桦甸油页岩中稀土元素赋存状态研究

以吉林省桦甸油页岩为研究对象,采用电感耦合等离子质谱( ICP-MS)和化学逐级提取方法相结合,对油页岩中稀土元素的分布特征以及油页岩中稀土元素的赋存状态进行研究.结果表明,相对于中国煤,桦甸油页岩表现为轻稀土元素富集程度高于重稀土元素.油页岩中稀土元素与陆源碎屑岩关系密切,且陆源物质的供应相对比较稳定.轻重稀土间分馏...     

开滦煤洗选过程中稀土元素的迁移和分配特征

以河北开滦矿区晚古生代煤及其洗选产品为研究对象，运用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）和逐级化学提取的方法，对稀土元素的质量分数及其在洗选过程中的迁移和分配特征进行了研究。结果表明，开滦矿区煤中稀土元素没有明显富集；稀土元素在入洗原煤及其洗选产品中，以煤泥中质量分数最高，尾煤次之，在尾煤和煤泥中均相对富集；稀土元素在精煤中的质量分数最低；同原煤相比，中煤的稀土元素质量分数没有明显变化。原煤及其洗选的4种产品中的稀土元素分配模式基本相同，主要差别是质量分数的不同。稀土元素在洗选过程中的分配行为和赋存状态主要受控于黏土矿物，其次是有机质。     

矿业城市攀枝花土壤中微量重金属元素钒的形态分布研究

以拥有我国最大的钒钛磁铁矿的矿业城市攀枝花为研究区，初步探讨了该区具有代表性的昔格达土壤样品中钒的赋存形态。结果表明，土壤中可溶态钒含量均低于1μg／g，残留态钒含量占绝对多数；土壤剖面中可溶态与有机质结合态的钒含量呈现底层富集型，而易还原锰结合态和无定形氧化铁结合态钒含量呈现表层富集，残留态基本呈现表层富集；可溶态钒含量受到成土条件、土壤质地、温度、酸度及土壤氧化还原状况诸多因素的影响。     

油页岩中微量元素赋存形态的研究

通过浮沉实验及脱灰实验对抚顺、龙口、茂名3种油页岩样中部分微量元素进行了赋存形态的研究。结果表明,浮沉实验所得微量元素的赋存状态结果与脱灰实验基本一致,抚顺、龙口、茂名3种油页岩中大部分微量元素以无机态赋存,但也有所区别,抚顺、龙口、茂名油页岩中的元素V、Mn、Zn、Sr、Mo、Ta以及抚顺油页岩中的Cr、Te,龙口油页岩中的Cd、Sn,茂名油页岩中的Cd、Sn、Pb,主要赋存于无机矿物中;茂名油页岩中的Cr、Te,抚顺油页岩中的Cd,龙口油页岩中的Pb有相对较多的比例富集于有机质部分;龙口、茂名油页岩中的元素Co,抚顺油页岩中的Co、Sn、Pb,更多地富集于黏土矿中,但也有少部分富集于有机质中。     

可溶性有机质对污染土壤中铊迁移行为的影响

目的 为了查明可溶性有机质（DOM）对土壤中污染元素铊赋存形态的影响,方法 采用形态分级提取方法,将土壤中的铊重金属分成酸可交换态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态和残留态4组分,并采用Elan 6100型ICP-MS质谱仪测定各组分中铊的质量浓度.结果 DOM可降低酸可交换态的Tl,增加铁锰氧化物结合态和有机质结合态Tl的百分含量,但对残留态Tl的百分含量没有明显影响.因此,DOM可降低铊在土壤中的活动性,从而改变了铊在土壤中的迁移行为.结论 可溶性有机质（DOM）自身的络合（螯合）能力及其吸附特性是改变重金属铊形态分布的主要因素.     

