鄂尔多斯盆地晚古生代煤中铀和钍的含量与逐级化学提取

运用仪器中子活化分析(INAA)、高分辨率电离耦合等离子体质谱(HR ICP-MS)和逐级化学提取(SCEP)对鄂尔多斯盆地晚古生代煤、顶板、底板、夹矸和黄铁矿结核中U和Th含量及其分布规律进行了研究．发现鄂尔多斯盆地晚古生代煤中没有明显富集U和Th．煤中的U主要赋存于硅铝化合物和有机质结合态中，Th主要赋存在硅铝化合物结合态中．煤层顶板中的U和Th主要分布在硅铝化合物结合态中，并且顶板中的有机质对U的赋存状态起重要作用．无论是煤层或顶、底板，U和Th以可溶态、离子交换态、硫化物和碳酸盐结合态存在的很少．山西组中的煤层顶、底板和太原组黄铁矿结核中的Th/U值大于4．8，相对富集Th；而山西组煤层和夹矸、太原组顶、底板、夹矸和煤层的Th/U小于4．8，相对富集U．

煤中微量元素逐级化学提取实验及赋存状态研究

煤中微量元素的赋存状态和成因机理可为研究煤层的形成提供重要的地球化学依据。逐级化学提取(SCEP)方法常用于煤中微量元素赋存状态的定性或定量研究。SCEP早期主要被应用于煤中有害微量元素的研究,近期开展了有益微量元素在煤中存在形式的探究工作,对煤中锂的研究尚处于起始阶段。综述了SCEP技术在煤中有害和有益微量元素赋存状态方面的应用进展,对煤中不同赋存状态的微量元素进行了分类总结,提出利用逐级化学提取法研究煤中锂的赋存状态,为煤中锂成矿机理和开发利用提供参考。

煤及顶板中稀土元素赋存状态及逐级化学提取

用逐级化学提取的方法研究了石炭井、石嘴山和峰峰矿区煤层及顶板中稀土元素的存在形态 ;根据稀土元素的特性 ,把稀土元素分为水溶态 ( )、可交换态 ( )、碳酸盐结合态 ( )、有机态 ( )、硅铝化合物结合态 ( )和硫化物结合态 ( ) .研究表明 ,无论是煤中还是顶板中的稀土元素主要赋存在硅铝化合物结合态中 ;水溶态和可交换态中稀土元素含量甚微 ,是稀土元素地球化学性质稳定的表现之一 .高含量的碳酸盐矿物、硫化物矿物和有机质亦对稀土元素的赋存状态起了一定作用 .在煤层顶板中 ,以硅铝化合物和硫化物结合态的稀土元素含量随着原子序数的增加而减少 ,以有机质结合态的稀土元素随着原子序数的增加而增加 ,且和煤层中稀土元素的赋存状态不同 ,表明不同沉积环境以及相同沉积环境对不同物质中的稀土元素的分馏效应是不同的 .

煤中As赋存状态的逐级化学提取研究

应用５步法逐级化学提取研究了２个烟煤和３个无烟煤样品中微量Ａｓ（０．６６μｇ／ｇ—５．２６μｇ／ｇ）的赋存状态．研究表明应用逐级化学提取方法可以有效地定量研究煤中微量Ａｓ的赋存状态；煤中Ａｓ含量较低时（＜５．５μｇ／ｇ），Ａｓ仍然有多种赋存状态，当煤灰分（主要是粘土矿物）较低时（＜３０％）主要是进入有机质中。

煤中氯的地球化学特征及逐级化学提取

评述了煤中氯的研究现状，用仪器中子活化分析方法测定了中国４５个晚古生代全层煤样氯的质量分数，提出了煤中氯的逐级化学提取方法．研究表明，与其它国家相比中国煤不是高氯煤；平朔煤中氯以水溶态为主（４６．７０％～９１．７８％），其次为与煤大分子结合的有机氯（５．２０％～４８．３８％），再次为呈离子交换态的有机氯（４．９２％～１８．７８％）；煤灰分越低，有机氯质量分数相对越高．

逐级化学提取(SCEE)技术及其在煤微量元素赋存状态研究中的应用

概述了逐级化学提取(SCEE)技术的分析方法,介绍了SCEE技术的发展历程和其中典型的Tessier、BCR权威分析方法,综述了近一段时间国内外SCEE技术在煤微量元素赋存状态研究方面的应用状况,并就该技术在赋存状态研究方面仍存在的问题进行了两方面探讨:(1)煤中不同赋存状态元素在逐级化学提取中的归属问题;(2)逐级化学提取法分析元素形态存在的问题。

