錢寧波畢業(yè)論文設(shè)計(jì)(2)

1、論文題目：煤中 Fe 元素各種賦存形態(tài)的逐級化學(xué)提取研究學(xué)學(xué) 生生 姓姓 名名： 錢寧波學(xué)學(xué) 號(hào)號(hào)： 2008301740院院 系系： 化學(xué)工程學(xué)院專專 業(yè)業(yè) 班班 級級： 制藥工程 1 班指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師： 李廣學(xué) 2012 年 6 月 5 日 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)摘 要本論文根據(jù)煤中硫含量的不同選取了神華、HM196、鎮(zhèn)雄，榆神、雙林、華亭、龍王廟七個(gè)典型的煤為研究對象，采用不同的提取劑對七種煤進(jìn)行提取，并通過原子吸收分光光度計(jì)對提取液中的鐵元素進(jìn)行含量測定，初步探討煤中鐵元素的賦存形態(tài)的分布規(guī)律。結(jié)果表明：煤中鐵元素的賦存形態(tài)以硫化物結(jié)合態(tài)為主，且硫化物結(jié)合態(tài)的含量與煤中硫含量有很

2、大關(guān)系；每個(gè)煤中鐵元素的主要賦存形態(tài)為硫化物結(jié)合態(tài)與鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)。關(guān)鍵詞：煤，逐級化學(xué)提取，賦存形態(tài)，含量測定關(guān)鍵詞：煤，逐級化學(xué)提取，賦存形態(tài)，含量測定安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)IABSTRACT This thesis is based on coal sulfur content in different selected Shenhua, HM196, the Shigeo Yushen, double Lin, Hua Ting, Longwangmiao seven typical coal research, the use of different extraction agen

3、ts on seven kinds of coal were extracted,and by atomic absorption spectrophotometer to determine the content of the extract of the distribution of chemical speciation of iron in the coal. The results showed that: coal chemical speciation of iron sulfide phase main sulfide combine state of the conten

4、t of the coal sulfur content; The chemical speciation of iron in each coal state and Fe-Mn oxide bound to sulfides or .KEYWARDS： CoalCoal， sequentialsequential chemicalchemical extractionextraction， chemicalchemical speciationspeciation， determinationdetermination ofof contentcontent安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)II目 錄摘

5、 要.IABSTRACT.II目 錄.III1 文獻(xiàn)綜述.11.1 選題的研究背景.11.2 課題目的及意義.21.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.21.3.1 逐級化學(xué)提取法的應(yīng)用.21.3.2 元素賦存狀態(tài)的研究現(xiàn)狀.31.3.3 逐級化學(xué)提取在賦存形態(tài)研究的應(yīng)用.41.4 研究內(nèi)容.72 2 實(shí)驗(yàn)部分.82.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn).82.1.1 水的測定步驟（空氣干燥法）：.82.1.2 灰分的測定步驟.82.1.3 揮發(fā)份的測定步驟.92.1.4 碳?xì)涞臏y定步驟.102.1.5 定硫儀操作步驟.112.1.6 熱容量測定步驟.112.1.7 測定發(fā)熱量測定.132.1.8 測定結(jié)果與討論.152.2 逐級化

6、學(xué)提?。⊿CEE）實(shí)驗(yàn).182.2.1 賦存形態(tài)介紹.182.2.2 逐級化學(xué)提取介紹.182.2.3 提取實(shí)驗(yàn)介紹.212.2.4 提取步驟.212.2.5 提取溶液的處理與測定.222.2.6 工作原理與測定方法.232.2.7 結(jié)果分析與討論.242.3 煤渣的提取探究.322.3.1 KTL1600 管式爐介紹.32安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)III2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟.322.3.3 結(jié)果分析.373.結(jié)論與展望.383.1 結(jié)論.383.2 展望.39參考文獻(xiàn).40致謝.42安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)01 文獻(xiàn)綜述1.1 選題的研究背景世界各國能源結(jié)構(gòu)取決于資源、經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展等綜合因素。

7、煤炭是一種可靠、廉價(jià)、可以潔凈利用的能源。我國“貧油少氣多煤”的能源結(jié)構(gòu)決定了我國在未來一定時(shí)間內(nèi)大力發(fā)展煤化工產(chǎn)業(yè)潔凈煤氣化技術(shù)因其高效、穩(wěn)定、環(huán)境友好等特點(diǎn)在煤化工領(lǐng)域占有重要一席之地。然而，我國煤氣化技術(shù)的應(yīng)用還存在諸多的技術(shù)瓶頸，如何改善煤氣化技術(shù)，優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)已勢在必行。氣流床氣化工藝在國內(nèi)有著豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。煤灰熔融特性是動(dòng)力用煤和氣化用煤的重要指標(biāo)。灰熔融特性關(guān)系著爐膛出口煙溫和排渣方式的選擇及燃煤結(jié)渣特性的判斷1；影響煤灰熔融特性的因素很多2-5煤灰熔融性的大小與爐膛內(nèi)結(jié)渣情況有密切關(guān)系，并且對用煤設(shè)備的燃燒方式及排渣方式的選取影響重大。眾所周知，煤灰的主要成分6-13為 Si

8、O2、Al2O3、Fe2O3、CaO。而鐵元素是影響煤灰熔融性最重要的元素之一。而不同形態(tài)鐵對煤灰的影也不同，如下表表表 1-11-1 煤中主要含鐵礦物及其爐內(nèi)產(chǎn)物的熔點(diǎn)和密度煤中主要含鐵礦物及其爐內(nèi)產(chǎn)物的熔點(diǎn)和密度名稱分子式熔點(diǎn)/密度/kg/ m3黃鐵礦FeS24505020菱鐵礦FeCO36003920磁黃鐵礦FeS11934620磁鐵礦Fe3O415945180赤鐵礦Fe2O315655260氧化亞鐵FeO14295700鐵Fe15357800其次，煤中鐵元素對鍋爐結(jié)渣的惡化也有非常重要的影響，原因主要是煤礦物形成鐵，鈣三相中低溫共融區(qū)產(chǎn)物。此外煤的熱解特性和燃燒特性也與12鐵有關(guān)。最后

9、，煤的各種特性還與煤中鐵的賦存狀態(tài)有關(guān)14，它們對各種煤13和灰因狀態(tài)不同而發(fā)揮的作用以及對環(huán)境的影響也不同。目前，利用逐級化學(xué)提取法對煤中有害元素，例如 As、Hg、F 等的研究較為充分，而對煤中各種賦存狀態(tài)的鐵元素的提取研究卻鮮見報(bào)道。鐵元素的不同賦存狀態(tài)對煤灰的熔融特性、流溫特性、粘度特性和結(jié)渣性都有很大的影響，因此煤中各種賦存形態(tài)的鐵元素的提取研究對豐富煤氣化技術(shù)理論知識(shí)、指導(dǎo)安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1氣化裝置安全穩(wěn)定運(yùn)行有著一定的理論和指導(dǎo)意義。1.2 課題目的及意義利用逐級化學(xué)法對煤中鐵元素的不同賦存形態(tài)進(jìn)行提取以及利用原子吸收分光光度計(jì)測定提取液中鐵元素含量，加深對逐級化學(xué)提取法的認(rèn)

