煤中矿物组成
迄今为止,已经发现的煤中矿物高达 125 种 ( Finkelman,1994) ,由于成煤时代、成煤地区、成煤地质背景、成煤物质来源以及后期赋存、演化、改造上的差异,不同地区煤中矿物种类和数量上的差异相当明显。
邵靖邦等 ( 1999) 给出煤中的常见矿物有 5 类共 20 种 ( 表 2. 7) 。Couch ( 1994) 对所有种类煤经低温灰化后得到的灰状物质用 X 射线衍射 ( XRD) 分析得到的主要矿物种类是黏土矿物 ( 硅酸盐) 、碳酸盐和二硫化物,次要矿物是硫酸盐、长石、硫化物和氧化物,二者合计有 22 种矿物,其他可能存在的矿物有 20 种。
表 2. 7 电厂燃煤中的常见矿物组成
( 据邵靖邦等,1999)
Ward ( 1989) 对澳大利亚悉尼盆地与美国伊利诺伊盆地烟煤中的矿物进行研究后发现,它们主要由硅酸盐、碳酸盐、磷酸盐以及其他矿物组成。常见的硅酸盐矿物有高岭石、伊利石和蒙脱石,也常见混层矿物,如伊利石-蒙脱石混层矿物常见的碳酸盐矿物包括方解石、白云石、铁白云石和菱铁矿,在许多情况下,煤中碳酸盐矿物因固态溶解而形成复杂的混合型矿物煤中最常见的氧化物类矿物是石英和金红石硫化物类矿物是黄铁矿,也见有白铁矿,偶尔可见到方铅矿、闪锌矿和黄铜矿磷酸盐类矿物有独居石和磷灰石硫酸盐类矿物在煤中比较少见,只在风化煤中出现。
按照形成时间的不同,煤中矿物可分为同生矿物和后生矿物 ( 孔洪亮等,2001) 。同生矿物是指在泥炭堆积期及早期成岩作用阶段在煤中形成的矿物,如高岭石、石英、菱铁矿、金红石等后生矿物则是指晚期成岩作用及其后生作用阶段的产物,如黄铁矿、方解石、白云石以及由表生作用形成的次生矿物褐铁矿、针铁矿等。
由于低温灰化本质上并不改变煤中矿物的原始状态 ( Demir 等,2001) ,所以为减少煤中有机质对 X 射线衍射 ( XRD) 分析的影响,我们首先将准格尔电厂炉前煤进行低温灰化 ( 170℃) ,然后用 XRD 方法进行分析,得到的结果与其他电厂炉前煤有较大区别( 表 2. 8) 。
表 2. 8 准格尔电厂炉前煤低温灰化 ( 170℃) 后 XRD 分析结果
准格尔电厂炉前煤中矿物一个显著特点是富含高岭石和勃姆石 ( 一水软铝石) ,高岭石的含量为 63. 3% ~ 84. 2%,平均 71. 1%勃姆石的含量为 7. 1% ~ 29. 3%,平均21. 1% 二者之和超过 90% 。煤中矿物以石英含量为最低,范围为 0. 4% ~ 6. 4% ,平均含量仅有 1. 9%,另外还含有少量的方解石和石膏,方解石含量为 0. 6% ~ 4. 0%,平均2. 5% 石膏含量为 0 ~ 5. 3% ,平均 3. 0% 。XRD 分析结果表明,准格尔电厂燃煤中的矿物种类并不复杂,除富含高岭石和勃姆石外,其他能鉴别出来的矿物只有 3 种,且其含量的总和仅为 7. 4%。准格尔电厂燃煤中如此之高的勃姆石含量在国内、外煤中都很罕见。将准格尔电厂长焰煤与首钢电厂长焰煤中矿物组成相比可以看出,后者矿物组成要复杂得多,而且石英含量高达 32% ( 图 2. 3) 。
