煤中主要有哪些伴生元素和有害元素

2016-01-19  来自: 亚洲城游戏 浏览次数:1293

根据煤中伴生元素的性质和用途,可分为有益元素、有害元素和指相元素3类。

在煤中富集品位较高、达到或超过工业品位、可作为工业矿床开发利用或综合利用的元素近20种。目前能进行工业性生产的有锗、镓、铀、钒等。

①锗。V.W.戈尔德施米特于1930年首次从煤灰的分析中发现锗,锗是煤中研究最详的伴生元素之一。中国有10余省(区)找到了富锗煤层,有的含锗平均品位达228克/吨,单样品位达3500克/吨。锗主要富集在中、新生代褐煤和部分的中、低变质烟煤中。一般在古陆边缘或沉积盆地边缘的煤系上、下部煤层中,以及煤层近顶、底板部位,锗有局部富集的趋势。锗主要以锗腐殖酸盐形式存在于煤的有机质中,镜煤是锗的载体。煤中锗的含量达20克/吨,即可从烟尘或煤的加工产品中提取回收。英国是最早从煤的烟尘中提取锗的国家。 ②镓。主要与煤系、煤层中的粘土层伴生,一般在煤层的粘土夹层及围岩中较为富集。美国肯塔基州有的煤层煤灰中平均含镓540克/吨;德国鲁尔煤田,煤灰中镓含量达1000克/吨;中国富镓煤层多分布于西南部晚古生代和中生代含煤岩系中,含量20~40克/吨,达 345克/吨。煤中镓品位达30克/吨即可进行综合利用。 ③铀。一般以铀黑和铀的有机化合物存在于煤中。含煤岩系中的铀矿,是铀矿床重要工业类型之一。美国、德国、法国、苏联均找到了此种类型的矿床;中国从褐煤到无烟煤以及早古生代石煤中,均有工业品位(300克/吨)的富铀煤层,有的已进行工业性生产。 ④钒。是中国石煤中的主要伴生元素,与有机质有成因联系,主要以含铝硅酸盐类矿物形式富集于石煤中。石煤中五氧化二钒的平均含量,大部分在0.3~1.0%之间,一般高于钒的综合利用品位(>0.1%),相当部分达到和超过钒矿床工业品位的要求(>0.5%)。 有害元素煤(或石煤)中的有害元素,现已查明的有硫、磷、氟、氯、砷、铍、铅、硼、镉、汞、硒、铬等10多种,除硫外,其他元素在煤中含量一般不高,但危害大。

①硫。是煤中常见的有害成分。中国的煤相当部分含硫比较高,全国高硫煤产量约占原煤总产量的1/6强。高硫煤层主要分布于华北晚石炭世和华南晚古生代地层中,以黄铁矿硫、有机硫和硫酸盐硫形式存在,但以黄铁矿硫和有机硫为主。炼焦时煤中硫转入焦炭,用于冶炼时,易使生铁产生热脆性,严重影响生铁质量。在燃烧过程中,1吨煤可排放出约60千克二氧化硫,是造成城镇环境污染的主要物质来源。

②磷。煤中磷多在煤的矿物质中,含量极微,一般只有千分之几到万分之几。炼焦时,磷随着矿物质转入焦炭,冶炼时易使生铁产生冷脆性,严重影响生铁质量;燃烧时污染空气。因此,一般炼焦用煤要求磷含量在0.02%以下。

③砷。是有毒元素,主要以砷黄铁矿形式存在于煤中,按酿造和食品工业燃料用煤要求,砷含量不能超过8克/吨,而中国某些煤矿的煤,砷含量在50克/吨以上,高者可达200~300克/吨。

④氟、氯、硼。均系强腐蚀性元素,对煤炭加工器械有不同程度的腐蚀作用。英国煤中含氯较高,在0.1~1.0%之间(可达2%)。中国近期也在个别矿点发现高氯煤层。

⑤铍、铅、镉、铬。其化合物都是有毒的,是环境保护要求控制的元素。中国湖南石煤中镉的含量较高,一般在40克/吨左右。据某些地方的监测表明,工业烟尘中的铍、镉、铅含量也较高。镉等元素被认为是对人体有极大潜在危害的元素,骨痛病、高血压、心脏病和癌症的产生,均可能与环境中镉等元素含量增高有关。

研究趋势

研究煤中伴生元素的发展趋势为:①加强煤及煤中伴生元素、共生矿产的综合研究。煤中不但有各种伴生元素,而且在含煤地层中还共生有多种矿产资源。已查明的有各种耐火粘土、膨胀性粘土、高铝粘土、高岭土(见)膨润土、硅藻土、、硫铁矿、、石墨、石英岩、等。以上矿产均与煤和在成因上有一定联系,分布于含煤岩系及其邻近岩层中,具有一定的层位,形成一定规模的矿体。因此,可以将煤与煤中伴生元素、共生矿产结合起来,开展综合找矿与勘探、综合研究评价、综合生产利用。②加强煤中有害元素与环境关系的研究。煤中有害元素对环境所造成的危害是多方面的。煤中某些元素所谓“有害”或“有益”,是对其性质而言,如果综合利用得当,有害元素可以变为有益元素;反之,有益元素也可以成为有害元素。因此,对煤中有害元素应侧重于综合利用的研究,从根本上消除有害元素的扩散造成的危害,以达到变害为利,变废为宝,一举两得的实


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