10、識(shí)，對后續(xù)研究汽化爐中鐵元素的遷移規(guī)律對汽化爐結(jié)渣堵渣提供數(shù)據(jù)參考。1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.3.1 逐級化學(xué)提取法的應(yīng)用常輝15應(yīng)用逐級化學(xué)提取法分析了氣溶膠以及室內(nèi)室外氣溶膠中的飛灰中元素的組成和賦存形態(tài)。研究結(jié)果表明，在氣溶膠中的各種元素在不同賦存形態(tài)中的分布是有差異的，其中在地球化學(xué)元素中，Sc,Al,Fe 和 Ti 主要分布在不溶性物質(zhì)中，而稀土元素主要分布在不容物態(tài)中和氧化物態(tài)中。不容物從空氣中落到地面后就非常穩(wěn)定即不易發(fā)生遷移與轉(zhuǎn)化，所以對空氣中的影響很小。而氧化物比較活潑，在空氣中可以發(fā)生遷移轉(zhuǎn)化。張凡16將汞分為四種不同的形態(tài)，它們分別為水溶態(tài)汞、酸溶態(tài)汞、 過氧化氫溶態(tài)汞、

11、晶格態(tài)汞，并將飛灰的含量分為 CaSO4。和 CaSO3，和沒有參加反應(yīng)的脫硫物以及鍋爐產(chǎn)生的飛灰，他利用逐級化學(xué)提取法對鍋爐不同部分的飛灰進(jìn)行了提取，提取出來以上四個(gè)賦存形態(tài)并分析了各種賦存形態(tài)在飛灰中的分布特征。結(jié)果表明大部分汞都是以化合物的形態(tài)存在，只有很小一部分才是以汞單質(zhì)的形態(tài)存在。徐麗榮17對大巴山地區(qū)的三十個(gè)煤樣進(jìn)行了逐級提取，而這幾十個(gè)煤樣主要分布在早古生代地層中，并根據(jù)這些煤的組分、時(shí)間對其進(jìn)行分類，研究結(jié)果表明不同時(shí)代、不同類型地層中氟的化學(xué)活動(dòng)性具有很大的差異，碳酸鹽巖中氟均具有很強(qiáng)的化學(xué)活動(dòng)性，其中氟的可淋失比例一般高于 75 。不同時(shí)代的石煤中氟的化學(xué)活動(dòng)性同樣具有較

12、大差異。丁成18 利用逐級化學(xué)提取法對某城市污水灌溉區(qū)的土壤和生長在土壤上的植物進(jìn)行了提取研究，其中主要研究對象是蘆葦，并將蘆葦按照不同的部位進(jìn)行提取研究，對鉻的含量進(jìn)行了測定并評估了鉻的生物有效性，研究結(jié)果表明鉻的賦存形態(tài)的含量按質(zhì)量百分比由大到小的順序依次為殘?jiān)鼞B(tài)鐵錳態(tài)碳酸態(tài)有機(jī)態(tài)+交換態(tài)。袁霄梅19通過逐級化學(xué)提取方法對赤泥中氟的各種賦存形態(tài)進(jìn)行了逐級化學(xué)提取提取研究，并研究了氟的各種賦存形態(tài)的的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究結(jié)果顯安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2示。從赤泥中可以提取出不同賦存形態(tài)的氟,包括離子可交換態(tài)氟、水溶態(tài)氟、鐵錳結(jié)合氟、有機(jī)結(jié)合態(tài)氟以及殘?jiān)鼞B(tài)氟，殘?jiān)鼞B(tài)氟占總氟含量的一大部分。含量大約在

13、 60到 90之間，然后水溶態(tài)氟、可交換態(tài)氟、鐵錳結(jié)合態(tài)氟、有機(jī)束縛態(tài)氟的含量依次減少；赤泥的離子可交換態(tài)氟化物的排放能力很強(qiáng)強(qiáng)，堆積時(shí)間與赤泥的總氟含量呈負(fù)相關(guān)，但可給態(tài)氟化物輸出能力非但不減反而增強(qiáng)，因此赤泥的堆放場地對地下水的影響主要由赤泥中水溶態(tài)氟和離子可交換態(tài)氟含量來確定。1.3.2 元素賦存狀態(tài)的研究現(xiàn)狀齊慶杰20采用堿熔燒結(jié)法將煤樣分解，氟含量的測定理由氟離子選擇電極法來測，將煤樣與碳酸鈉-氧化鋅熔劑充分混合，在箱型電爐中將溫度升到820進(jìn)行灼燒。在沸水中提取半熔物，用硝酸將過濾的溶液調(diào)節(jié)到 PH=6.0，將調(diào)節(jié)好的溶液加入緩沖溶液制成待測液，使用氟離子選擇電極測定待測液的電極電

14、位。研究結(jié)果表明煤中氟化物的主要賦存形態(tài)是無機(jī)物結(jié)合態(tài)，很少一部分氟化物是以氟磷灰石類賦存存在的，主要是存在于非氟磷灰石中。徐旭21采用艾氏聯(lián)合硫氰酸鉀滴定的方法，對我國幾十個(gè)煤中氯的含量進(jìn)行測定，并初步研究了煤中氯的含量該煤的固定碳、揮發(fā)分、灰分以及堿金屬的關(guān)系。研究結(jié)果表明，我國煤中氯的含量較低，煤中氯的含量與煤的煤化程度有明顯的線性關(guān)系，即煤的變質(zhì)程度與煤中氯的含量呈反比關(guān)系。煤中氯含量和煤中水分與氟的含量無明顯的線性關(guān)系。劉晶22討論并比較了煤中痕量元素賦存形態(tài)的分析方法及其應(yīng)用范圍，應(yīng)用逐級化學(xué)提取法對及種典型煤進(jìn)行浸提，根據(jù)易揮發(fā)痕量元素不同形態(tài)的溶解度，將煤中砷、汞、硒分為可交換

15、態(tài)、硫化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)。 結(jié)果表明，砷在煤中主要以硫化物結(jié)合態(tài)存在，汞在煤中主要以硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)存在，硒賦存在硫化物、有機(jī)物和殘?jiān)鼞B(tài)中不同煤種中易揮發(fā)痕量元素各種形態(tài)的分布不同，應(yīng)用浮沉法將煤按不同密度分級后，分別測定了各級煤粉中砷、汞含量，表明砷、汞主要存在于煤的礦物質(zhì)中。郭少青23應(yīng)用程序升溫反應(yīng)爐一汞元素在線檢測聯(lián)用裝置，對晉城煤中汞的熱穩(wěn)定性以及可能與熱穩(wěn)定性相關(guān)的汞的賦存形態(tài)。研究結(jié)果表明，煤中的汞主要與煤中礦物質(zhì)共生，有一小部分與煤中的有機(jī)物質(zhì)共生。其中，在200到 300與 900到 1 200的兩個(gè)溫度區(qū)間內(nèi)釋放出的汞與煤中無機(jī)礦物質(zhì)共生，而在 300到

