论文部分内容阅读
本文采用XRF、ICP-MS对伊敏原煤提取腐殖酸系列及脱矿物煤提取腐殖酸系列样品中常量元素、微量元素和稀土元素含量进行了测定。对伊敏原煤提取腐殖酸系列及脱矿物煤提取腐殖酸系列样品进行了工业分析和元素分析,获得原煤和脱矿物煤中灰分含量以及C、H、0等元素含量。对常量元素、灰分和微量元素、稀土元素的相关性进行了分析,获得了微量元素和稀土元素在不同样品中的无机赋存特征。采用红外光谱FT-IR对伊敏原煤提取腐殖酸系列及脱矿物煤提取腐殖酸系列样品的有机结构特征进行分析,确定样品中不同官能团的含量,结合微量元素和稀土元素在煤的不同组成中的含量,对稀土元素、微量元素和煤中有机结构的相关性进行分析,从而对微量元素、稀土元素和煤中不同组成的相互作用及其可能的赋存形态进行详细的理论研究。主要结论如下:(1)原煤除了 Sb大于地壳克拉克值,其它微量元素含量均低于地壳克拉克值,微量元素在伊敏褐煤中不富集。和常量元素的相关性分析说明,大部分微量元素主要赋存在硅酸盐、石英和铝硅酸盐以及含Ti的矿物中,而以Fe、Mg、Na、Ca、K、Mn为主的矿物如黄铁矿、石膏、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐等矿物中微量元素含量很少。(2)利用酸洗脱除率分析微量元素在脱矿物煤中的赋存,无机亲和性元素除了 Th,Ta,其他元素稳定赋存在煤的矿物质中。有机亲和性元素除了 Li、Ba、Zn,其他元素稳定赋存在脱矿物煤中,和煤的有机质稳定结合。(3)V、Ni、Cu、Zr、Mo、Cd、In、Sb、Ta、W、Th可以和腐殖酸形成稳定的有机态化合物,其中V、Ni、Sb、Ta还可以与煤的大分子结构形成稳定的有机态化合物。(4)稀土元素和原煤、脱矿物煤中灰分以及原煤中常量元素的相关性分析说明,伊敏褐煤中稀土元素主要赋存在粘土矿物和含钛矿物中,而黄铁矿、碳酸盐、硫酸盐等矿物中稀土元素含量低,具有稀释效应。煤和腐殖酸中稀土元素的地球化学参数分析表明稀土元素在有机质中的分布具有重稀土主要赋存在腐殖酸中,轻稀土主要赋存在煤主体有机结构中的配分特征。(5)微量元素、稀土元素和煤中有机结构的结合主要分为以下几类:第一类是和低取代度的苯环三取代芳烃结合形成复合物;第二类是和醚氧、羧酸、酚羟基等含氧官能团结合形成的复合物;第三类是和芳香烃C=C碳骨架以金属-π作用形成的复合物;第四类是和被烷基侧链高度取代的芳香结构结合形成的复合物;第五类是和羟基氢键形成的复合物。(6)稀土元素和矿物质、苯环取代芳烃的结合受到镧系收缩效应的影响,呈现出随着原子序数的增加而增加和随着原子序数的增加而减小两种规律性,某些稀土元素表现出一定的异常性;当稀土元素和矿物质、有机结构的结合不仅受到镧系收缩的影响,还受到元素价态的影响,呈现出复杂的结合规律,包括“V”形、倒“V”形、锯齿形规律。