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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

新疆东部煤中水溶态元素组合模式研究

2024-04-01



本论文创新点



围绕煤中多种水溶态元素的分布与赋存进行研究,系统分析了新疆东部煤中水溶态元素的组合模式。阐明了不同矿区煤中水溶态离子分布及其组合模式差异,同时结合土壤、上覆岩层中水溶态离子组合特征,探讨了煤中水溶态离子的可能来源。有助于深入认识新疆高碱煤的成因本质,科学分析其在燃烧、气化过程中结渣、腐蚀等行为和机理。

题 目



新疆东部煤中水溶态元素组合模式研究


作 者



   
白向飞1,2,丁华1,2,何金1,2,张昀朋1,2,袁东营1,2
单 位



1. 煤炭科学技术研究院有限公司

2. 国家能源煤炭高效利用与节能减排技术装备重点实验室


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摘   要



新疆高碱煤中水溶态钠、氯、硫酸根离子等含量较高,严重影响了新疆煤的清洁高效利用,高碱煤中水溶态元素的组合模式及其对煤质的影响已成为科学认识和评价新疆煤需要解决的一个基本问题。研究采集了新疆东部地区大井、西黑山、三塘湖、淖毛湖和沙尔湖等矿区的煤层煤样和商品煤样,以及不同矿区地表土壤、煤层上覆岩层、煤层顶板和夹矸样品,包括部分矿区地表盐岩样品,利用溶滤试验,测定了各相关样品中水溶态离子的含量;综合各矿井煤灰成分分析、水溶态离子占比、水溶态离子比值参数与Piper三线图等方法,分析了不同矿区煤中水溶态元素的组合特征差异;通过比较煤层、含煤地层中其他岩层及地表土壤中各种水溶态离子含量的变化,初步探讨了煤中水溶态元素的可能成因及其影响因素。结果表明:新疆东部不同矿区煤中水溶态元素含量和组合模式都存在比较显著的差异,其含量差异可以达3倍左右,组合模式方面,既有Cl-Na型和Cl·HCO3-Na型,也有SO4-Na·Ca型和SO4·HCO3-Na型等其他类型组合分布。各种水溶态离子比值参数显示,煤中水溶态离子之间发生过离子交换作用。新疆高碱煤的形成是一个目前仍在发展中的现代地质作用过程,地表盐岩和土壤中水溶态离子随地下水下渗逐步进入煤层而导致高碱煤形成的可能性极大,且过程比较复杂。受离子交换作用和沉淀作用等因素影响,煤中碱金属、碱土金属和氯、硫等元素的相互结合形态、赋存状态变得更加复杂,但水溶态仍是主要形式。








作者简介





    
白向飞

研究员


白向飞,男,汉族,1970年7月生,山西孝义人,研究员,博士。现就职于煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院。长期从事煤化学、煤岩学基础研究和技术开发工作。先后主持完成了国家“863”、科技支撑计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目10余项,获各类省部级奖10项。发表学术论文80余篇,获得授权专利8项,制定、修订国家标准和行业标准20余项。目前任第七届全国煤炭标准化技术委员会煤质与资源评价分技术委员会主任委员、中国煤炭学会煤化工专委会委员、《煤炭科学技术》和《煤炭转化》编委会委员等。




研究方向


煤化学、煤岩学
主要成果



 

煤岩学研究方面,主持研发了煤岩图像分析系统并在国内近百家企业和科研院所得到推广应用,是国家标准GB/T 40485《煤的镜质体随机反射率自动测试 图像分析法》的主要编制人。煤中微量元素研究方面,提出了煤中多种元素的含量分级标准,近年来在新疆高碱煤研究中获得了新的认识,提出了新疆煤中钠等腐蚀性元素主要来源于表生风化和地下水富集成因等新观点。煤化学应用研究方面,提出了以矿区代表性煤质研究为基础的设计煤种确定方法,在新疆、内蒙古等地现代煤化工项目中得到了广泛应用,降低了企业投资与后续环保风险,并形成了GB/T 41039《现代煤化工项目设计煤种和校核煤种确定方法》国家标准。

引用格式





白向飞,丁 华,何 金,等. 新疆东部煤中水溶态元素组合模式研究[J]. 煤炭科学技术,2024,52(1):366−379.  

BAI Xiangfei,DING Hua,HE Jin,et al. Research on the combination model of water-soluble elements in coal from eastern Xinjiang[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):366−379.






 


END

责任编辑:黄小雨

整       理:冯春晖

审       核常   琛

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