16、600溫度區(qū)間釋放的汞部分與無機(jī)礦物質(zhì)共生。郭興明24用傅里葉紅外變換光譜分析技術(shù)，對三個(gè)不同煤化程度的煤在電站典型動(dòng)力用煤銅川貧煤、神木煙煤和宜賓無煙煤中揮發(fā)份中氮的各種賦存形態(tài)進(jìn)行了深入研究。研究結(jié)果表明，紅外線在 16 m 氣池構(gòu)造的作用下可以安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)3數(shù)次透過煤的揮發(fā)份，檢測出微量的氮元素，克服了氮含量較少的現(xiàn)象，取得了較好的成果；氮元素在煤與揮發(fā)分中的各種賦存形態(tài)差異主要是煤分子中的大分子量含氮結(jié)構(gòu)在溫度作用下發(fā)生分解造成的。朱長生25 應(yīng)用電離耦合等離子體質(zhì)譜等技術(shù)，對重慶長河碥礦 2 號(hào)煤層中微量元素的含量、賦存特征以及與賦存形態(tài)相關(guān)的影響因素進(jìn)行了深入研究，研究結(jié)果

17、表明， Pb 在煤層中的主要賦存形態(tài)在于黃鐵礦中；Cr 主要是存在于粘土的礦物質(zhì)中，Cr 的分布情況可能與陸地的碎屑供給相關(guān)；粘土礦物和煤中黃鐵礦對銅有明顯的影響。研究結(jié)果表明煤中主要微量有害元素的含量和賦存特征不僅與低溫?zé)嵋河嘘P(guān)，而且與陸源供給有關(guān)。1.3.3 逐級化學(xué)提取在賦存形態(tài)研究的應(yīng)用代世峰26應(yīng)用了不同的提取劑提取了三個(gè)不同礦區(qū)的煤以及這些礦區(qū)頂板處的稀土金屬元素的賦存形態(tài)；并根據(jù)不同稀土金屬元素的溶解特性,把稀土元素分為 5 種不同的賦存形態(tài)這些賦存形態(tài)包括離子交換形態(tài)和水溶態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)、碳酸鹽結(jié)合態(tài)，硅鋁酸鹽結(jié)合態(tài)和硫化物結(jié)合態(tài)，他的研究表明了,在這三種煤中和頂板中的稀土元

18、素的主要賦存在形態(tài)是硅鋁化合物結(jié)合態(tài)然而水溶態(tài)和可交換態(tài)中含有很少量的稀土元素,這是由于稀土元素化學(xué)性質(zhì)是非常穩(wěn)定的。其中最高含量的碳酸鹽結(jié)合態(tài)礦物、硫化物礦物和有機(jī)質(zhì)也對稀土元素的賦存形態(tài)起了不可忽視的作用。劉晶27列舉了幾種賦存形態(tài)的不同分析方法，包括密度分離法、單成分分離法，逐級化學(xué)提取法以及低溫灰化衍射法，應(yīng)用逐級化學(xué)提取法對萊陽無煙煤、錢家營褐煤、青山煙煤進(jìn)行提取，根據(jù)這三種煤中的砷、汞、硒的各自賦存形態(tài)的溶解程度不同，將煤中砷、汞、硒分為水溶態(tài)或可交換態(tài)、硫化物結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)以及殘?jiān)鼞B(tài)。研究結(jié)果表明，煤中的砷主要是以硫化物結(jié)合態(tài)的形式存在，煤中的汞主要是以硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)

19、的形式存在，煤中的硒主要是以硫化物的賦存形態(tài)存在以及存在于有機(jī)物結(jié)合態(tài)物質(zhì)中和殘?jiān)鼞B(tài)中。由于不同微量元素的各種賦存形態(tài)在不同煤中的分配情況不同， 應(yīng)用浮降法將煤按不同密度大小的不同，分別測定了不同密度的煤粉中砷、汞的含量，實(shí)驗(yàn)表明這三種樣煤中的砷、汞主要存在于的礦物質(zhì)中。彭炳先28綜合介紹了國內(nèi)外關(guān)于煤中微量溴的研究進(jìn)展與現(xiàn)狀，重點(diǎn)分析了直接和間接兩種分析方法，其中包括堿熔法、高溫水解法、微波溶解法等方法溶解煤樣使溴元素進(jìn)入溶液中，然后用電感耦合技術(shù)或離子色譜等技術(shù)測定煤溶解液中的溴的含量。唐磊29應(yīng)用逐級化學(xué)提取法對位于陜西南部的煤中砷的賦存形態(tài)進(jìn)行了提安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)4取研究，并以提取

20、結(jié)果為基礎(chǔ)探究了砷的不同賦存形態(tài)不煤的燃燒特性以及煤在燃燒時(shí)的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律。研究結(jié)果表明，樣品煤中砷的主要以硫化物結(jié)合態(tài)的形式存在，硫化物結(jié)合態(tài)的含量占每種砷的總量的百分之七十以上；在石煤燃燒時(shí)砷的釋放率與煤中殘?jiān)鼞B(tài)中的砷呈很明顯的反比關(guān)系，相關(guān)系數(shù)為負(fù)值，其值在-0.773 左右，P001；煤中砷的溶出效率與可交換態(tài)中的砷以及硫化物結(jié)合態(tài)的砷呈現(xiàn)很顯著的正比例關(guān)系，相關(guān)系數(shù)分別在 0.983 左右（P0.05）和 0.796 左右（P0.05）. 砷在石煤中的主要賦存是硫化物結(jié)合態(tài)，其含量占煤中砷總量的 55以上，而硫化物結(jié)合態(tài)砷在高砷石煤中的含量的占總砷的75以上，不同礦區(qū)的煤中的賦存形態(tài)

21、的規(guī)律是各不相同的?？梢酝茢嗫山粨Q態(tài)中的砷和硫化物結(jié)合態(tài)重大砷是影響石煤砷環(huán)境穩(wěn)定性的主要因素。郭欣30利用逐級化學(xué)提取的方法對三種典型煤進(jìn)行逐級化學(xué)提取，由于各種賦存形態(tài)的溶解度不同，可以將煤中的汞，砷，硒的賦存形態(tài)依次分為水溶態(tài)及可交換態(tài)，有機(jī)物結(jié)合態(tài)，硫化物結(jié)合態(tài)及殘?jiān)鼞B(tài)四種形態(tài)。結(jié)果表明不同的煤中的不同元素的賦存形態(tài)有不同特征分布?？偟膩碚f，汞主要以硫化物的形式存在以及以殘?jiān)男问酱嬖?。砷的主要主要賦存形態(tài)是硫化物結(jié)合態(tài)。硒的主要賦存形態(tài)在除水溶態(tài)外的三種賦存形態(tài)。煤中汞和砷的賦存形態(tài)的分布特征有相似之處，即都是主要以硫化物結(jié)合態(tài)和殘?jiān)鼞B(tài)存在的。呂海亮31 采用三種間接方法考察了鐵嶺煤

22、中 鈀，鉻，鈷，鎳，釩 五個(gè)重金屬元素的賦存形態(tài)及其特性，這些方法包括密度分級法，逐級化學(xué)提取法以及土灰處理法，并應(yīng)用小型模擬裝置考察了上述五個(gè)重金屬元素在不同溫度區(qū)間下的熱解過程中的揮發(fā)性行為。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，鐵嶺煤中鈀，鉻，鈷，鎳，釩均主要與非黃鐵礦類礦物質(zhì)相伴生，且高達(dá) 40%到 60%的賦存形態(tài)元素存在于硅酸鹽類礦物質(zhì)中。金章東32對內(nèi)蒙古岱海地區(qū)的 14 個(gè)沉積物進(jìn)行了逐級化學(xué)提取實(shí)驗(yàn)，主要研究了 18 個(gè)元素，并將這 18 個(gè)元素的賦存形態(tài)分為離子交換態(tài)與水溶態(tài)，及 18 個(gè)元素在水可溶態(tài)、離子可交換態(tài)、鐵錳結(jié)合態(tài)、碳酸結(jié)合態(tài)、有機(jī)物結(jié)合態(tài)以及殘留態(tài)等六種賦存形態(tài)的含量進(jìn)行了測試和深入研

