煤中微量元素与煤级、水分、灰分之间的关系

如题所述

1)与煤级显著正相关仅有Se(图4-2),临界正相关的有Cd,Mg和K,说明煤化作用总体上对研究区煤中有害元素的影响不大。Se,Cd随煤级增高而明显富集,可能与汝箕沟矿区燕山期的岩浆热液作用有关。Se与煤级回归直线的截距位于镜质组最大反射率0.44%处,可初步认为岩浆热液作用期间煤还处于褐煤晚期阶段。贺兰山含煤区侏罗纪煤的区域煤级背景主要是长焰煤及褐煤,唯独汝箕沟矿区受岩浆热变质作用形成无烟煤,也为上述解释的合理性提供了佐证。

图4-2 煤中硒和汞与煤级、水分的显著相关关系

2)与煤中全水分显著正相关仅有Hg(图4-2),临界负相关的有P和K。有害元素Hg与水分的相关性,在一定程度上反映出其具有的水溶性,也说明外界Hg通过水介质对煤层的影响较大。

3)与灰分产率显著正相关的有 REE,U,Th,Cr,Hf,Sc,Ta,W,Mo,P,Pb,V,Nb,Ti和Al(图4-3,图4-4),临界正相关的有Se,Cs,Ga,临界负相关的有Co。由此看出,与矿物含量正相关的元素基本上也与灰分产率正相关,即这些元素基本上都为亲石元素或造岩元素,同时也反映出有害元素U,Th,Cr,Hf,Mo,P,Pb,V及REE在煤中主要以无机相为主。Co与灰分负相关,则显示其具有一定的有机亲和性。

图4-3 煤中8种有害微量元素与灰分产率之间的显著相关关系

图4-4 煤中稀土元素总量、有害微量元素总量与灰分产率之间的显著相关关系

4)与灰分产率显著正相关的有害元素,除了Cr,Pb之外,U,Th,Hf,Mo,P,V及REE回归方程的截距都在灰分产率6.2%~10.0%之间,可能反映了泥炭沼泽本底灰分的高低,即由成煤植物遗体残留在泥炭中的灰分产率一般小于10%。在此本底灰分基础上,后期地质叠加作用导致灰分产率显著增加。此外,常规物理洗选精煤中的灰分通常也小于10%,两者之间可能有某种内在联系,近似地反映出煤中原生矿物含量的高低。Cr,Pb与灰分产率之间回归方程的截距为负值,可能是被有机质吸收的Cr,Pb数量的反映,即部分Cr,Pb具有有机姻缘,但Cr,Pb与惰质组的相关系数小于它们与灰分的相关系数,反映其主要还是呈无机相赋存。

5)煤中有害微量元素总量与灰分显著正相关(图4-4),说明与灰分产率没有正相关关系的有害元素,并不都是以有机相存在。矿物总量与灰分产率回归直线的截距较大(288.65×10-6),表明煤中相当一部分有害元素可能在燃烧过程中以气态形式挥发迁移到大气中。

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