【摘 要】
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高硫煤作为我国重要的一类煤炭资源,具有极高的研究价值。高硫煤本身具有的高含量硫元素及有害微量元素,在煤炭开采、洗选、燃烧利用过程中会迁移到土壤、水环境和大气中。本文以不同硫分的A、B、C三种煤作为研究对象,使用工业分析、元素分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDX)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等手段,进行部分有害微量元素含量的研究,结合SPSS软件探讨不同微量元素之间与
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高硫煤作为我国重要的一类煤炭资源,具有极高的研究价值。高硫煤本身具有的高含量硫元素及有害微量元素,在煤炭开采、洗选、燃烧利用过程中会迁移到土壤、水环境和大气中。本文以不同硫分的A、B、C三种煤作为研究对象,使用工业分析、元素分析、X射线衍射(XRD)、扫描电镜能谱仪(SEM-EDX)和电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)等手段,进行部分有害微量元素含量的研究,结合SPSS软件探讨不同微量元素之间与灰分、硫分的相关关系,得出部分元素的主要赋存载体。再对硫分最高的A煤使用核磁共振碳谱(13CNMR)、傅里叶红外(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)进行煤分子结构表征,通过逐级化学提取实验研究了部分有害微量元素在A煤中的赋存形态。主要结论如下:A煤硫含量4.98%,灰中Fe2O3的含量23.83%,XRD和EDX对灰样的表征证明了 A煤中含有硫化铁矿物。A煤中的碳以芳碳为主要存在形式,核磁共振碳谱、XPS C(1s)和傅里叶红外光谱分析都表明A煤的芳香化程度较高。A煤中的硫以硫醇、硫醚、多环苯硫化物等有机硫和硫化铁、硫酸铁盐等无机硫形式存在,其中无机硫组分占比达到89%,说明A煤中硫主要是以无机形式存在。以丨R丨>0.95为显著性相关判别依据,可以得出Cu、Sr、Zn、Sc、V之间显著性相关。Ba、Mo、Mg、Ni、Co之间显著性相关。K、Cr、Ti、Fe之间显著性相关。根据聚类分析谱系图可将上述元素分为7个群:1)Ba、Mo、Mg、Ni、Co;2)Cu、Sr、Zn、Sc、V;3)K、Cr、Ti、Fe;4)S、ASH、Mn;5)Pb、Ga;6)Ca、Li;7)Zr、Hf、Al、Nb;通过相关性分析结果Ga赋存在铝土矿物中;Nb、Hf以类质同象替代的形式赋存在锆石中;Pb、Ni、Cr元素赋存在粘土矿物中,如赤铁矿、金红石;Mn元素主要赋存在菱铁矿物中;Mo和V存在于粘土矿物中。A煤进行逐级化学提取实验结果表明,除了 Tl以外,其余元素残渣态中赋存的含量最多,Li、Ti、V、Cr、Ga五种元素残渣态占比超过了 90%,其余态中提取的微量元素含量很少;Sr、Y、Sn、Ba、Tl、Pb等元素强酸提取态含量占比较高;Mn、Co、Cu、Sb、Tl等元素有机态含量占比较高;铁锰氧化物结合态和碳酸盐结合态中所有微量元素占比均偏低;Sr、Sn、Ba、Tl等元素在可交换离子态中含量占比较高。图[23]表[24]参[83]
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