图 2. 3 准格尔电厂与首钢电厂炉前煤低温灰化后 XRD 分析结果之对比
高岭石是煤中的常见黏土矿物,一般形成于泥炭沼泽的酸性介质中,是湿热气候条件下的产物,也是燃煤产物的主要物质来源。
勃姆石最常见于铝土矿中,它是铝土矿形成过程中的一种矿物类型,而世界不同时代铝土矿床的成因研究表明,铝土矿是在一种特殊气候条件下经表生作用形成的,产于湿热气候和排水良好的环境中,是风化壳化学风化的最终产物 ( 吴国炎,1997) 。从古生代、中生代至新生代,铝土矿往往呈现出一水硬铝石、勃姆石、三水铝石的矿物序列 ( 刘中凡,2001) 。
实验表明,勃姆石矿物主要形成于 pH =7 ~10 的弱碱性环境 ( Okada 等,2002) ,相对干燥的气候条件有利于勃姆石矿物的稳定 ( Mongelli,2002) 。
据 Eriwin 等 ( 1951) 对 Al2O3-H2O 体系的研究,三水铝石向勃姆石的转化温度约为140℃ ( 梁绍暹等,1997) ,但依据所赋煤层煤化程度 ( 长焰煤,Ro= 0. 60% ) 的古温度,应在 85℃左右,这可能是因为上述实验是在液相条件下形成的,而煤中矿物往往是在漫长的地质历史中通过固相转化方式实现的。因此,煤中勃姆石与其他矿物的组合特征及其与煤化作用的依存关系,是一个非常值得探讨的问题。
刘钦甫等 ( 1997) 在研究准格尔黑岱沟露天矿 6 号煤层中的高岭石夹矸时指出,夹矸中的勃姆石在 XRD 曲线上出现 0. 6142 nm、0. 3167 nm、0. 2347 nm 三个明显的特征峰。在显微镜下,具正高突起,一级灰黄干涉色,一般呈隐晶或细小鳞片状结构,可见勃姆石交代蠕虫状高岭石现象,并且指出,这种勃姆石可能是在成岩阶段由于高岭石的脱硅作用形成的。而含量高达 63% ~85%呈隐晶质结构的勃姆石,可能是由原生沉积形成的。
方解石往往充填于煤中的各种裂隙中,是煤中典型的后生矿物。它的形成一方面要求有足够的二氧化碳,同时还要有相应的弱碱性环境,这些条件在泥炭阶段 ( 泥炭层上部有足够的二氧化碳,但介质为酸性) 及成岩阶段 ( 二氧化碳不足) 往往都不具备。所以,煤中的方解石主要是后生的,有时可见方解石交代细胞腔内的高岭石现象。
石英既可作为成煤初期的同生矿物,也可以是后期煤化作用过程中形成的后生矿物,但对燃煤产物而言,石英主要属于原生矿物。
煤中石膏常常是成岩作用或后生作用的产物,煤中黄铁矿和有机硫的风、氧化作用通常可以使其中的硫转化为石膏,另外它也常常形成于煤炭开采、运输和储存过程之中,是煤中新生矿物的主要类型。