23、究,研究結(jié)果表明各種元素在岱海流域內(nèi)僅經(jīng)歷了微弱的風(fēng)化過程,除了 Sr 與 Ca 外,其他元素的主要賦基本存于殘留態(tài)中.由于各種元素的親和性不同以及受湖水的理化性質(zhì)性質(zhì)的影響, Sr 與 Ca 的被溶出的賦存形態(tài)基本相同, Co、Pb、Be、K、Mn、Fe、 Cu、等元素的溶出很少與碳酸鹽類和有機(jī)質(zhì)類表現(xiàn)出一定的親合性。 K.W. Riley33等研究了發(fā)生在六個(gè)澳大利亞煤的微量元素的模式，加上礦物質(zhì)目前的性質(zhì)和百分比。微量元素研究，B, Be, Bi, Cd, Co, Cr, Cu, Hg,Mn,Mo,Ni, 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)5Pb,Sb, Th, Tl, U and Zn 以及微量元素

24、的 S 和 Fe。逐級化學(xué)提取研究微量元素的賦存形態(tài)。相比之下，X-射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（XAFS）和近邊結(jié)構(gòu)（XANES）光譜被用來確定在這六個(gè)煤和 Fe 穆斯堡爾譜的四個(gè)賦存形態(tài)，由于鉛，鎳，S和鋅用來估計(jì)鐵物種（或形式），在相同的四個(gè)煤發(fā)生。得到的結(jié)果與一般文獻(xiàn)中發(fā)表對煤進(jìn)行了比較。綜合的結(jié)果提供了最廣泛的信息公布最新發(fā)生在澳大利亞煤的微量元素的賦存形態(tài)。Glbin Grdal34提出了微量元素的濃度和賦存形態(tài)，從土耳其西北部的CAN 盆地的 81 號(hào)煤樣。用電感耦合等離子體質(zhì)譜法和電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法測定煤中的微量元素含量。此外，對傳統(tǒng)的煤炭參數(shù)進(jìn)行了研究， X射線衍射，巖相分析

25、出 Twenty 煤中的微量元素，包括鋇，鈹，鎘，銅，鈷，氟，汞，鉬，鎳，鉛，銻，錫，硒，釷，鉈，鈾，釩，和鋅，受到矚目的是，由于其相關(guān)的環(huán)境和人們對健康的關(guān)注，因在此研究燦煤是褐煤，亞煙煤的硫含量與灰產(chǎn)量高，微量元素含量表明品，在盆地內(nèi)煤層和親和力不同的地點(diǎn)之間。濃度 B，鋇，鈹，鎘，銅，鈷，F(xiàn)，汞，鉬，鎳，鉛，銻，硒，錫，鉈，鋅，施偉賢指出 an 煤在世界各地的濃度范圍內(nèi)，除砷，釷，鈾，和釩。另一方面，與世界各地的煤相比，燦盆地煤中砷，硼，銅，鈷，鉬，釷，鈾，釩，鋅和鉛的含量較高，。根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，大多數(shù)的微量元素，除為鈾，顯示出親和力灰分。包括砷，鎘，汞，硒，銅，鉬，鎳和鋅等元素，展現(xiàn)出與

26、黃鐵礦的可能關(guān)聯(lián);，然而，元素硒，鈹和鉬可以與有機(jī)和無機(jī)結(jié)合。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)61.4 研究內(nèi)容（1）選取有代表性煤樣，進(jìn)行工業(yè)分析、元素分析、發(fā)熱量等基礎(chǔ)分析；（2）逐級化學(xué)提取法對鐵的賦存形態(tài)進(jìn)行研究；（3）對測試的數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)、處理。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)72 實(shí)驗(yàn)部分2.1 基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)根據(jù)煤中含鐵量和含硫量的不同選取了七種煤，它們分別為 HM196，神華煤，鎮(zhèn)雄煤，雙林煤，龍王廟煤，華亭煤，榆神煤。到煤樣庫選取這七種煤的原煤，用磨煤機(jī)分別磨制這七種煤，讓后用振篩機(jī)對所磨的煤進(jìn)行振動(dòng)篩選，選出兩百目以下的煤，直徑大約為。對七種煤進(jìn)行了基礎(chǔ)分析，包括水分，灰分，揮發(fā)份，硫含量，碳?xì)錅y定，使

27、用的儀器包括電熱真空干燥箱、馬弗爐、碳?xì)錅y定儀，智能定硫儀，全自動(dòng)量熱儀,2.1.1 水的測定步驟（空氣干燥法）： a. 用預(yù)先干燥并稱量過（精確至 0.0002g）的稱量瓶稱取粒度為 0.2mm 以下的空氣干燥煤樣 10.1g，精確至 0.0002g，平攤在稱量瓶中。 b. 打開稱量瓶蓋，放入預(yù)先鼓風(fēng)并已加熱到 105110的干燥箱中，在一直鼓風(fēng)的條件下，煙煤干燥 1h，無煙煤干燥 11.5h。 c. 從干燥箱中取出稱量瓶，立即蓋上蓋，放入干燥器中冷卻至室溫（約20min）后，稱量。進(jìn)行檢查性干燥，每次 30min，直到連續(xù)兩次干燥煤樣的質(zhì)量減少不超過 0.001g 或質(zhì)量增加時(shí)為止。在后一

28、種情況下，要采用質(zhì)量增加前一次的質(zhì)量為計(jì)算依據(jù)。水分在 2%以下時(shí)，不必進(jìn)行檢查干燥。 d. 分析結(jié)果的計(jì)算空氣干燥煤樣的水分按式（3）計(jì)算： （3）式中：mad空氣干燥煤樣的水分含量，%；m1煤樣干燥后失去的質(zhì)量，g；m煤樣的質(zhì)量，g。2.1.2 灰分的測定步驟a .用預(yù)選灼燒至質(zhì)量恒定的灰皿，稱取粒度為 0.2mm 以下的空氣干燥煤樣10.1g，精確至 0.0002g，均勻地?cái)偲皆诨颐笾?，使其每平方厘米的質(zhì)量不超過0.15g。 b .將灰皿送入溫度不超過 100的馬弗爐中，關(guān)上爐門并使?fàn)t門留有 15mm 左右的縫隙。在不少于 30min 的時(shí)間內(nèi)將爐溫緩慢升至約 500，并在此溫度下保持

29、30min。繼續(xù)升到 81510，并在此溫度下灼燒 1h。 安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)8c .從爐中取出灰皿，放在耐熱瓷板或石棉板上，在空氣中冷卻 5min 左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約 20min）后，稱量。 d .進(jìn)行檢查性灼燒，每次 20min，直到連續(xù)兩次灼燒的質(zhì)量變化不超過 0.001g為止。用最后一次灼燒后的質(zhì)量為計(jì)算依據(jù)?；曳值陀?15%時(shí)，不必進(jìn)行檢查性灼燒?？諝飧稍锩簶拥幕曳职词剑?）計(jì)算： （4）式中：Aad空氣干燥煤樣的灰分產(chǎn)率，%；m1殘留物的質(zhì)量，gm煤樣的質(zhì)量，g。2.1.3 揮發(fā)份的測定步驟操作步驟 ：a.用預(yù)先在 900溫度下灼燒至質(zhì)量恒定的帶蓋瓷坩堝，稱取粒度為