土壤中稀土元素的形态分析

稀土元素对土壤环境的影响不但与其总量有关,而且与其化学形态关系更为密切。分别采用酸法消解和形态连续提取法对土壤样品中稀土元素总量和稀土元素的形态进行提取分析,并利用电感耦合等离子体质谱法测定了土壤样中稀土元素含量和稀土元素各形态含量。结果表明,采集土壤样品中稀土元素含量为200~1418 mg/kg,轻稀土元素含量远高于重稀土元素;稀土元素各结合形态总和相对于总量的回收率为88.2%~110%,表明采用的连续萃取法适合土壤样品中稀土元素的分析。土壤样品中稀土元素主要以残渣态存在,为33%~80%;晶体铁锰氢氧化物共沉淀态为10%~31%;腐殖质和无定形氧化物吸附态为5.0%~18%;可交换态和碳酸盐结合态为4.0%~23%;无定形铁锰氧化物共沉淀态低于3%。分析了采样点位置和稀土元素性质对稀土元素含量的影响,并讨论了土壤性质对形态分布的影响。     

油页岩中几种微量元素在干馏过程中的形态变迁

以桦甸油页岩为研究对象,采用逐级提取实验,考察了不同升温速率及干馏终温对其内部赋存的Cr、Co、Pb、Cu、V五种微量元素的形态变迁特性的影响。结果发现,各元素均在2.5℃/min和20℃/min升温速率下表现出了较大的迁移率,且干馏终温升高更有利于元素的迁移;低升温速率和高干馏终温更能促进元素大部分形态的迁移,但硫化物结合态的迁移在高升温速率和高干馏终温则更为有利;元素不同形态的迁移总会有一部分向有机物结合态转变。     

油页岩中几种微量元素在干馏过程的形态变迁

以桦甸油页岩为研究对象,采用逐级提取实验,考察了不同升温速率及干馏终温对其内部赋存的Cr、Co、Pb、Cu、V五种微量元素的形态变迁特性的影响。结果发现,各元素均在2.5℃/min和20℃/min升温速率下表现出了较大的迁移率,且干馏终温升高更有利于元素的迁移;低升温速率和高干馏终温更能促进元素大部分形态的迁移,但硫化物结合态的迁移在高升温速率和高干馏终温则更为有利;元素不同形态的迁移总会有一部分向有机物结合态转变。     

高硫石油焦燃烧过程中不同赋存形态钒的变迁行为研究

采用逐级化学提取结合ICP-OES方法,研究了高硫石油焦燃烧过程中重金属元素钒的赋存形态和迁移转化行为,并结合热力学分析方法,探讨了其化学反应机理。石油焦中钒的赋存形态主要为有机质结合态和稳定态。随着燃烧温度的升高,有机质结合态的钒发生快速分解直至消失,且与Ca、Na、Fe和K等矿物质反应,转化为水溶态和部分离子可交换态、碳酸盐结合态、氧化物结合态钒。稳定态钒主要是与其他矿物质形成非晶态结构物质存在于石油焦中,在高温燃烧过程中,会部分熔融转化并释放出少量的钒。石油焦中钒的挥发性随着燃烧温度和燃尽率的升高逐渐增大,且呈现阶段性挥发的特点。温度高于1100℃,有机质结合态的钒快速分解,且部分转化为具有挥发性的VO2等化合物,致使钒的挥发率急剧增大。     

油页岩热解过程矿物质行为分析

采用XRD、SEM、灰成分测定等方法对桦甸两个矿区的油页岩样品以及制备的半焦样品矿物质组成进行了分析,确认其主要成分均为,石英、方解石和黏土矿物。而半焦中矿物组成反映了油页岩中矿物质在热解中的变化。研究表明,在热解过程中油页岩中矿物质变化细微,其中,石英、长石没有变化;方解石有微量分解,生成的固体产物CaO与黄铁矿分解的硫反应生成CaS矿物;黏土矿物质受热脱除羟基,放出大量水分,同时分解产生的无定形玻璃体氧化硅与其他金属形成低熔点的共融物,导致部分半焦样品颗粒表面出现熔融态囊状结构。     

