增加；Pb比Cd更容易挥发．     

煤中氟化物浸提试验研究

首次采用浸提试验系统研究煤中氟化物赋存形态。结果表明,许多溶剂都能从煤中浸出相应形态和数量的氟化物,煤中不同浸提态氟按氟含量高低存在如下趋势:酸浸提态氟>碱浸提态氟>盐浸提态氟>水浸提态氟,浸提结果反映了煤中几种不同赋存形态氟化物含量的数量级概念,以无机盐矿物形态存在的难溶性氟化物是煤中氟的主要赋存形态。研究结果可为煤中氟赋存形态的研究提供试验方法与依据。     

三种不同变质程度煤中微量元素的分布特征

以我国云、贵、川地区煤为研究对象,通过试验测定这三种不同变质程度煤中微量元素含量,分析了三种煤微量元素的分布特征并进行对比,其结论对于研究煤中微量元素的地球化学特征、控制煤中微量元素对环境的影响等具有重要意义.     

煤燃烧过程中痕量元素分布规律的实验研究

以流化床燃煤过程为研究对象，在实验室小型一维煤粉燃烧炉上进行实验，研究了煤燃烧过程中痕量元素的排放特点．实验模拟流化床低温燃烧的特点，采用焦作无烟煤、西山贫煤、六盘水贫煤、萍乡烟煤、平顶山烟煤和小龙潭褐煤等6种典型煤分别在650℃，800℃和950℃3个工况下燃烧，结果表明Hg在灰中几乎不富集，是易挥发的痕量重金属元素；Pb在灰中的含量随温度升高有下降的趋势，部分富集在细微颗粒上随烟气排出；Cr和CA两种痕量元素大部分留在灰渣中，不易挥发。