30、 0.2mm 以下空氣干燥煤樣 10.01g，精確至 0.0002g，然后輕輕振動(dòng)坩堝，使煤樣攤平，蓋上蓋，放在坩堝架上。 褐煤和長焰煤應(yīng)預(yù)先壓餅，并切成約 3mm 的小塊。b.將馬弗爐預(yù)先加熱至 920左右。打開爐門，迅速將放有莫過于坩堝的架子送入恒溫區(qū)并關(guān)上爐門，準(zhǔn)確加熱 7min。坩堝及架子剛放入后，爐溫會(huì)有所下降，但必須在 3min 內(nèi)使?fàn)t溫恢復(fù)至 90010，否則此試驗(yàn)作廢。加熱時(shí)間包括溫度恢復(fù)時(shí)間在內(nèi)。 從爐中取出坩堝，放在空氣中冷卻 5min 左右，移入干燥器中冷卻至室溫（約 20min）后，稱量?？諝飧稍锩簶拥膿]發(fā)分按式（5）計(jì)算： （5-1)當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量

31、為 2%12%時(shí)，則： （5-2）當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于 12%時(shí)，則： (5-3)式中：Vad空氣干燥煤樣的揮發(fā)分產(chǎn)率，%；m1煤樣加熱后的質(zhì)量，g安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)9m煤樣的質(zhì)量，g；Mad空氣干燥煤樣的水分含量，%；（CO2）ad空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳的含量（按 GB212 測定），%；（CO2）ad（焦渣）焦渣中二氧化碳對煤樣量的百分?jǐn)?shù)，%。2.1.4 碳?xì)涞臏y定步驟a.將第一節(jié)和第二節(jié)爐溫控制在 80010，第三節(jié)爐溫控制在 60010，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。 b.在預(yù)先灼燒過的燃燒舟中稱取粒度小于 0.2mm 的空氣干燥煤樣 0.2g，精確至0.0002

32、g，并均勻鋪平。在煤樣上鋪一層三氧化二鉻。可把燃燒舟暫存入專用的磨口玻璃管或不加干燥劑的干燥器中。 c.接上已稱量的吸收系統(tǒng)，并以 120mL/min 的流量通入氧氣。關(guān)閉靠近燃燒管出口端的 U 形管，打開橡皮帽，取出銅絲卷，迅速將燃燒舟放入燃燒管中，使其前端剛好在第一節(jié)爐口。再將銅絲卷放在燃燒舟后面，套緊橡皮帽，立即開啟 U 形管，通入氧氣，并保持 120mL/min 的流量。1min 后向凈化系統(tǒng)方向移動(dòng)第一節(jié)爐，使燃燒舟的一半進(jìn)入爐子。過 2min，使燃燒舟全部進(jìn)入爐子。再過 2min，使燃燒舟位于爐子中心。保溫 18min 后，把第一節(jié)爐移回原位。2min后，停止排水抽氣。關(guān)閉和拆下吸

33、收系統(tǒng)，用絨布擦凈，在天平旁放置 10min后稱量（除氮管不稱量）。 d.也可使用二節(jié)爐進(jìn)行碳、氫測定。此時(shí)第一節(jié)爐控溫在 80010，第二節(jié)爐控溫在 50010，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。每次空白試驗(yàn)時(shí)間為 20min。燃燒舟位于爐子中心時(shí)，保溫 13min，其他操作同第 3.4.5、3.5.1、3.5.2 和 3.5.3條。 e.為了檢查測定裝置是否可靠，可稱取 0.20.3g 分析純蔗糖（HG3-100）或分析純苯甲酸（HG3-987），加入 2030mg 純“硫華”進(jìn)行 3 次以上碳、氫測定。測定時(shí)，應(yīng)先將試劑放入第一節(jié)爐爐口，再升溫，且移爐速度應(yīng)放慢，以防標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)試劑爆燃。如實(shí)測的碳

34、、氫值與理論計(jì)算值的差值，氫不超過0.10%，碳不超過0.30%，并且無系統(tǒng)偏差，表明測定裝置可用。否則，須查明原因并徹底糾正后才進(jìn)行正式測定。如使用二節(jié)爐，則在第一節(jié)爐移至緊靠第二節(jié)爐5min 以后，待爐口溫度降至 100200，再放有機(jī)試劑，并慢慢移爐，而不能采用上述降低爐溫的方法。分析結(jié)果的計(jì)算 空氣干燥煤樣的碳、氫按下式計(jì)算： 100 （1）安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)10 （2）式中：Cad空氣干燥煤樣的碳含量，%；Had空氣干燥煤樣的氫含量，%；m1吸收二氧化碳的 U 形管的增重，g；m2吸收水分的 U 形管的增重，g；m3水分空白值，g；m煤樣的質(zhì)量，g；0.2729將二氧化碳折算成碳的

35、因數(shù)；0.1119將水折算成氫的因數(shù)；Mad空氣干燥煤樣的水分含量（按 GB212 測定），%；當(dāng)空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于 2%時(shí)，則 （3）式中：（CO2）ad空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量（按 GB218 測定），%；2.1.5 定硫儀操作步驟a.打開控制面板總開關(guān)。b.打開智能定硫儀電源開關(guān)，儀器將控制爐體自動(dòng)升溫。c.打開氣泵開關(guān)，把適量電解液裝入電解槽中（至少淹沒電極） ，并檢查電解槽氣密性。氣密性檢查方法：關(guān)閉兩通閥，看浮子是否停在 0 刻度線附近，如果在，打開兩通閥，將氣流量調(diào)節(jié)到 1 刻度線左右，打開攪拌器開關(guān)，調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；如果不在，檢查各部件及其接口，然后按前面步

36、驟，重新檢查氣密性。（1（在瓷舟上稱取 500.5mg 的煤樣，上面覆蓋一薄層三氧化鎢。（2（待爐溫升到 1050時(shí)，打開電解開關(guān)，將裝有已稱好的待測樣瓷舟放入石英托盤上，按鍵，鍵入三位數(shù)樣重，再按一下鍵，實(shí)驗(yàn)開始。啟動(dòng)啟動(dòng)每組待測樣做三組平行樣。d.實(shí)驗(yàn)完畢后，關(guān)閉電解開關(guān)，其次關(guān)閉兩通閥及攪拌器，放出電解液，并用蒸餾水清洗電解槽，然后關(guān)閉凈化裝置，最后關(guān)閉智能定硫儀電源開關(guān)及控制面板總開關(guān)。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)112.1.6 熱容量測定步驟熱容量測定步驟開機(jī)后的主界面狀態(tài)如圖 1（實(shí)時(shí)）室溫：16.666外筒：16.888時(shí)鐘：16：18：18星期五 2005.4.13按確認(rèn)鍵進(jìn)入設(shè)定菜單

