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煤层煤中铀的赋存状态研究

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《矿业工程研究》2017年第3期

摘要:运用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)来测定煤样中铀的含量,然后用SPSS17.0软件对所得数据进行数理统计分析,结果表明:该煤层铀的含量均值为3.96μg/g,质量分数水平在正常水平内,为正常富集;铀元素在南桐矿5煤层中的含量变化幅度较大,少的低至1.32μg/g,多的高达7.77μg/g;铀元素与钛、硅元素中度相关,与钾、铝、磷等元素低度相关,铀元素可赋存在含有这些元素的矿物中。

关键词:铀;含量;赋存状态

0引言

煤中的铀[1]元素属于煤中有害的微量元素,是一种放射性元素,但当达到一定富集水平时,也是一种非常珍贵的矿产资源, 煤中的铀在煤炭的开采、运输以及加工利用过程中会通过各种各样的方式对环境产生污染,因此,对研究区主采煤层煤中铀元素含量的真实评价及其赋存状态研究,对促进煤炭资源综合利用以及环境评价具有重要意义[2]。

1区概况及地质背景

南桐矿划属重庆市万盛区南桐镇,位于乌龟山背斜东西两翼,北接鱼田堡煤矿,南邻新田湾煤矿。矿井位置坐标为:东经106°50′~106°53′,北纬28°55′~29°。矿井竖井口直角坐标X=3203004.047,Y=36389875.406,井口高程Z=+298.6m。南桐煤矿距南桐镇政府所在地约1.5公里,距万盛城区10km,与万盛区主城区方位235°。矿井有专线铁路同三(江)~万(盛)线铁路在谷口河火车站连接,直距1km,运距1.2km。矿井距綦万高速公路5公里,90公里直达重庆市区,交通较为方便。南桐矿5煤层为南桐矿可采煤层中最薄的一层。

2采样及测试

本次研究共采集南桐矿5煤层9个样品,其中2个顶底板岩石样品,采样严格按煤岩样品采取方法在井下煤层剖面上大致按等间距分层采取[3]。为了防止样品污染及风化,每个样品采集1kg左右并用塑料袋密封。工业分析、元素分析、全硫以及形态硫的测定在安徽理工大学实验室完成,铀元素含量的测试及主量元素的分析在中国矿业大学(北京)实验室完成。

3结果与讨论

3.1含量特征

铀含量的测试以及工业分析、总硫及形态硫分析的结果。1、9为顶底板岩石样品,铀元素含量在煤层中的变化幅度较大,范围为1.32~7.77µg/g,含量均值为3.96µg/g,平均含量是中国煤的1.6倍,属于正常水平,含量变化范围比较大,最大值是最小值的5.83倍,但仍在中国煤含量变化范围之内。

3.2赋存状态浅析

运用SPSS17.0软件,对南桐矿5煤层煤中的铀元素与灰分、硫分以及主量元素的数理统计分析,结果见表2。由表2可以看出南桐矿5煤层煤中铀元素与硅、钛元素相关系数分别为0.72、0.55,达到中度相关水平,铀有很大可能赋存在含有硅和钛元素的矿物中,如硅酸盐、铝硅酸盐、石英、锐钛矿等;铀与铝、钾、磷低度相关,相关系数分别为0.33、0.41、0.37,铀可能少量赋存在含铝、钾、磷元素的矿物中。

4结论

(1)南桐矿5煤层煤中铀元素含量范围为1.32~7.77µg/g,含量均值为3.96µg/g,质量分数水平在正常水平内。

(2)南桐矿5煤层煤中铀元素很有可能赋存在含有硅和钛元素的矿物中,也有可能赋存在含有铝、钾、磷元素的矿物中。

参考文献:

[1]唐修义,黄文辉.中国煤中微量元素[M].北京:商务印书馆,2004:249-257.

[2]黄文辉,唐修义.中国煤中的铀、钍和放射性核素[J].中国煤田地质,2002,14(增刊):55-63.

[3]白向飞,李文华.中国煤中微量元素分布基本特征[J].煤质技术,2007,1(01):1-4.

作者:储成清;陈萍 单位:安徽理工大学地球与环境学院

矿业工程研究杂志责任编辑:张雨    阅读:人次