电感耦合等离子体发射光谱-逐级化学提取法研究低硫煤矸石中微量元素的赋存状态及其环境效应

煤矸石是我国堆存量最大的工业固体废物，本文应用电感耦合等离子体发射光谱法、逐级化学提取法和相关性分析研究了淮北临涣矿区低硫煤矸石中10种微量元素的含量及赋存状态，并运用风险评价指数法评价其环境效应。结果表明，低硫煤矸石中Ba、Co、Cr、Mn、Ni、Pb、V含量均高于淮北煤和中国煤均值，Mn、V的富集系数大于1，有一定迁移风险。微量元素主要以残渣态和铁锰氧化物结合态存在，两者质量分数之和为68．87％～92．93％，其中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、zn赋存于硫化物矿物中，V赋存于黏土矿物中，Mn赋存于碳酸盐矿物和硫化物矿物中．10种微量元素对环境的危害性大小为：Mn〉Zn〉Ni〉Pb〉Cd〉Cu〉Ba〉V〉Cr〉Cc），表明低硫煤矸石堆存过程中活性态Mn对生态环境造成危害的可能性最大，由Mn可能引起的煤矸石山周边地区土壤及水体污染应当重视．

贵州铜仁坝黄磷矿中铀赋存状态的逐级化学提取研究

贵州铜仁坝黄磷块岩矿床富集放射性元素铀,利用逐级化学提取分析方法对该地区黄磷矿中铀的赋存状态进行探究,有助于进一步探讨磷块岩型铀矿的分布规律、成矿机理及铀资源的综合开发。本文采用经修改的Tessier法流程,提取了水溶态、可交换离子态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质黄铁矿态、强酸提取态和残渣态等七种不同形态的铀。研究发现:黄磷矿中的铀主要以独立铀矿物和类质同象置换的形式存在,分别占37.83%、37.21%,少量铀(占24.96%)以分散吸附形式存在。分析表明:独立铀矿物在富磷、黄铁矿脉和镜面擦痕发育的岩层中含量较高,说明热液活动有利于独立矿物形式铀的富集;类质同象铀与黄磷矿中的磷含量呈正相关关系,铀元素可能是以离子置换的方式赋存于胶磷矿的晶格缺陷中;吸附形态铀的含量受到岩石中黏土矿物含量和黄铁矿脉的影响,有机质黄铁矿态是吸附形态铀存在的主要方式,少量铀通过扩散作用吸附于黏土矿物表面。除类质同象铀因其存在形式不易被提取利用外,独立铀矿物及吸附形态铀对于未来优化资源配置具有现实意义。

贵州普安矿区20号煤中锂的赋存状态及逐级化学提取实验研究

锂(Li)是一种重要的金属能源,近年来全球锂的需求持续增长。我国煤伴生型锂矿床的发现证明煤矿可能成为锂资源的潜在来源。以贵州普安矿区20号煤为研究对象,采用工业分析、镜下鉴定、X射线荧光光谱(XRF)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)、激光剥蚀-电感耦合等离子体质谱(LA-ICPMS)等方法,分析原煤及浮沉实验获得的密度分级试样的基本性质、矿物组成、元素组成及煤中Li的赋存特征。结果表明,原煤中Li含量达134.09μg/g,在6个密度级样品中,Li含量随煤样密度级的增加而增加(>1.8 g/cm3密度级样品中Li含量最高为212μg/g),重力分选可使煤中Li得到一定程度的预富集。原煤主要矿物组分包括黏土矿物、黄铁矿、方解石、石英等,基于Li与Al、Si等的相关性以及矿物微区元素含量(LA-ICP-MS)等分析,推测Li可能主要以吸附态赋存于黏土矿物中。逐级化学提取实验结果表明,煤中Li的赋存特征为水溶态(20.96%)、离子交换态(32.90%)、硅酸盐/铝硅酸盐态(22.80%)、碳酸盐/磷酸盐态(10.81%)、二硫化物态(3.92%)和残渣/有机态(2.58%),说明通过离子交换法可以从煤矸石中回收Li。该研究结果为下一步分离提取煤中Li提供了一定理论指导。

准东高钠煤逐级化学提取试验研究及应用途径建议

通过选择代表性煤样、夹矸样及顶底板样品,以去离子水、醋酸铵、盐酸为提取剂对准东高钠煤进行逐级化学提取试验研究,查明了准东高钠煤中钠形态以水溶钠为主;其次为醋酸铵溶和盐酸溶的有机钠;不溶钠占比小。煤灰中氧化钠从高到低的顺序一般为:煤层下部分层样>上部分层样>顶板>夹矸>底板的变化规律。结合目前准东高钠煤利用中出现的煤质问题和沾污、结渣、腐蚀等技术问题,为有效防止高钠煤应用,建议以配煤为最佳方案。