37、圖 2-1按確認(rèn)鍵進(jìn)入圖 2 界面編號(hào)設(shè)置 硫氫水標(biāo)準(zhǔn)熱值 點(diǎn)火熱冷卻常熟 熱容量綜合常數(shù) 數(shù)據(jù)庫上下鍵常數(shù) 確認(rèn)鍵圖 2-2按.鍵選擇參數(shù)（或項(xiàng)目） ，按確認(rèn)鍵進(jìn)入該參數(shù)（或項(xiàng)目）界面。a.選擇“”在“編號(hào)設(shè)置”前按確認(rèn)鍵進(jìn)入圖 3 設(shè)置界面。請?jiān)O(shè)置編號(hào)SO：確認(rèn)鍵右移 打印鍵左移上下鍵修改 存儲(chǔ)鍵記憶圖 2-3按.鍵修改閃動(dòng)位的數(shù)字，按確認(rèn)鍵閃動(dòng)位右移，按打印鍵左移，按存儲(chǔ)鍵可永久記憶修改后的數(shù)字并返回圖 2 界面。按退出鍵不記憶修改后的設(shè)置而返回圖 2 界面。其余參數(shù)輸入方法同“編號(hào)設(shè)置” 。但熱容量、冷卻常熟、綜合常數(shù)一般不允許修改。2.選擇“*”在“點(diǎn)火熱”前按確認(rèn)鍵進(jìn)入該輸入界面，

38、輸入熱值后按存儲(chǔ)鍵記憶并返回圖 2 界面。3.選擇“*”在“標(biāo)準(zhǔn)熱值”前按確認(rèn)鍵進(jìn)入該輸入界面，輸入苯甲酸試樣的標(biāo)準(zhǔn)熱值，然后按存儲(chǔ)鍵記憶并返回圖 2 界面。*實(shí)際操作中，除了第一次操作，由于以上兩項(xiàng)數(shù)值通常不需改變，所以標(biāo)熱容量時(shí)，以上兩步可省略，直接從第 7 步開始。但熱容量、冷卻常熟、綜合安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)12常數(shù)一般不允許修改。4.在圖 1 主界面上按樣重鍵進(jìn)入圖 4 樣重輸入界面，輸入苯甲酸試樣重量（0.900-1.1000g） ，然后按存儲(chǔ)鍵記憶并返回圖 1 主界面。 圖 2-41、在圖 1 主界面上按熱容量測試鍵，如果未輸入新樣重（未按存儲(chǔ)鍵） ，則進(jìn)入 圖 2-5如果已正確輸

39、入?yún)?shù)，則進(jìn)入圖 6 界面，儀器開始熱容量標(biāo)定全過程。正在測試熱容量內(nèi)筒溫度 16.666外筒溫度 16.888OO 穩(wěn)定 00：08*圖 2-6當(dāng)進(jìn)度條件到最右端時(shí)全部試驗(yàn)結(jié)束，自動(dòng)計(jì)算測試結(jié)果。顯示結(jié)果界面顯示全部結(jié)果，并自動(dòng)打印出來。如果想再次打印，可再按打印重復(fù)打印，按鍵滾動(dòng)顯示，按確認(rèn)翻屏顯示，按退出鍵返回圖 1 主界面。2.1.7 測定發(fā)熱量測定1、在圖 2 界面上選擇“*”在“硫氫水”前按確認(rèn)鍵進(jìn)入圖 7 界面。請輸入試樣重量m=1.0000g確認(rèn)鍵右移 打印鍵左移上下鍵修改 存儲(chǔ)鍵記憶試樣重量沒有輸入標(biāo)準(zhǔn)熱值是否正確？按退出鍵返回補(bǔ)充輸入安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)13請輸入硫氫水參數(shù)

40、Mad=0.00%Mar=0.00%Had=0.00%S=0.00%確認(rèn)鍵右移 打印鍵左移上下鍵修改 存儲(chǔ)鍵記憶圖 2-7閃動(dòng)位首先落在 S 參數(shù)上，輸入含硫量值后按存儲(chǔ)鍵，閃動(dòng)位落在 Mad 參數(shù)上，輸入新值后再按存儲(chǔ)鍵就會(huì)返回到圖 2 選擇界面，這樣就會(huì)將全部新值存儲(chǔ)記憶。如果某一參數(shù)上未按存儲(chǔ)按退出鍵，則不記憶該參數(shù)的新值，而保持原值。并返回到圖 2 選擇界面上，再按退出鍵返回圖 1 主界面。輸入的硫氫水參數(shù)中，如果 S=0.00，則測試結(jié)果中不給出高位和低位發(fā)熱量，只給出彈筒發(fā)熱量，如果 S0（并且按了存儲(chǔ)鍵） ，Had=0.00，則測試結(jié)果中給出彈筒及高位，不給出低位發(fā)熱量；如果 S

41、0（并且按了存儲(chǔ)鍵） ，Had0（并且按了存儲(chǔ)鍵） ，則測試結(jié)果中將給出彈筒、高位及低位發(fā)熱量。*每次試驗(yàn)都必須輸入 S 和 Had 新值并且按存儲(chǔ)鍵，測試結(jié)果中才給出高位及低位發(fā)熱量，否則只給出彈筒發(fā)熱量。2、在圖 1 主界面上按樣重鍵進(jìn)入圖 4 樣重輸入界面新值后，按存儲(chǔ)鍵記憶并返回圖 1 主界面，如不按存儲(chǔ)而按退出鍵則保持原值不變。3、在圖 1 界面上按發(fā)熱量測試鍵，如果未輸入新樣重（未按存儲(chǔ)鍵） ，則進(jìn)入圖 8 界面。試樣重量沒有輸入標(biāo)準(zhǔn)熱值是否正確？按退出鍵返回補(bǔ)充輸入圖 2-8如果樣重和硫氫水參數(shù)已正確輸入，則進(jìn)入圖 9 發(fā)熱量測試界面，開始發(fā)熱量測試的全過程。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)

42、14正在測試發(fā)熱量內(nèi)筒溫度 16.666外筒溫度 16.888OO 穩(wěn)定 00：08*圖 2-9當(dāng)進(jìn)度條件進(jìn)行到最右端時(shí)，全部試驗(yàn)結(jié)束，儀器試驗(yàn)結(jié)束，儀器自動(dòng)計(jì)算測試結(jié)果進(jìn)入顯示結(jié)果界面，顯示出全部結(jié)果并自動(dòng)打印出各項(xiàng)發(fā)熱量指標(biāo)。如果再按打印鍵，則將全部顯示的內(nèi)容打印出來。（三）查看數(shù)據(jù)記錄1、查看歷史記錄在圖 2 界面上選擇“*”在數(shù)據(jù)庫前按確認(rèn)鍵進(jìn)入圖 10 界面000006Q2005.4.15000006Q2005.4.14000006Q2005.4.13000006Q2005.4.12 Quartz - SiO242-1340 Pyrite - FeS229-1488 Kaolinit

43、e-1Md - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta(安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)25圖 2-15 鎮(zhèn)雄煤 XRD 譜圖0250500750Intensity(Counts)42-1340 Pyrite - FeS229-1488 Kaolinite-1Md - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta(圖 2-16 雙林煤 XRD 譜圖0250500750Intensity(Counts)46-1045 Quartz - SiO242-1340 Pyrite - F