这次对煤样低温灰化 ( 170℃) 后所作的 XRD 分析表明,煤中矿物勃姆石出现的 3个特征峰 d 值分别在 0. 616 nm、0. 317 nm 和 0. 235 nm 左右,并且衍射强度较高。另外一个明显的特征峰为高岭石峰,d 值在 0. 721 nm 和 0. 359 nm 左右,均为高岭石的最强衍射峰位置,且强度特征明显,d 值 0. 721 nm 稍高于高岭石的标准值 0. 716 nm。图谱上的石英、方解石和石膏 3 种矿物的谱峰均不明显,特别是石英的特征谱峰 0. 334 nm,在绝大多数电厂燃煤中都普遍作为标准谱峰进行校对,但这一情况在准格尔电厂燃煤中也仅有ZGR-C3 样品中有较明显显示,在其他样品中衍射峰均不明显。
图 2. 4 显示了 7 个炉前煤样低温灰化后的 XRD 图谱。
图 2. 4 准格尔电厂炉前煤低温灰化 ( 170℃) 后的 XRD 图谱
通常情况下,煤灰中 Al2O3的多少主要取决于原煤中黏土矿物的种类和含量,在常见的 3 种黏土矿物中 Al2O3/ SiO2质量比由大到小依次为高岭石、伊利石和蒙脱石,分别为0. 85、0. 61 和 0. 35。高岭石矿物中 Al2O3和 SiO2含量分别为 41. 2%和 48. 0%,所以,高岭石矿物含量较高的煤,其燃烧产物中 Al2O3的含量必然较高。
勃姆石 ( AlOOH) 矿物属于铝的氢氧化物类矿物,其中 Al2O3的含量为 85. 7%,H2O为14. 3%。由此可知,高岭石和勃姆石矿物为准格尔电厂粉煤灰中高 Al2O3含量提供了重要物质来源。
新疆煤矿有煤、金、铬、铜、镍。
新疆矿产种类全、储量大,开发前景广阔。发现的矿产有138种,其中9种储量居全国首位,32种居西北地区首位。石油、天然气、煤、金、铬、铜、镍、稀有金属、盐类矿产、建材非金属等蕴藏丰富。
生物资源
新疆的野生动物丰富,北疆和南疆各有不同的野生动物。全省野生动物共500多种,北疆的兽类有雪豹、紫貂、棕熊、河狸、水獭、旱獭、松鼠、雪兔、北山羊、猞猁等。
鸟类有天鹅、雷鸟、雪鸡、啄木鸟等,爬行类有花蛇、草原蝰、游蛇等。南疆则兽类动物有骆驼、藏羚羊、野牦牛、野马、塔里木兔、鼠兔、高原兔、丛林猫、草原斑猫等,爬行类有沙蟒、蜥蜴等。
以上内容参考 百度百科-新疆
中文名称:二硫化亚铁
中文别名:硫铁矿;黄铁矿硫精砂硫化铁黄铁矿,矿铁矿硫精矿粉白铁矿硫精矿
英文名称:Pyrite
英文别名:IRON(II) DISULFIDE IRON (III) SULFIDE IRON PYRITES IRON PYRITE FERRIC DISULFIDE
CAS号:1309-36-0 [1]
EINECS号:215-167-7
分子式:FeS2
分子量:119.967
性状:黄色立方晶体.
熔点:1171℃
密度:5.0g/cm3
黄铁矿的主要成分,有反磁性.
黄铁矿化学成分是FeS2,晶体属等轴晶系的硫化物矿物.成分中通常含钴、镍和硒,具有NaCl型晶体结构.常有完好的晶形,呈立方体、八面体、五角十二面体及其聚形.立方体晶面上有与晶棱平行的条纹,各晶面上的条纹相互垂直.集合体呈致密块状、粒状或结核状.浅黄(铜黄)色,条痕绿黑色,强金属光泽,不透明,无解理,参差状断口.摩氏硬度较大,达6-6.5,小刀刻不动.比重4.9―5.2.在地表条件下易风化为褐铁矿.
外形像黄金,所以又称“愚人金”.
