煤中砷的分布和赋存规律研究.pdf

维普资讯 第27卷第3期 煤 炭 学 报 Vo1．27 No．3 2002年 6月 JOURNALOFCHINA COALSOCIETY June 2002 文章编号：0253—9993(2002)03—0259—05 煤 中砷 的分布和赋存规律研究 陈 萍 ，旷红伟 ，唐修义 (1安徽理工大学 资源与环境工程系，安徽 淮南 232001；2．中国地质大学 地球科学与资源学院．北京 100083) 摘 要：在较全面系统地收集 了已发表的资料和检测 了我 国西南、西北和华北地区147个煤样 中 砷含量的基础上，对代表性矿区煤 中砷的成因机理及其与有机质的亲和性、与硫的亲和性以及与 煤变质程度的关系作了分析．我国西南地区第三纪富砷褐煤受大断裂热液影响为主，砷主要以有 机质结合态赋存 ；华北地区石炭二叠纪煤 中砷分布受沉积环境影响明显，当海水入侵沼泽还原环 境 ，黄铁矿含量增高的同时，砷含量相应升高，砷主要 以类质 同象置换硫赋存于黄铁矿 中．岩浆 侵入活动的高温气液是导致高变质程度煤 中砷元素富集的直接原因之一 ；西北地 区侏 罗纪煤 中砷 含量水平低 ，是我国最好的环保煤． 关键词 ：煤 中砷 ；分布 ；赋存 中图分类号：P578．15 文献标识码 ：A 砷是煤 中挥发性较强的有毒物质，是煤 中最毒的元素之一．煤燃烧时大部分砷形成剧毒的As0，(砒 霜)和As，0 ，并以化合物形式侵入到大气环境 中，另一部分残留在灰渣和飞灰 中．由砷引起的地方性疾 病 已引起有关部门和 国内外学术界的重视．它与其他污染物质如苯并 (a)芘起协 同作用促使癌变，从而 对人体健康构成危害． 国外对砷的研究较早，1917年Simmersbach在 《煤和焦炭中的砷》一书中记载了焦炭样品中含砷量 达 37×10～，德 国的8个焦炭样 品中有 3个样 品含砷量介于 20×10～～110×10 之间 ．1979年美 国 Zubovic等列出了美国煤 中的含砷量 j，提出了砷与硫化物富集部分共生，并反映出区域性的背景差异． 他在 《煤炭资源化学成分评价》一书所列举的数据中一 ，德克萨斯褐煤的含砷量仅为2×10～，而澳大利 亚褐煤的含砷量为 80×10一；澳大利亚新南威尔州二叠纪煤的含砷量为3×10～，而德 国东部威宪统含砷 量达240×10～；俄罗斯顿巴斯和库茨巴斯部分地区煤中含砷量超过 1000×10～．可见煤 中砷含量变化很 大，富集机理多样．对煤中砷的分布和赋存状态的研究可为煤的合理利用，避免砷对环境的污染和对人体 健康产生危害等提供科学的依据 ． 1 我国不同地区煤 中砷的含量和分布特点 我国不同地区、不同时代煤中砷 的含量水平相差甚远，反映了砷 的分布和变化受多种地质因素所控制 的特点 ¨。]．成煤期盆地构造背景和成煤后的盆地构造演化对煤 中砷的含量有控制性影响．我国煤 中砷分 布总的特点是西南地区含量最高，变化幅度大，受大断裂的控制明显；东部地区砷含量水平正常，煤中砷 含量主要受成煤期沼泽环境是否有海水侵入所控制；西北地区大型内陆盆地 中煤的含砷量最低 ，后期地质 作用改造和叠加的影响很弱． 肖达先 曾对我 国24个省市的 188个样 品中的砷做了测试 ，列出了我国烟煤 中砷 的含量分布范围为 0．5×10～～176×10～，石煤中的砷含量最高，常有大于 1000×10 的样品出现，个别样品高达 2800× 收稿 日期：2001—12—06 基金项 目：国家 自然科学基金资助项 目 维普资讯 煤 炭 学 报 2002年第27卷 10 以上 ，同时发现现代泥炭中也有砷存在 (表 1)…．必须指出，该作者只给出了不同煤化程度煤 中砷 含量的变化范围，而且所采样品并未包括华北石炭二