南桐礦5煤層煤中鈹的賦存狀態研究

韓君珂　陳萍

摘要：采用電感耦合等離子質譜儀（ICP-MS）測試了南桐礦主采煤層5″煤中常量元素及鈹的含量，分析了南桐煤田煤中鈹的含量特征及其賦存狀態。結果表明：該煤層鈹的平均含量為5.20 μg/g，鈹在南桐礦中輕度富集；與美國、澳大利亞和世界煤相比南桐煤田煤中鈹含量均高，但相差不大；南桐礦5煤層中鈹元素與灰分呈負相關，推測鈹可能與有機質締合，與鈦元素相關系數為0.51，推測鈹可能與含有鈦的礦物結合。

關鍵詞：南桐；鈹；含量；賦存狀態

中圖分類號：TG146.24

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）20015502

1引言

鈹是有毒致癌元素，易揮發。燃燒煤所釋放出的鈹是大氣中鈹的主要來源，鈹的鹵族化合物以及氧化物都有很大毒性。接觸鈹及其化合物所致的以呼吸系統損害為主的全身性疾病稱為鈹病，可分為急性和慢性鈹病[1]。我國對鈹的研究較少，現知鈹是世界上最輕的堿土金屬元素，也是最輕的結構金屬之一，它常常被應用于飛機、導彈和火箭等科學領域，是重要的戰略原料[2]。開展煤中鈹的賦存狀態研究具對煤的洗選和環境健康有重要意義。

2區域地質背景

重慶市南桐煤礦在重慶市東南方向，二疊系上統龍潭組含兩個可采煤層，南桐礦5煤層位于下含煤層段，屬海陸過渡相沉積環境。南桐礦5煤層為南桐井田可采煤層中最薄的一層，煤層厚度為0.0 m～1.55 m，0.0 m是由于構造壓薄所導致，平均0.90 m。煤層含夾矸層，夾矸巖性為泥巖及砂質泥巖。煤類以焦煤為主，僅有部分塊段為瘦煤。

3樣品采集與測試

研究共采集南桐礦5煤層9個煤巖樣品，含煤層頂底板，采樣嚴格按煤巖樣品采取方法對南桐礦5煤層在剖面上按等間距分層采取。裝入聚乙烯袋中密封，防止樣品受到污染。樣品風干后，將其破碎成小塊，然后經固體樣品粉碎機粉碎，后用瑪瑙研磨過200目篩，貯存于棕色廣口瓶中。工業分析和硫分分析在安徽理工大學現代礦業重點實驗室完成，鈹元素含量的測試在中國礦業大學（北京）進行。

4實驗結果與討論

4.1含量特征

南桐礦5煤層鈹元素含量、工業分析及硫分分析結果如表1所示，表1中編號N-5-1和N-5-9樣品為煤層頂底板樣品，頂底板樣品中鈹含量達到最低值。煤中鈹元素含量范圍為3.31～6.70 μg/g，含量均值為5.2 μg/g是中國煤的2.4倍，在正常水平范圍之內。與國外煤相比（表2）南桐鈹平均含量遠高于澳大利亞煤中鈹的平均含量的，是美國和世界的近3倍。南桐煤田煤中鈹的平均含量都略高于美國、澳大利亞和世界煤。

4.2賦存狀態淺析

用SPPS statistics17.0對數據標準化處理后，做了南桐礦5煤層中鈹與灰分、硫分及常量元素的相關分析，結果見表3。由表3可知南桐礦5煤層中Be元素與灰分（Aad）相關系數為-0.01，推測Be可能與有機質締合。與Ti元素相關系數為0.51，推測Be可能與含有鈦的礦物結合。鈹與全硫（Std）、硫酸鹽硫（Ss，d）、硫化物硫（Sp，d）、鐵、錳、鎂為正相關，但相關度低，其相關系數均小于0.5，可能少量賦存在含有這些元素的礦物中。

5結論

（1） 南桐礦5煤層煤中鈹的含量范圍為3.31～6.70 μg/g，平均含量為5.20 μg/g，均高于中國煤、美國、澳大利亞和世界煤，但相差不大。鈹在南桐礦中輕度富集。

（2） 南桐礦5煤層中鈹元素與灰分呈負相關，推測鈹可能與有機質締合，與鈦元素相關系數為0.51，推測鈹可能與含有鈦的礦物結合。

參考文獻：

[1]

楊文蘭，劉錦銘. 慢性鈹病12例肺功能6年隨訪觀察[J]. 上海醫學，2007，30（5）：326～328.

[2]許德美，秦高梧. 國內外鈹及含鈹材料的研究進展[J]. 中國有色金屬學報，2014，24（5）：1212～1223.

[3]Swaine D J. Trace elements in coal [M]. London：Butterworths，1990：278.

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