如何识别“愚人金”和真正的黄金呢?只要拿它在不带釉的白瓷板上一划,一看划出的条痕(即留在白瓷板上的粉末),就会真假
雁崖矿 晋华宫矿 马脊梁矿 忻州窑 挖金湾
大斗沟矿 云岗矿 燕子山矿
四台矿 煤峪口矿 同家梁矿 四老沟矿 姜家湾煤矿 青磁窑煤矿 还有就是塔山与同新了,周边收够的也不少。像王平矿,
矿务局有14个大矿,别的还有煤业公司,杏煤集团
共十五个矿,不过一到五矿现在没有人了,煤也没有了都到棚户区了,知道的就这几个
雁崖矿(七矿) 晋华宫矿(九矿) 马脊梁矿(十矿)
大斗沟矿(十一矿) 云岗矿(十三矿) 燕子山矿(十四矿)
四台矿(十五矿) 煤峪口矿 同家梁矿 四老沟矿 姜家湾煤矿 青磁窑煤矿
大同煤业目前分别有:
煤峪口矿(一矿)、同家梁矿(三矿)、 四老沟矿(四矿)、 忻州窑矿(五矿) 、同煤大唐塔山煤矿有限公司、塔山铁路分公司 ;共五个矿和一个铁路公司,隶属于同煤集团管理。
(粘土类、碳酸盐、石英和硫化物类矿物
)的成分粘
http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-YSKW200104013.htm
1、大同煤矿
大同煤矿是中国最大的煤矿,在山西省北部,储量大,可采煤层多,平均厚度30~40米。灰分低,硫、磷杂质少,发热量高,且煤层稳定,易于开采。
为国内最大的优质动力煤供应基地。大秦铁路为大同煤矿的主要外运通道。大同煤矿集团公司的前身是大同矿务局,成立于1949年8月30日,2000年7月经过改制为大同煤矿集团有限责任公司。
2、神府煤田
神府煤田是中国和世界特大煤田之一,是我国已探明的最大煤田,占全国探明储量的15%相当于50个大同矿区、 100个抚顺矿区,与俄罗斯的顿巴斯煤田和库兹巴斯煤田,德国的鲁尔煤田,美国的波德河煤田和阿巴拉契亚煤田,波兰的西里西亚煤田并称世界七大煤田。
3、霍林河煤矿
科尔沁油田地质构造与大庆、辽河、扶余油田相似,全市石油远景储蓄量为8亿吨左右。通辽市境内埋藏着丰富的有色金属和非金属矿藏,现在探明铁、锌、钨、铜等金属矿10多处,矿点30多个。
还有引人瞩目的“801”稀土,储量为全国之最的天然硅矿,近3亿吨的石灰岩,被誉为“冶炼之宝”的石墨,功效神奇的中华麦饭石等。
4、准噶尔煤矿
准格尔黑岱沟露天煤矿最早在20世纪50年代就开始了勘测,历经50年的建设,目前已经是产煤量占全国总产煤量的1/6。成为全国名副其实的煤矿基地,为全国各地乃至世界各地提供着最优质的原煤。
大准(大同-准格尔)铁路不停的运煤列车也象征着整个准格尔的飞速发展准格尔旗境内,东靠黄河。煤层厚,埋藏浅,地质构造简单,适合露天开采。中国优质动力煤基地。
环境影响:
采煤对环境造成多种冲击。露天煤矿让土地无法再使用。洗煤厂所产生的酸性矿山排水可能渗入河流中,造成生态污染或人体健康的不良影响。煤炭开采带来的环境污染和生态破坏问题日益突出,主要表现在:
地面水下跌:由于在煤炭开采过程中矿井水大量外排,导致地下水位下降,引起地面水下跌。
错动下沉:由于煤矿井下水大量外抽,矿井上底承载能力下降,加上大部分小窑煤井在开采过程中,没有采取预留煤柱等预防措施,有的小窑煤井甚至对国有煤矿预留煤柱肆意采挖、破坏,导致地层错动,地表下沉。
水污染:矿井废水中悬浮物等污染物浓度较高,特别是流经含硫铁矿煤层的矿井水,酸性很大。据南坑镇水仔边一带矿区的矿井废水抽样检测,其悬浮物浓度平均值为280毫克/升,化学耗氧量浓度平均值为530毫克/升,硫酸根离子浓度高达2500毫克/升,最低PH值仅为2.7。这类矿井废水如不经处理就外排,将严重污染地面水体,淤塞河道和农田渠道,造成土壤板结,对农作物影响很大。