洗选过程对宁武煤中汞迁移和热释放的影响特性

采用逐级化学提取和热分析方法,选取宁武煤田某洗煤厂原煤及洗选产物为研究对象,在汞质量平衡基础上对煤中汞赋存形态进行分类并验证,进而考察了洗选过程对煤中汞迁移行为和热释放的影响特性。结果表明,洗选过程在降低原煤灰分和硫分含量的同时也改变了汞的富集规律,引起了汞的重新分配;样品中汞元素与灰分和硫含量之间的线性相关性分别为0.89和0.99,原煤中汞主要以无机结合态存在,其迁移行为受控于无机矿物质迁移,洗选后矸石总汞绝对含量较原煤增加了322.8%,而精煤汞含量降低至原煤的40%,汞脱除率达到56.4%;洗煤产物中汞富集程度的差异与其在原煤中赋存形态密切相关,其中,矸石中硫化物结合态汞的占比高达56.6%,而精煤和煤泥中有机结合态汞较原煤中均有所提高;相同温度下汞在煤泥中释放率最大,矸石中最小,所有样品中汞至650℃均接近完全析出;煤中汞热释放特性也与其赋存形态密切相关,不同热解温度段汞热释放行为由煤中汞的固有赋存形态所决定,其中,有机结合态汞随有机质分解在300℃已大量逸出,而硫化物结合态汞分解温度主要为400-600℃。     

太湖水体中稀土元素地球化学特征

以中国第三大淡水湖泊太湖为研究对象,通过液-液萃取、连续提取法以及ICP-MS测试技术对太湖水体中溶解态和悬浮物中的稀土进行分析.结果表明:太湖水体中溶解态稀土含量较低.由于湖水的混合作用整个西太湖水体中稀土元素含量比较相近,东太湖水体由于自净化作用含量低于西太湖.由于颗粒物表层胶体的吸附作用,溶解态稀土呈现出重稀土富集现象.悬浮物AEC态可能由于富含铁的有机胶体、磷酸根络合和富含铁锰次生矿物相等的作用,呈现出中稀土富集.水体中溶解态稀土几乎全部是以有机络合物的形式存在;悬浮物是稀土元素的主要载体,且残渣态＞AEC态＞溶解态.     

成都经济生态区大气降尘中镉赋存形态的研究

采用Tessier连续提取法对成都经济生态区不同区域的24个大气降尘样中镉的赋存形态进行了研究。研究结果表明,大气降尘中的镉主要以残留态形态存在;各形态镉在总镉中所占百分比含量由大到小排列顺序依次是:残留态,碳酸盐结合态,交换态,铁锰结合态,有机结合态;交换态镉、碳酸盐结合态镉这两种具有较高生物有效性的形态镉在总镉中所占的平均百分比含量分别是6.420%和8.917%;铁锰氧化物结合态、有机结合态、残留态镉这三种形态镉生物有效性很低,分别在总镉中所占的平均百分比含量分别是3.419%、2.365%和78.907%。通过分析可得出,汽油和煤的燃烧以及工厂排放镉能加大城市大气降尘的镉污染。     

西北旱田黄土中铅的赋存形态与转化规律研究

采用Tessier连续提取法分析不同条件下旱田黄土中Pb的形态分布与转化规律,通过正交试验确定影响Pb形态转化的主要因素,借助Mul1er地积累指数法初步评价污染状况。结果发现:所用黄土样品中Pb总量为68.85mg·kg-1,低于国家标准《土壤环境质量标准》二级标准。不同形态Pb含量分布为残渣态Fe-Mn氧化态有机结合态碳酸盐结合态可交换态,其中残渣态Pb占Pb总量的64.04%。土壤pH值、含水率、秸秆加入量、老化时间等环境因素能改变Pb的形态分布,但残渣态Pb含量始终最高。pH值是影响土壤Pb赋存形态的最主要因素,Pb的地积累指数Igeo为0.3314,说明采样区土壤人为污染比较严重。     

