Ⅱ类有害微量元素(B,Cl,F,Mn,Mo,Ni,Be,Cu,P,Th,U,V,Zn)

如题所述

第1个回答  2024-06-12
B 在众多研究中,B被发现在煤的有机质中存在,并认为它是在煤化过程中从粘土吸附的B转化而来(Finkleman,1995;Swaine,1995;Querol等,1995)。张军等(1999)的研究表明,B以矿物质形式存在。Mukhopadhyay等(1998)在研究Sydney煤时认为,B与粘土矿物及石英有关。Querol等(1995)在煤中发现B以电气石形式赋存。
Cl 在煤中,Cl既有有机态,又有无机态。无机态Cl的主要赋存形式包括含氯矿物、煤孔隙水中的氯、离子吸附的氯和类质同象进入矿物晶格中的氯(赵峰华,1997)。某些研究结果显示,Br与Cl之间关系密切,主要存在于孔隙水中(Mukhopadhyay等,1998;Raask,1985)。
F F是电负性最强的元素,主要以离子或络阴离子形式存在,其含量主要由粘土矿物如蒙脱石、云母等决定(刘英俊等,1984)。鲁百合(1996)认为,煤中F以阴离子形态与金属形成化合物,以类质同象存在于粘土矿物晶格中,或以游离阴离子形式存在于孔隙水及有机质中。
Mn Mn可以在强还原条件下富集于富有机质和硫化铁的沉积物中(刘英俊等,1984)。Almassy等(1956)发现,Mo与硫相关,在硫含量小于2%的煤中很少有Mo,而在黄铁矿含量高的煤中Mo含量可达10μg/g,说明与黄铁矿有关。秦勇(1994a)对由硫化铁包围的基质镜质体进行了X射线能谱微区分析,发现硫化铁相中一个特殊现象,即Mo含量显著较高,认为Mo可能以类质同象形式进入硫化铁矿物晶格。任德贻等(1999b)认为,Mo与粘土矿物有关,是由粘土矿物强烈吸附所造成的。此外,张军等(1999)认为Mo存在于有机质中。研究煤中Mo主要与粘土矿物有关,高硫煤中Mo的含量也高,说明其与硫化物也有关系。
Ni Swaine(1990)认为,Ni 与有机质联系明显,但缺乏直接证据。目前有直接证据表明 Ni 的赋存与无机质有关。据文献,煤中已发现几种Ni 的硫化物矿物(NiS,NiSbS,(Co,Ni)3S4),在方铅矿、闪锌矿、黄铁矿、硒铅矿等矿物中均发现Ni的存在(Finkelman,1994)。Ruppert等(1991)在研究 Kosovo 盆地等地的煤时,发现有10%的Ni与有机质结合,大部分Ni存在于尖晶石中。赵峰华(1997)认为,煤中Ni主要进入粘土矿物和煤大分子结构,还与碳酸盐、硅酸盐有关。相关、聚类分析显示研究区煤中Ni与As及Co的硫化物有关。
Be Be的离子半径小,并有较高的离子电位及电负性,有较强的主极化力,易被粘土矿物吸附,也可以置换粘土矿物中的 Al,因而部分 Be 分布在粘土矿物中。Be2+和(Be2O)2+具有与腐殖酸及其官能团—COOH、—OH、CO=结合的趋势,因此在富含腐殖酸的低煤级煤中,Be 赋存在有机组分中(张军营,1999)。
Cu Cu具有强亲硫性。众多作者认为,Cu与黄铁矿有关(刘英俊等,1984; Finkel-man,1995;Swaine,1995)。Pires等(1992)在英国煤中发现黄铜矿(CuFeS2)的存在,Mukhopadhyay等(1998)、许琪等(1990)认为,Cu与粘土矿物呈正相关。Otte(1953)发现,Cu与烟煤中的有机显微组分有关,认为可溶腐殖酸的高分子易与Cu形成螯合物。Finkelman等(1978)也认为,Cu存在于煤的有机质中。张军营(1999)认为,Cu能以碳酸盐矿物形式存在于煤中。王运泉等(1996b)认为,无烟煤中Cu主要与有机质结合。因此,煤中Cu一般以硫化物、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐及粘土矿物形式存在,但部分煤中Cu也以有机相存在。相关分析、聚类分析显示Cu在研究区煤中主要以硫化物及磷酸盐的形式存在。
P 尽管P对有机质具有高度的亲和性,但煤中P主要存在于磷酸盐矿物中(Finkel-man,1995)。张军等(1999)报道,从美国煤分离出的矿物中确定了两种磷矿物(核磷铝酸矿,银星矿),还发现了磷灰石和氟磷灰石。许琪等(1990)认为,煤中P的赋存状态虽然包括有机和无机两部分,然而更多的是无机磷,多数含于氟磷灰石中,与方解石也有密切的共生关系。研究区煤中P主要与灰分显著正相关,并与Al,Cu以及亲石元素关系密切,可能主要以磷酸盐、硅铝酸盐矿物形式存在。
Th 自然界中Th绝大部分是以氧化物或含氧酸盐存在,明显地表现出亲石性质。庄新国等(2001)认为,Th与硅铝酸盐有亲和性,与稀土元素有较好的相关性。王运泉等(1996b)认为,Th存在于粘土矿物中。Spears等(1999)在研究英国煤时认为,Th主要与伊利石有关。统计分析显示研究区煤中Th与灰分、粘土矿物密切相关。
U 任德贻等(1999a)认为,腐殖酸及棕腐酸能强烈地络合 U等金属,形成铀酰有机络合物,并认为U在某些低等藻类形成的煤中相当富集。Finkelman(1995)、Almassy(1956)、任德贻等(1999)的研究结果也显示,在低煤级煤中,U主要以有机金属化物形式存在。Querol等(1995a)发现,U与粘土矿物有关。王运泉等(1996b)认为,煤中U除了与粘土矿物有关外,还与黄铁矿有关,但U的硫化物在地壳中并无所见。据此,张军等(1999)推论可能是黄铁矿吸附U的结果。黄文辉等(1999c)认为,成岩早期形成的细粒、莓粒状黄铁矿及镜质组中浸染状黄铁矿含U较高,且高硫煤中U的含量较高,说明U的赋存与硫化物有关。研究区煤中U与灰分、粘土矿物显著相关,高、低硫中U含量有较大差别,显示其与硫化物有所联系。
V V是强亲石性元素。 Querol等(1995)认为,V与粘土矿物有关。 王运泉等(1996b)认为,V除了与粘土矿物有关外,还与黄铁矿有联系。张军等(1999)认为,V与Ti,Ni和Fe一起联系在煤有机质中。Hess(1932)认为,V和U常一起共存于燃料沉积层中,并报道了以钒钾铀矿(K2O·2UO3·V2O5·3H2O)形式的存在。研究区煤中V的赋存主要与粘土矿物密切相关。
Zn Zn具有铜型离子结构特点,具有强烈的亲硫性。 许多资料显示,Zn主要以闪锌矿(ZnS)形式存在于煤中(Finkelman,1995;Swaine,1995)。但是,Otte(1953)认为,部分Zn以有机相存在。张军营(1999)认为,有机质及粘土矿物也可吸附Zn,特别是多水高岭石的吸附性最强。许琪等(1990)认为,在沼泽还原条件下,Zn可以硫化物形式与含有机质粘土矿物共同沉淀。赵峰华(1997)认为,煤中Zn主要与碳酸盐和铁锰氧化物态结合