我国煤中砷赋存状态研究及逐级化学提取试验进展

砷是煤中有毒致癌元素之一,煤的燃烧等过程会释放到环境中。在煤加工利用过程中,砷会以各种形式释放出来,进入环境。本文在全面研究文献的基础上,总结了我国煤中砷赋存状态的研究进展、逐级化学提取法在研究煤中砷的进展和存在的问题。探讨了煤中砷赋存状态以及逐级化学提取法的研究方向。

煤中铁元素赋存状态的超声逐级化学提取研究

为了探讨铁元素在煤中的赋存状态,根据煤灰中三氧化二铁含量的不同选择了7个煤样,用硝酸-高氯酸-氢氟酸湿法消解-原子吸收分光光度计法测定了这7个煤样中的铁含量.采用超声波辅助逐级化学提取方法,研究了这7个煤样中铁元素的赋存状态,超声波独特的空化作用促进了提取试剂与煤粒子的接触,强化了溶解过程,使提取实验耗时大大缩短.逐级化学提取实验所得铁的分量和与湿法消解测定铁的结果接近,说明逐级化学提取实验设计合理;煤中的铁元素以碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、硫化物结合态、铝硅酸盐结合态、有机结合态这5种形式存在,其中碳酸盐结合态是5种存在形式中最少的,其质量分数不超过3.1%,硫化物结合态在40%以上,最多达到81.5%,是最主要的赋存状态.

逐级化学提取法研究煤中溴的赋存状态

采用逐级化学提取法研究了煤中溴的赋存状态,用电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)测定了煤及各种提取状态中溴的含量.结果表明,来自四川和重庆的8个煤中溴主要以水溶态、离子交换态、碳酸盐结合态、铁锰结合态和有机态存在,平均总提取率为88.2%.对于烟煤和无烟煤,前者有机态溴的相对量大于后者,平均值分别为22.3%和20.0%;而碳酸盐结合态溴小于后者,相对量分别为14.0%和19.2%;两者水溶态溴和铁锰结合态溴的相对量几乎相等.煤中离子交换态溴可能以有机质吸附为主,溴的各种赋存形态的相对量与其成煤时沉积环境可能没有很密切的关系.煤中溴的潜在可淋失率和淋出浓度比较大,可淋失率为36.62%～86.80%,可淋失量为7.092～20.10μg/g,对环境的潜在危害应引起重视.

逐级提取试验研究岩石中氟的化学活动性

使用逐级化学提取方法对岩石中氟元素的化学活动性进行了研究.结果表明,不同时代、不同类型岩石中氟的化学活动性具有很大的差异,碳酸盐岩中氟均具有很强的化学活动性,其中氟的可淋失比例一般高于75%;下寒武统黑色岩系中氟的化学活动性与岩石变质程度有关,变质程度较高的黑色碳质板岩中氟的可淋失比例一般小于黑色页岩、黑色硅质岩中氟的可淋失比例.磷块岩中氟的可淋失比例较高,而千枚岩中氟的可淋失比例一般较低;辉绿岩中氟的可淋失比例与原岩中氟含量存在正相关关系.不同时代的石煤中氟的化学活动性具有较大差异.下志留统石煤中氟的可淋失比例(平均为47.39%)一般高于下寒武统石煤中氟的可淋失比例(平均为29.43%).

氧化锌中稀散元素赋存状态的超声逐级 化学提取研究

以青海某铟业公司的中间产物氧化锌为试样,利用超声逐级化学提取法研究了氧化锌中稀散元素镓、铟、锗的赋存状态。超声波的空化作用促进了提取剂与氧化锌粒子的接触,强化了溶解过程,提高了提取效率;逐级化学提取法所得稀散元素的量与从氧化锌中直接测定所得稀散元素的量接近,说明逐级化学提取实验设计合理;氧化锌中的稀散元素镓、铟、锗主要以铁锰氧化物结合态存在,硫化物结合态也占有较大的比例,少量的镓、锗以铝硅酸盐结合态存在。稀散元素赋存状态的确定可为青海铅锌矿资源中稀散元素的综合回收利用提供理论依据。