44、eS214-0164 Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta(圖 2-17 HM196 煤紅 XRD 圖安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)26025050075010001250Intensity(Counts)36-0426 Dolomite - CaMg(CO3)227-0020 Paragonite-2M1 - NaAl2(Si,Al)4O10(OH)225-0021 Al2Si4O10 - Aluminum Silicate05-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta

45、(圖2-18 榆神煤 XRD 譜圖0500100015002000Intensity(Counts)46-1045 Quartz - SiO229-1488 Kaolinite-1Md - Al2Si2O5(OH)414-0164 Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta(圖 2-19 神華煤 XRD 譜圖安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)27050010001500Intensity(Counts)46-1045 Quartz - SiO236-0426 Dolomite - CaMg(CO3)229-1488

46、 Kaolinite-1Md - Al2Si2O5(OH)429-0696 Siderite - FeCO314-0164 Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310203040502-Theta(圖 2-20 華亭煤 XRD 譜圖0500100015002000Intensity(Counts)46-1045 Quartz - SiO229-1488 Kaolinite-1Md - Al2Si2O5(OH)414-0164 Kaolinite-1A - Al2Si2O5(OH)405-0586 Calcite - CaCO310

47、203040502-Theta( 圖 2-21 龍王廟煤 XRD 譜圖數(shù)據(jù)分析：表 2 我們可以看出，鎮(zhèn)雄煤中鐵元素的賦存形態(tài)主要時(shí)硫化物結(jié)合態(tài)，從鎮(zhèn)雄煤紅外譜圖中也可以看出其 FeS2這與逐級化學(xué)提取發(fā)所得的結(jié)果是一致的。雙林煤與鎮(zhèn)雄煤一樣，提取結(jié)果與紅外譜圖是一致的?？梢詮淖V圖中看出，在榆神、神華、華亭、龍王廟煤中基本找不到硫鐵礦的峰值，這與四種煤的提取結(jié)果即硫鐵礦的含量很少是一致的。HM196安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)28煤與雙林煤在鋁硅酸鹽的含量上的差異很大，在兩種煤的紅外譜圖中可以看出榆神煤含有大量鋁硅酸而 HM196 與神華、華亭、龍王廟煤的幾乎沒有，這與提取結(jié)果是一致的。元素的賦存形態(tài)

48、中，硫化物結(jié)合態(tài)的含量為最高的，而在主要形態(tài)中，硫化物結(jié)合態(tài)、鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)至少有兩個(gè)是主要的賦存形態(tài)如下，并且有硫化物結(jié)合態(tài)與硅酸鹽結(jié)合態(tài)或硫化物結(jié)合態(tài)與鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)是主要形態(tài)。如下圖所示；圖 2-22 雙林煤 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)圖 2-22 雙林煤 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)050100150200碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)鎮(zhèn)雄鎮(zhèn)雄圖 2-23 鎮(zhèn)雄煤 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)050100150碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)雙林雙林安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)2905101520碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)龍王廟龍王廟圖 2

49、-24 龍王廟 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)圖 2-25 華亭煤 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)050100碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)榆神榆神圖 2-26 榆神煤 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)020406080碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)華亭華亭安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)30050100150碳酸鹽 硫化物鐵錳硅鋁酸有機(jī)HM196HM196圖 2-27 HM196 硫化物結(jié)合態(tài)硅酸鹽結(jié)合態(tài)鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)正如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析的那樣，硫含量的多少與鐵元素的硫化物結(jié)合態(tài)的含量和總的賦存形態(tài)的含量有很大的關(guān)系，如下圖所示：020406080100 120 140 160 1

50、80 200050100150200250300350鐵總量ug/ml硫鐵礦含量ug/ml圖 2-28 硫鐵礦含量與鐵總量的關(guān)系硫鐵礦的含量增加時(shí)總鐵量的含量也在增加，這就間接證明了鐵的主要賦存形態(tài)是硫鐵礦。在研究鎮(zhèn)雄煤時(shí)，各種賦存形態(tài)的分布規(guī)律基本符合上述規(guī)律，但是雙林煤的碳酸鹽結(jié)合態(tài)的鐵相對較高，在紅外譜圖中可以看出其碳酸鹽類的含量僅次于硫鐵礦與高嶺石的含。這就對煤的結(jié)渣性有很大的影響，因碳酸鹽對煤的結(jié)渣性有一定的緩解作用。在這 7 種煤中鎮(zhèn)雄、雙林、榆神煤中的硅酸鹽結(jié)合態(tài)的含量很高，鐵離子存在于玻璃體中會(huì)使生成的玻璃體的熔點(diǎn)降低，含有亞鐵離子的玻璃體相對更低，這對渣渣的發(fā)展有一定作用。安

51、徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)312.3 煤渣的提取探究2.3.1 KTL1600 管式爐介紹以 1800 型硅鉬為加熱元件，采用雙層殼體結(jié)構(gòu)和日本島電 40 段程序控溫系統(tǒng)，移相觸發(fā)、可控硅控制，爐膛采用 1800 型氧化鋁多晶體纖維材料，雙層爐殼間配有風(fēng)冷系統(tǒng)，能快速升降溫，采用 99 剛玉管、兩端用不銹鋼法蘭密封，用浮子流量計(jì)控制進(jìn)氣流量、該爐具有溫場均衡、表面溫度低、升降溫度速率快、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。2.3.2 實(shí)驗(yàn)方法與步驟樣品處理：將鎮(zhèn)雄煤煤樣分別按照國標(biāo)進(jìn)行燒灰，將每個(gè)煤樣的灰分別用特制器械制成灰柱，每個(gè)灰柱大約 1 克。本實(shí)驗(yàn)用管式爐對煤灰進(jìn)行加熱，將爐子通入惰性氣體，在不同溫度下對煤灰進(jìn)行加熱

52、，并對煤渣磨碎進(jìn)行逐級提取，考慮到溫度很高，有機(jī)結(jié)合態(tài)和碳酸鹽結(jié)合態(tài)已不存在，所以只對鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)、硫化物結(jié)合態(tài)、鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)進(jìn)行提取，利用 XRD 和上步所做的提取實(shí)驗(yàn)，經(jīng)過對比研究各種賦存形態(tài)在不同溫度下的轉(zhuǎn)化情況。實(shí)驗(yàn)步驟： 先用標(biāo)準(zhǔn)熱電偶對管式爐在不同溫度下進(jìn)行標(biāo)定。標(biāo)定溫度為900、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1400、1450、1500。將做好的灰柱用糊精粘在灰柱托盤上并放在灰舟上，將灰柱放在管式爐中，對管式爐進(jìn)行分別升溫至 900、1100、1300、1500。 當(dāng)升到目標(biāo)溫度后保溫 30min，保溫的同時(shí)通入吹掃氣體，保溫結(jié)束后，

53、將灰舟有鉗子迅速取出，將灰渣放入盛有去離子水的燒杯中進(jìn)行淬冷。 待灰渣冷卻之后取出放在空氣干燥箱中干燥 12 小時(shí)。 將干燥好的渣樣粉碎后用瑪瑙研研磨碎。渣樣的測定： 稱取 0.5g 研磨好的渣樣，用逐步提取法進(jìn)行提取，方法按照上步提取實(shí)驗(yàn)步驟，然后用用原子吸收分光光度計(jì)測其鐵元素各種賦存形態(tài)的含量。 取磨好的渣樣用 XRD 測定。兩種方法的測定結(jié)果如下：表表 2-42-4 煤中鐵礦物的含量煤中鐵礦物的含量溫度/硫化物結(jié)合態(tài)/%鐵錳氧化物結(jié)合態(tài)/%鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)/%總和/%110055682791163520131001200875542560198858100安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)321300