沉积岩
占地表的66%,为地表的主要岩类。由原来已形成的岩石,受到风化作用后变为碎屑,或由生物的遗迹等,再经过侵蚀、沉积、及石化等作用而造成的岩石。这类岩石都成层状,最先沉积者在下部,时代较老;层次愈上者,则时代愈新,这叫做叠置层法则。当岩石沉积的时候往往含有生物的一还埋没后长可以完好保存历久就变成化石;在火成岩中则多无化石存在。
火成岩
地球内部的温度和压力都很高,所有组成物质〔指矿物质〕都呈现熔融状态的流体,名为岩浆。火成岩即由於岩浆侵入地壳内部,或流出地表面造成熔岩,在经冷却凝固而造成,如玄武岩及花岗岩等都是。火成岩是所有岩石中最原始的岩石。
变质岩
原来的火成岩或沉积岩,再经过地壳运动或岩浆侵入作用所发生的高温和高压与热液的影响,可以改变其原来岩石的结构或组织,或使部分矿物消失,而产生他种新的矿物,因而成为另外一种与原岩不同的岩石,称为变质岩,如大理岩变自石灰岩;板岩变自页岩;石英岩变自砂岩等。典型的变质岩存在於前寒武纪或造山带区域,常有区域构造相关之劈理,或矿物的变化。
岩石的种类很多,但并不是每一种岩石都可以使用,这里除了审美的观点之外,更重要的是石头中的化学成分是否会影响水质,从而带来负面影响。
一、煤中的碳
一般认为,煤是由带脂肪侧链的大芳环和稠环所组成的。这些稠环的骨架是由碳元素构成的。因此,碳元素是组成煤的有机高分子的最主要元素。同时,煤中还存在着少量的无机碳,主要来自碳酸盐类矿物,如石灰岩和方解石等。碳含量随煤化度的升高而增加。在我国泥炭中干燥无灰基碳含量为55~62%;成为褐煤以后碳含量就增加到60~76.5%;烟煤的碳含量为77~92.7%;一直到高变质的无烟煤,碳含量为88.98%。个别煤化度更高的无烟煤,其碳含量多在90%以上,如北京、四望峰等地的无烟煤,碳含量高达95~98%。因此,整个成煤过程,也可以说是增碳过程。
二、煤中的氢
氢是煤中第二个重要的组成元素。除有机氢外,在煤的矿物质中也含有少量的无机氢。它主要存在于矿物质的结晶水中,如高岭土(Al203·2Si02·2H2O)、石膏(CaS04·2H20 )等都含有结晶水。在煤的整个变质过程中,随着煤化度的加深,氢含量逐渐减少,煤化度低的煤,氢含量大;煤化度高的煤,氢含量小。总的规律是氢含量随碳含量的增加而降低。尤其在无烟煤阶段就尤为明显。当碳含量由92%增至98%时,氢含量则由2.1%降到1%以下。通常是碳含量在80~86%之间时,氢含量最高。即在烟煤的气煤、气肥煤段,氢含量能高达6.5%。在碳含量为65~80%的褐煤和长焰煤段,氢含量多数小于6%。但变化趋势仍是随着碳含量的增大而氢含量减小。
三、煤中的氧
氧是煤中第三个重要的组成元素。它以有机和无机两种状态存在。有机氧主要存在于含氧官能团,如羧基(--COOH),羟基(--OH)和甲氧基(--OCH3)等中;无机氧主要存在于煤中水分、硅酸盐、碳酸盐、硫酸盐和氧化物中等。煤中有机氧随煤化度的加深而减少,甚至趋于消失。褐煤在干燥无灰基碳含量小于70%时,其氧含量可高达20%以上。烟煤碳含量在85%附近时,氧含量几乎都小于10%。当无烟煤碳含量在92%以上时,其氧含量都降至5%以下。
四、煤中的氮
煤中的氮含量比较少,一般约为0.5~3.0%。氮是煤中唯一的完全以有机状态存在的元素。煤中有机氯化物被认为是比较稳定的杂环和复杂的非环结构的化合物,其原生物可能是动、植物脂肪。植物中的植物碱、叶绿素和其他组织的环状结构中都含有氮,而且相当稳定,在煤化过程中不发生变化,成为煤中保留的氮化物。以蛋白质形态存在的氮,仅在泥炭和褐煤中发现,在烟煤很少,几乎没有发现。煤中氮含量随煤的变质程度的加深而减少。它与氢含量的关系是,随氢含量的增高而增大。
