江南造山带基底变质沉积岩中锂元素分布和富集机制及对锂成矿的制约

内容提要:江南造山带是我国重要的稀有金属成矿带,已发现多处与锂相关的花岗伟晶岩型稀有金属矿床。锂等稀有金属元素在源区基底岩石中的富集是花岗伟晶岩型锂稀有金属矿床成矿的物质基础,但是江南造山带基底岩石中锂的分布及其富集机制仍不清楚。本文详细调查研究了江南造山带东段新元古代冷家溪群、双桥山群、溪口岩群和板溪群变质沉积岩和星子杂岩。这些基底变质岩的岩石类型包括变质砂岩、泥质板岩、千枚岩和云母片岩以及少量片麻岩。地球化学分析结果显示,冷家溪群、双桥山群和溪口岩群变质沉积岩具有相似的成分,变质砂岩和云母片岩-片麻岩整体上比泥质板岩和千枚岩具有较高的SiO_(2)含量,较低的TiO_(2)、Al_(2)O_(3)、K_(2)O、MgO和TFe_(2)O_(3)含量。泥质板岩和千枚岩含有更高的稀有金属元素含量,其中锂含量达到61.8×10^(-6),而变质砂岩的锂丰度为44.9×10^(-6)。板溪群具有最低的稀有金属元素含量(Li=30.8×10^(-6))。冷家溪群、双桥山群和溪口岩群浅变质沉积岩中的锂含量与化学风化指数(CIA)和MgO、TFe_(2)O_(3)含量具有较好的正相关性,而且与岩石中的黏土矿物含量,尤其是绿泥石含量,具有很好的正相关性。因此,沉积岩中锂的富集明显地受化学风化作用控制,即锂的富集机制是黏土矿物的吸附作用,尤其是蒙脱石和绿泥石。在中高级变质岩中,绝大多数的Li赋存于黑云母、白云母和十字石中。通过对冷家溪群变质沉积岩的部分熔融模拟显示,在部分熔融过程中,云母类矿物的分解和熔融是熔体中锂含量升高的直接原因;云母完全熔融消失,熔体中的锂浓度达到高峰;继续熔融将稀释熔体中的锂含量。影响熔体中锂浓度的主要因素是源岩中锂含量和部分熔融程度,而部分熔融程度取决于源岩成分、水含量和温压条件。压力增加有利于熔体对Li的抽取。在1.0GPa和水含量0.75%条件下,熔融程度达到10.7%,熔体中锂最富集,达到源岩含量的9.3倍。因此,中压相系贫水条件下的部分熔融可能最有利于锂在熔体中的富集。

电厂入炉煤及其副产物中砷的分布和富集特性

采用微波消解法和氢化物发生-原子荧光光谱法,考察并比较了五台容量25-350 MW循环流化床(CFB)机组和五台容量300-600 MW煤粉炉(PC)机组中砷的分布和富集特性。通过比较常规湿法消解和三种混酸微波消解体系,确定了适宜消解方案为体积比6∶2∶2的HNO3-HCl-HF混酸溶液微波消解法。煤中砷燃烧后绝大部分挥发出来被飞灰捕获,底渣中砷含量仅为1.95-9.75μg/g,烟气中砷主要被飞灰吸附后依次被除尘器和脱硫塔捕集,其中,飞灰砷含量为8.68-17.63μg/g,脱硫石膏砷含量为1.71-4.0μg/g。燃烧温度是决定砷迁移与富集的主要因素,PC机组更高的炉膛燃烧温度使得较多砷从煤中释放出来,导致残留在底渣中砷含量低于CFB机组,同时PC机组飞灰在高温下更易形成硅铝酸盐类型的玻璃质从而捕获烟气中挥发态砷,其飞灰中砷含量为12.08-17.63μg/g,普遍高于CFB机组飞灰中砷含量8.68-13.84μg/g;随着锅炉负荷增大,炉膛内温度升高,飞灰与入炉煤中砷含量比值呈增长趋势。CFB机组燃用煤中灰分含量为33.96%-59.63%,显著高于PC机组15.05%-41.67%,故其相对富集系数高于PC机组,同时CFB机组有更多除尘器尚未捕获的细颗粒进入脱硫系统,使其脱硫石膏中砷含量也高于PC机组。

低阶煤筛分过程中汞及硫元素在不同粒度中的分布规律

燃煤是大气汞污染的主要排放源之一,针对目前煤炭洗选过程中重金属元素迁移脱除研究的不足,选用内蒙古低阶高硫煤和低硫煤样进行筛分试验,通过测汞仪、化学逐级提取、X射线衍射(XRD)、X射线荧光分析(XRF)及扫描电镜等测试方法研究汞元素在煤中的赋存形式及在不同粒度级煤中分布规律。试验结果表明,汞元素在煤中的分布不仅和赋存形式相关,还与矿物质在煤中的组成形式和矿物本身的矿物学性质相关。由逐级化学提取可知,高硫煤与低硫煤中汞主要以二硫化物结合态存在。两种煤中的汞和硫在不同粒度区间的富集和迁移趋势一致;高硫煤中汞含量与灰分在6~13mm粒度区间均为最高,说明汞主要与此粒度区间密度较大的黄铁矿伴生;低硫煤在粒度<0.074mm区域内,灰分及汞的含量较高,因为部分汞在以黏土矿为主的小颗粒中富集。