54、941191296562915310014006481218799333081100150078616411355710028100 110012001300140015000.000.050.100.150.200.250.300.350.400.450.500.550.600.650.700.750.800.850.900.95百分比%溫度 硫化物結(jié)合態(tài)B鐵錳氧化物結(jié)合態(tài) C 鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)D圖 2-29 溫度與含量百分比關(guān)系安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)33050010001500Intensity(Counts)37-1496 Anhydrite - CaSO446-1045 Quartz -

55、SiO233-0664 Hematite - Fe2O310203040502-Theta(實(shí) 實(shí) (3)815實(shí) 實(shí) 實(shí) .TXT 實(shí) 實(shí) 實(shí) 實(shí) :圖 2-30 815鎮(zhèn)雄煤灰 XRD 譜圖圖 2-31 1100鎮(zhèn)雄煤渣 XRD 譜圖安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)34圖 2-32 1200鎮(zhèn)雄煤渣 XRD 譜圖圖 2-33 1300鎮(zhèn)雄煤渣 XRD 譜圖安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)35圖 2-34 1400鎮(zhèn)雄煤渣 XRD 譜圖圖 2-29 1500鎮(zhèn)雄煤渣 XRD 譜圖安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)362.3.3 結(jié)果分析 如圖 2-23 所示硫化物提取劑所提取的含量在 1100與 1300之間有少量的增加，而鋁硅

56、酸鹽提取劑提取的含量有所減少，在此溫度區(qū)間內(nèi)鐵錳結(jié)合態(tài)的含量基本平穩(wěn)。從 815 煤灰的圖中我們可以看出灰中的礦物質(zhì)主要是硬石膏、石英、赤鐵礦。在 XRD 中圖 2-25 到圖 2-29 在 1100時(shí)渣中的主要礦物質(zhì)主要是石英和赤鐵礦，在 1100時(shí)開始出現(xiàn)隕硫鐵、單質(zhì)鐵，作為硫化物提取劑的濃硝酸所提取的不僅是隕硫鐵而且有赤鐵礦和單質(zhì)鐵。以上可能是由于溫度的身高使得作為雜質(zhì)元素介入其中的鐵脫離硅酸鹽的束縛被釋放出來，被釋放出的菱鐵礦或赤鐵礦會(huì)與硫結(jié)合形成 Fe-S-O 熔體35，所以會(huì)出現(xiàn)硫化物增多而硅鋁酸鹽減少的情況。 在 1300 與 1400 溫度區(qū)間內(nèi)，硫化物結(jié)合態(tài)提取劑提取的含量逐

57、漸減少而鋁硅酸鹽提取劑所提取的含量逐漸增加，鐵錳結(jié)合態(tài)的含量還是趨于平穩(wěn)。在 XRD 圖 2-27 到圖 2-28 中可以看出隨著溫度的隕硫鐵晶體衍射峰強(qiáng)度基本不變，1350時(shí)，石英的衍射峰消失，這可能是因?yàn)闇囟鹊脑龈呤沟娩X硅酸鹽的完全失去晶體結(jié)構(gòu)融化而轉(zhuǎn)變成玻璃體，這時(shí)的硅酸鹽活性較高，更多的鐵以三價(jià)或二價(jià)的形式進(jìn)入玻璃體中，且有一部分雌黃鐵礦和鐵氧化物熔體會(huì)與硅酸鹽反應(yīng)形成玻璃體。所以我們可以看出硫化物提取劑提取的含量逐漸減少而鋁硅酸鹽提取量增多的情況。 在 1400 與 1500 溫度區(qū)間內(nèi)硫化物提取劑提取的鐵與錳鐵結(jié)合態(tài)提取劑提取的含量有所增加。在 XRD 圖 2-29 中可以看出此時(shí)

58、只存在磁鐵礦，石英的衍射分，所以硫化物結(jié)合態(tài)提取劑所提取的全部是磁鐵礦，在這個(gè)溫度區(qū)間石英莫來石等礦石的衍射峰基本消失，由于溫度過高使得鋁硅酸鹽融化并且使得堿金屬的活性增加，此時(shí)大量活潑的堿金屬包括鐵會(huì)大量析出，而析出的鐵多以磁鐵礦形式存在會(huì)有部分鐵與錳結(jié)合形成鐵錳結(jié)合態(tài)，所以會(huì)出現(xiàn)在 1400 與 1500 溫度區(qū)間內(nèi)硫化物提取劑提取的鐵與錳鐵結(jié)合態(tài)提取劑提取的含量有所增加的情況。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)373.結(jié)論與展望3.1 結(jié)論 1、煤中鐵的各種賦存形態(tài)含量的總和是按鎮(zhèn)雄、雙林、HM196、榆神、神華、華亭、龍王廟依次減小，總量基本接近 XRF 測定的含量。而硫化物結(jié)合態(tài)的含量也是按照上述

59、順序排列排列。 2、煤中鐵元素賦存形態(tài)中硫化物結(jié)合體、鐵錳結(jié)合態(tài)、鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)為主要賦存形態(tài)，其中硫化物結(jié)合態(tài)與鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)或硫化物結(jié)合態(tài)的含量在 60%以上。 3、初步探討了煤灰在一定氣氛下不同溫度下鐵元素的遷移轉(zhuǎn)化情況，在高溫下主要是鐵的氧化物與鐵的鋁硅酸鹽結(jié)合態(tài)的變化，兩者的含量基本呈反比關(guān)系，其中在 13001400時(shí)的含鐵的硅鋁酸鹽較多，而含鐵的過鋁酸鹽有明顯降低灰熔點(diǎn)的作用，這對研究煤灰在氣化爐中的變化有一定的啟示意義。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)383.2 展望1.由于實(shí)驗(yàn)儀器的限制不能使用更先進(jìn)的儀器去測定濃度，這樣就只能做重復(fù)實(shí)驗(yàn)來判斷測量的準(zhǔn)確性，因此此實(shí)驗(yàn)還可以做電感耦合等離

60、子體原子發(fā)射光譜（ICP-OES）法測定提取液的濃度，也可以做掃描電鏡（SEM）來直接測量煤中鐵元素的形態(tài)。2.實(shí)驗(yàn)在燒渣時(shí)只采用了單一的氣氛，還可以在不同的氣氛下進(jìn)行燒渣，如可以在惰性氣體氮中按不同比例來添加一氧化碳?xì)怏w，或用石墨與活性炭混合產(chǎn)生還原性氣體。3.還可以選擇不同的沒進(jìn)行燒渣，這樣可以更全面的考察不同煤中硫鐵礦的變化規(guī)律，使論文更有說服力。4.本論文還可以通過鐵元素的形態(tài)還討論煤中鐵的各種賦存形態(tài)與煤的煤化程度之間的關(guān)系。煤化程度不同鐵元素的形態(tài)會(huì)有所變化。安徽理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)39參考文獻(xiàn)1王泉清,曾蒲君. 煤灰熔融性的研究現(xiàn)狀與分析 J.煤炭轉(zhuǎn)化,1997,20(2):3337