煤矸石資源化利用過程中微量元素的環(huán)境地球化學(xué)研究.pdf

1、煤矸石是煤炭開采過程中的伴生礦物，是煤礦活動的主要固體廢物，也是我國主要的工業(yè)固體廢物。由于具有低熱值和高粘土等屬性，煤矸石被廣泛用于發(fā)電、復(fù)墾、建筑材料生產(chǎn)等。在煤矸石各種資源化利用過程中，煤矸石中的有害物質(zhì)會向周邊環(huán)境釋放，對周邊土壤、水體、動植物和人類造成潛在影響。因此，研究煤矸石利用過程中微量元素的環(huán)境地球化學(xué)特征具有必要性和迫切性。
　　本研究以淮南礦區(qū)煤矸石為研究對象，通過室內(nèi)模擬和現(xiàn)場樣品采集相結(jié)合的方法，利用X射線

2、熒光光譜、X射線衍射、掃描電鏡能譜、光學(xué)顯微鏡、熱重分析、傅里葉紅外光譜、電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜和質(zhì)譜等技術(shù)手段分析和測定樣品的化學(xué)組成、礦物組成、微觀形貌、精細結(jié)構(gòu)和元素含量，結(jié)合煤化學(xué)、礦物學(xué)、元素地球化學(xué)和環(huán)境化學(xué)等交叉學(xué)科理論，對煤矸石資源化利用過程中微量元素的遷移行為、分布模式和環(huán)境效應(yīng)等科學(xué)問題進行了研究。通過研究，分析了淮南礦區(qū)煤矸石的化學(xué)組成、礦物組成和微量元素特征，揭示了淮南礦物微量元素的分布規(guī)律和賦存形態(tài);利用

3、室內(nèi)層溫燃燒試驗，探討了煤矸石礦物結(jié)構(gòu)、微觀形貌、晶相結(jié)構(gòu)和微量元素與燃燒溫度的關(guān)系，解析了微量元素在煤矸石燃燒過程中的遷移行為;建立了煤矸石利用過程中微量元素的分配模式，結(jié)合質(zhì)量守恒原理和元素的揮發(fā)特性，將淮南煤矸石微量元素分為易揮發(fā)性元素(As、Cd、Cu、Pb、Se和Sn)、揮發(fā)性元素(Bi、Ni和Zn)和難揮發(fā)性元素(Cr、Co、Mn和V);基于相關(guān)性分析和化學(xué)逐級提取實驗，揭示了微量元素賦存形態(tài)在煤矸石燃燒過程中的轉(zhuǎn)化規(guī)律;討