黔西晴隆矿区晚二叠世煤地球化学变异的地质成因

运用仪器中子活化分析 (INAA )、电离耦合等离子体质谱 (ICP- MS)、电离耦合等离子体原子发射光谱 (ICP- AES)、X射线荧光光谱 (XRF)、冷原子吸收光谱 (CV- AAS)、离子选择性电极法 (ISE)、逐级化学提取试验 (SCEE)等 ,结合带能谱仪的扫描电镜 (SEM- EDX)和 MPV- III显微镜下观察的煤岩学特征的分析 ,对贵州晴隆矿区上二叠统含煤岩系 8号煤层中微量元素的含量和赋存特征及其影响因素进行了研究。发现该煤层中 Cu(2 6 3.4μg/ g)、Cr(1 5 4 .2μg/ g)、Hg(0 .86μg/ g)、Mo(82 .4 7μg/ g)、Ni(6 3.3μg/ g)、Pb(2 0 0 .4μg/ g)、Se(4.2 5μg/ g)、U(1 5 4 .8μg/ g)、Zn(2 1 4 .6μg/ g)和 Zr(75 4 .3μg/ g)等元素异常富集 ;而 As和 F的含量不高 ,其含量分别为 1 .5 8μg/ g和 83.4μg/ g。逐级化学提取结果显示 ,该煤层中 Hg、Mo、Ni、Pb、Se和 Zn元素主要赋存在低温热液成因的黄铁矿脉中 ;Cr、U和 Zr主要存在于粘土矿物中 ,其中 Cr和 Zr可能与康滇古陆陆源碎屑供给有关 ;Cu不仅与粘土矿物有关 ,而且也和煤中黄铁矿有关。表明低温热液流体和陆源碎屑供给对该煤中主要微量有害元素的含量和赋存特征起了决定作用。

云南临沧勐托褐煤中微量元素地球化学

为确定勐托褐煤中微量元素的地球化学特征,在云南省临沧市镇勐托村小煤窑井口共采集11个褐煤样品,采用逐级化学提取和ICPMS的方法对样品中微量元素的含量进行了测试,结果表明:勐托煤样中Zn、Sr、Li、V、Cr、Cu、Zn、Sr、Sb、Pb元素含量变化范围较大。与中国煤相比,勐托褐煤中Sb显著富集,Be、As、Cd、Pb稍富集。与世界褐煤相比,勐托褐煤中Sb显著富集,Be和Pb富集,Li、V、Cu、Cd稍富集。勐托褐煤中Li、Be、V、Cr、Cu、Zn、As、Sb、Pb元素含量较高,主要与酸性花岗岩的陆源碎屑供应有关。

渭北煤中铅的赋存状态研究

以渭北崔家沟(CJG)煤和董家河(DJH)煤为原料,分别进行筛分浮沉试验和逐级化学提取试验,利用数理统计的间接方法对煤中铅的赋存状态进行了研究。结果表明,原料煤中铅的赋存状态主要以硫化物结合态为主,有机结合态所占比例次之,残渣态和可交换态所占比例最小。CJG煤中铅含量随粒度的减小呈现先减小后增加的变化规律,DJH煤中铅含量随粒度的减小没有呈现出明显的变化规律。CJG和DJH煤中铅主要赋存于矿物质中,铅含量随密度的变化趋势接近于一元二次函数,相关系数R分别为0.95和0.85,铅含量与灰分、硫分存在线性正相关性。

淮北煤田煤中汞的赋存状态

系统采集淮北煤田10、7、5、4和3煤层的29个煤样品,采用逐级化学提取方法研究了煤中汞的赋存状态,根据提取步骤和汞的特性,将煤中的汞分为水溶态、离子交换态、有机态、碳酸盐结合态、硅酸盐结合态和硫化物结合态,利用FlowInjectionMercurySystem(FIMS)分析了样品中总汞和不同形态中汞的含量.测试结果表明,与华北石炭-二叠纪煤、中国煤以及美国煤含量相比较,淮北煤田煤中汞的含量明显富集.逐级化学提取实验结果和煤中汞与硫、灰分的相关分析结果表明,岩浆的侵入对煤中汞的赋存状态有较大的影响,不受岩浆侵入影响的10、4和3煤层煤中的汞主要以有机态和硫化物结合态存在,受岩浆侵入影响的5和7煤层中的汞主要以硅酸盐结合态存在.

煤中砷的赋存状态

砷是煤中常见的有害微量元素,由于其丰度较低,定量研究其赋存状态一直很困难。近年来,采用逐级化学提取实验方法对煤中不同赋存状态的砷进行了定量研究,综合分析这些研究可得出以下结论:①煤中砷的赋存状态包括硫化物态砷、有机态砷、砷酸盐态砷、硅酸盐态砷、水溶态和可交换态砷。总体上,硫化物态砷>有机态砷>砷酸盐态砷>硅酸盐态砷>水溶态和可交换态砷,但在不同的煤样品中,也表现出较大的差异性。②一般而言,煤中大部分砷存在于含砷黄铁矿中,含砷黄铁矿中的砷含量与黄铁矿的成因或类型有关。煤中的砷酸盐态砷主要与铁氧化物和氢氧化物共生;硅酸盐态砷主要进入粘土矿物晶格。③在砷含量较低的煤样品中,有机态砷含量较高,其中在褐煤和低煤级烟煤中,可提取出与腐殖酸和富里酸结合的砷。当前还难以确认有机态砷的化学结构。④贵州特高砷煤中砷的赋存状态较为复杂,在某些样品中与氧结合的有机态砷为主要的赋存状态。