五、煤中的硫
煤中的硫分是有害杂质,它能使钢铁热脆、设备腐蚀、燃烧时生成的二氧化硫(SO2)污染大气,危害动、植物生长及人类健康。所以,硫分含量是评价煤质的重要指标之一。煤中含硫量的多少,似与煤化度的深浅没有明显的关系,无论是变质程度高的煤或变质程度低的煤,都存在着有机硫或多或少的煤。 煤中硫分的多少与成煤时的古地理环境有密切的关系。在内陆环境或滨海三角训平原环境下形成的和在海陆相交替沉积的煤层或浅海相沉积的煤层,煤中的硫含量就比较高,且大部分为有机硫。 根据煤中硫的赋存形态,一般分为有机硫和无机硫两大类。各种形态的硫分的总和称为全硫分。所谓有机硫,是指与煤的有机结构相结合的硫。有机硫主要来自成煤植物中的蛋白质和微生物的蛋白质。煤中无机硫主要来自矿物质中各种含硫化合物,一般又分为硫化物硫和硫酸盐硫两种,有时也有微量的单质硫。硫化物硫主要以黄铁矿为主,其次为白铁矿、磁铁矿((Fe3O4)、闪锌矿(ZnS)、方铅矿(PbS)等。硫酸盐硫主要以石膏(CaSO4·2H20)为主,也有少量的绿矾 (FeSO4·7H 20 )等
一是“原生矿物质”——成煤植物中所含的无机元素
二是“次生矿物质”——煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质
三是“外来矿物质”——煤炭开采和加工处理中混入的矿物质。
煤中存在的矿物质主要包括粘土或页岩,方解石(碳酸钙)黄铁矿或白铁矿以及其他微量成分,如无机硫酸盐、氯化物和氟化物。
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1.固体共伴生矿产
(1)金属类
能供工业上提取某种金属元素的矿物资源,根据其工业用途及金属元素性质的不同又可分为:黑色金属、有色金属、轻金属、贵金属、放射性、稀有及分散元素等。在煤系中常见共伴生的金属矿产以稀有、分散及放射性元素(以微量元素出现)较常见。如锗、镓、铀、钍等。含煤岩系中的铀是铀矿床的重要工业类型之一 煤中钒主要以含铝硅酸盐类矿物形式富集于石煤中。某些煤层顶底板和夹矸中,常可见共生的锗、镓等元素富集层。少许地区也曾发现某些贵金属富集于煤层本身或其顶底板中,如金、铂、银。铁矿物以菱铁矿、赤铁矿、揭铁矿较常见。
(2)非金属类
能供工业上提取某种非金属元素或直接利用矿物或矿物集合体的某种工艺性质的矿物资源。根据其工业用途可分为:冶金辅助原料类、化工原料、化肥原料类、工业制造业用矿物原料类、陶瓷及玻璃原料类、建筑材料及水泥原料类、工艺美术及宝石类、铸石材料、研磨材料等等。总之,非金属矿产类指的是除金属,燃料矿产和地下水资源外能开发利用的其它有用矿物、岩石、砂砾和能混合加工成工业产品的一切矿物和岩石的总称。与煤系共伴生的非金属矿产种类繁多,分布广泛,储量丰富,绝大部分为沉积成因。煤系中常见的种类有:高岭土、耐火粘土、硅藻土、膨润土、叶腊石、石墨、硫铁矿、石膏、硬石膏、石灰岩、白云岩、石英砂、宝石类(如琥珀)。
(3)可燃有机岩
指固态的可以燃烧的,由生物有机质沉积形成的岩石,主要成分为碳及碳氢化合物。主要有油页岩、固体沥青、高碳质页岩、地蜡和泥炭(固结一半固结)等。
2.液态共、伴生矿产
①可燃有机矿产:石油、软沥青、煤成油等。
②从广义讲,亦可包括可利用地下水、矿泉水、地热水等。
3.气态共伴生矿产
以含煤岩系中有机质在煤化过程中形成的气态碳氢化合物为主,称为煤成气,主要成份为甲烷,含不等量的重烃、少量氮和二氧化碳。赋存在煤层中的煤成气则称为煤层气(煤层甲烷,煤层瓦斯)。煤成气的开发具有重大的经济效益,因而已成为国内外能源开发研究的热点。