煤中痕量元素与三态硫关系的模型

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1、维普资讯http://www.cqvip.com睦堕兰曹汉才晏蓉陈光南堞燃烧国家重点实验室．华中理工大学．武汉，430074)(武汉汽车工业大学材料系，武设，430070)摘要将青山蝈煤按不同比重分级后，丹别测定了各级煤粉中痕量元素Be，cd，Pb，cou．cu，NI·As及三态硫的含量·发现痕量元寨与三态硫之间有一定的相关关系本文用回归分析法建立了痕量元素与三志硫关系的模型，井用该模型对青山烟煤某比重范围内煤粉中的痕量元幕含量进行预报，结果夸人前意关键词煤燃烧时不仅排放大量的SO等气体污染物，同时还排放灰渣及飞灰等固体污染物．

2、煤燃烧释放的微米、亚微米级颗粒物是大气气溶胶的主要来源，其中存在的痕量元素，尤其是有毒有害元素将导致对生物及人体健康的潜在危害．因此，近年来人们对煤燃烧中痕量元素的行为的研究兴趣日益增加．已有的研究表明，煤燃烧过程中重金属的排放不仅与煤中元素的性质、含量有关，而且与元素在煤中的存在形式和燃烧条件有关．那些与煤中硫化物结合的元素在微米级飞灰颗粒中有较大的富集趋势，燃烧时高温还原性气氛将增强这种富集程度．因此，从研究煤燃烧对大气重金属污染的角度考虑，不仅要研究痕量元素本身在燃烧过程中的行为，而且要研究痕量元素与煤中硫份之间的关系，从

3、而探索同时减少煤燃烧对大气SO和重金属两个方面污染的方法．本文将青山烟煤按比重不同进行分级后，分别测定了不同比重煤粉中的部分痕量元素及三态硫的含量，发现在不同比重的煤粉中，痕量元素与三态硫的分布有一定的规律性．用回归分析法建立了痕量元素与三态硫关系的数学模型，并将该模型用于预报，结果基本令人满意．1实验部分】．1煤粉按比重分级取一定量青山烟煤的粉煤样品，平均粒径为5o一60肿．将煤粉依次从小到大用表1所示六个不同比重的溶液逐级分离．每次分离时，取出浮在溶液上部的煤粉，沉下部分继续用下一级密度的溶液进行分离．共得到七个不同比重段的

4、煤粉样品，经干燥后用于痕量元素及三态硫的测定．)国家攀翳计划资助课题维普资讯http://www.cqvip.com4期陆晓华等：煤中痕量元素与三志硫关系的模型3071．2痕量元素与三态硫的测定准确称取2g左右煤粉，按文献[6]的方法，测定硫酸盐硫、硫化物硫与总硫．用差减法得有机巯含量．准确称取lg左右煤粉样品．在马弗炉中600C以下灰化后，灰样转移到聚四氟乙烯坩埚中，用HFHCIO消化．定容至50m[，然后用ICPAES法和GFAAS法测定各痕量元素的含量．2结果与讨论2．1不同比重煤粉中痕量元素与三态硫的关系表2为不同比重的

5、各级煤粉中痕量元素与三态硫的测定结果．由于用CH1(比重2．28)分离时，下沉部分的煤粉量太少，故仅测了痕量元素含量而未测三态硫含量．表2不同比重煤粉中痕量元素和三态硫的含量Table2Contentsoftr~tceelementsandthreespeciesofsulfurincoalofdifferentspecificgravity由表2结果可见，随着煤粉比重逐渐增大，煤粉中硫酸盐硫、硫化物硫的含量逐渐增加，而有机硫的含量逐渐减少，呈现较明显规律性．这是由于比重大的煤粉含有较多矿物质，Nng~i&、硫化物这些矿物质在比

6、重大的煤粉中含量较高、煤粉中的Cd，Co，Pb，Cu等元素含量也随比重增加而增加，表明这些元素与煤粉中的硫化物、硫酸盐等具维普资讯http://www.cqvip.com环境化学16卷有一定的正相关性．Be仅在比重最小的煤粉中检出，其余各级中Be含量均小于检出限，表明Be在堞中倾向于与有机质结合，与文献ET]的结论一致，As，Ni，Cr等元素的变化规律不如其它元素显菩．表明这些元素除了与煤中的硫化物、硫酸盐等有关外，还可能与煤中的其它无机或有机组分有关，2．2煤中痕量元素与三态硫关系的模型Solari曾用回归模型研究过煤中痕量元

7、素的分布及有机亲和性，其模型为：J、’、1C=C，W+二C．·W．(1)模型假设煤中有．，种有机组分，种无机组分，c，C分别为元素在有机组分．，和无机组分K中的浓度．，和分别是有机组分．，和无机组分K的重量百分数，则煤中元素含量c可用(1)式表示，若煤中所有有机和无机组分的重量百分数均可测得，则可用该回归模型得到各种组分中元素的浓度．由于煤中各种有机和无机组分的百分含量难以直接测得，本文假设煤中痕量元素分别存在于硫酸盐、硫化物、有机硫化合物以及其它组分中．则煤中痕量元素含量(可表示为：](=cⅣ。+CⅣ+CW+eW(2)其中．c

8、c．c分别为痕量元素在有机硫化合物、硫化物及硫酸盐中的含量；。，，Ⅳ分别为有机硫、硫化物、硫酸盐的重量百分数；c和为其它未知的无机或有机组分．由(2)式出发．根据不同比重煤粉样品中测得的痕量元素及三态硫含量，用一个三变量的回归模型拟合实验数据：r=6+bII+b