阳煤集团三矿煤岩元素地球化学特征分析

《阳煤集团三矿煤岩元素地球化学特征分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、中国矿业大学本科生课程设计姓名：张森学号：21106703学院：应用技术学院专业：地质工程课题题目：阳煤集团三矿煤岩元素地球化学特征分析指导教师：王爱宽职称：讲师2012年3月徐州1.选题的目的与意义煤通常被认为是一种固体可燃有机岩，其实所有煤中都含有少量液体（主要是水，还有液态烃）和气体（煤层气）。所以，自然界的煤是有固态，液态和气态三相物质组成的，呈分及其复杂的岩石。通过现代分析手段已经从煤的样品和煤解析出来的气体样品中检测到86种元素。按大多数煤中元素的平均丰度0.1%为界，分为常量元素（平均丰度>0.1%

2、）和微量元素（平均丰度≤0.1%）两类。组成煤中固相，气相，液相的常量元素只有12中，即：碳、氢、氧、氮、硫、铝、硅、铁、镁、钾、钠、钙；其余74中元素属煤中的微量元素。有些在地壳属于常量元素，而在煤里被划为微量元素；有些不是组成地壳的常量元素，却是组成煤的常量元素。总之，在地球化学家提出的地壳元素丰度表列出的88种元素中，从煤中已检测到86中，所缺的锕和镤两种元素也有可能从煤中或煤加工产物中检测到。值得注意的是，如果选用的分析方法适当，从任何样品中都可能检测到各种元素。真可谓，一粒煤包含了整个地壳。研究煤中常量

3、元素和微量元素的意义广泛：从煤的成因角度来看，煤中常量元素的含量和特征，即反映了聚煤环境的地质背景，有时又反映了煤层形成后所经历的各种地质作用过程，有助于阐明煤层的成因、煤化作用、区域地质历史演化等基本理论问题。从煤的利用角度来看，煤中的元素含量直接影响煤的发热量的高低和煤的加工利用特性，也是在炼焦冶金过程中造成磨损、腐蚀、污染的主要来源。对煤炭开采、加工、利用都会产生影响。另外，某些微量元素还可以作为煤层对比的标志。从环境保护的角度来看，煤中的碳，氮，硫等元素是燃烧过程排放到大气中的碳氧化合物、氮氧化合物和硫化

4、物的主要来源。煤中的微量元素好像微不足道，但是煤炭开采利用量大，从煤炭中释放到环境中的有害元素能够长期积累，长途运移，慢慢造成危害。阳煤集团三矿建矿60多年，为新中国的崛起，为祖国的快速发展做出了不可磨灭的贡献。但是经过60年开采，资源已经渐渐枯竭，周边环境也遭到了不同程度破坏。加强对煤的研究，提高煤炭的利用率，改善周边环境已经成为迫在眉睫的任务。所以，研究煤炭元素的地球化学特性，可以从微观层面把握煤炭的特性，深入对煤的研究，提高煤的利用率，从根本上找到煤炭利用对于环境的污染的原因并且加以控制，达到煤炭利用与环境

5、保护的双赢，实现老矿区的可持续发展。2.国内外研究现状及存在问题2.1煤炭元素的研究现状煤中的元素是对于研究煤的重要性不言而喻，在元素地球化学刚刚兴起，人们便着手对煤中的元素进行分析。对于占煤含量>0.01%的14中常量元素的分析，起步早，研究深入。各地区针对所属地区的具体情况，对煤中常量元素的赋存状态、地质成因、和指相意义进行了总结，并对煤中常量元素对煤利用的影响，对环境的影响做了深入研究。20世纪60年代起，国外开始研究煤中的微量元素，探讨某些有害元素和放射性元素的赋存状态及其对环境的影响。近20年来随着技术

6、手段的创新和认识的提高，对于煤中微量元素的研究也来越重视和深入，许多国际会议都设有煤中微量元素地球化学及其环境影响的专题。我国对于煤中微量元素的研究始于20世纪70年代末期，主要集中在煤的燃烧产物对环境的影响方面。2.1.1煤中常量元素的研究（1）煤中常量元素概述煤中的C、H、O、N、Na、Mg、Al、Si、S、K、Ca、Ti、P和Fe等14种元素的含量一般超过0.01%，称之为常量元素。C、H、O和N是煤有机物质的主要组成部分，而Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Ti、P和Fe是煤中无机组成的重要部分，S既是有

7、机物质的重要组成，也是煤中硫化物和硫酸盐矿物的重要组成。从成因角度来看，煤中常量元素的含量和特征，既反映聚煤环境的地质背景，有时又反映煤层形成后所经历的各种地质作用过程，有助于阐明煤层的成因、煤化作用、区域地质历史演化等基本理论问题；从煤的利用角度看，煤中常量元素含量直接影响煤发热量的高低和煤的加工利用特性，也是在炼焦冶金过程中造成磨损、腐蚀、污染的主要来源。另外,煤中C、N、S等元素是燃煤过程排放到大气中碳氧化合物、氮氧化物和硫化物的主要来源。（2）煤中常量元素的测定方法现在国际上通用的煤中常量元素Na、Mg、

8、Al、Si、K、Ca、Ti、P和Fe的测试方法为X射线荧光光谱(XRF)、电离耦合等离子体原子发射光谱(ICP-AES)和原子吸收(AAS)法。仪器中子活化分析(INAA)也是测定常量元素中Na、K和Fe的可靠方法。美国ASTM对用原子吸收测定Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SiO2、Al2O3、TiO2、MnO制定了标准(D3682-87)。S用化学分析方