无烟煤中碘燃烧释放和转化行为研究

采用逐级化学提取法研究无烟煤及其不同温度燃烧产物中碘的各种赋存状态;以小型管式炉模拟煤燃烧装置,考察了加热温度、加热时间、O_2流量以及通入水蒸气对无烟煤中不同形态碘燃烧释放影响及其机理。结果表明,无烟煤中碘主要以有机结合态、铁锰氧化物结合态和水溶态形式存在。加热温度对碘释放和转化有明显影响,碘释放率随温度升高而增加,500-900℃是碘释放的主要阶段。其中,700℃以前,水溶态、离子交换态和有机结合态碘大部分释放,小部分转化为碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态和残留态碘;铁锰氧化物结合态碘主要在700-900℃释放,部分残留态碘在1 100℃前也可释放。无烟煤中碘释放率随燃烧时间延长和O_2流量增大而增大,水蒸气的参与能明显促进碘的释放。在1 100℃、通入水蒸气、O_2流量120 m L/min、燃烧20 min时,93.8%-95.9%碘主要以HI和I_2释放。     

天津沿海排污河中稀土元素的地球化学特征

选择天津沿海的南、北排污河为对象，研究了城市排污河中稀土元素的某些地球化学特征。结果表明，在排污河水体中溶解态稀土含量仍很低，但与其他天然大河相比，Eu和重稀土溶解态含量明显偏高。原水中稀土元素含量较高，以悬浮态为主。轻稀土的溶解态与悬浮态分布模式随原子序递增有相反的变化趋势。沉积物与悬浮物中的稀土含量明显低于其他天然河流，而悬浮物中的稀土含量又明显低于沉积物。沉积物与悬浮物中的稀土分布模式相似，均为轻稀土富集、重稀土亏损、Eu正异常型。这种分布模式与其他天然河流不同，而与本地区含有机质丰富的土壤相似，表明其外源为附近土壤。排污河稀土元素地球化学特性与天然河流的差异可能主要由于其水体中含有大量有机污染物造成的。     

个旧超大型锡多金属矿稀土元素地球化学特征

对比研究了个旧不同类型岩(矿)石(蚀变花岗岩、钙质泥岩、大理岩、矽卡岩矿石、层状矿石和脉状矿石)的稀土元素、微量元素地球化学特征,借以示踪不同类型矿床的成矿物质来源。研究表明不同类型矿石中的稀土元素配分曲线较为相似,成矿物质具有同源性,并与本区的花岗岩具有一定的成因联系。由于其成矿方式的不同,不同类型矿石中的稀土元素特征和矿物组合特征略有差异,脉状矿石和层状矿石中稀土含量相对较少且富集轻稀土,而矽卡岩矿石中稀土含量相对较多且轻、重稀土的含量变化较大。     

黄山景观流域溶解态稀土元素地球化学特征

对黄山景观流域径流中溶解态稀土元素进行了研究,以探讨其地球化学特征与物质来源。结果表明,其主要来源为岩石化学风化,其次为大气输入。稀土元素含量枯水期高于丰水期,与蒸发富集效应有关。流域源头稀土元素含量高、重稀土相对富集,中下游稀土含量低、轻稀土相对富集,反映了源头花岗岩到中下游沉积岩对其相应控制。流域水体中Ce为负异常,表现出对流经原岩如花岗岩的继承;Eu为正异常,归因于花岗岩中斜长石/钾长石等矿物的优先风化释放。Y/Ho比值在空间上存在分异,主要为流经岩性不同所致,季节性分异则受到了水/粒相互作用的影响。研究表明,黄山景观流域溶解态稀土元素来源与迁移受流经岩性尤其花岗岩的影响显著。     

天津沿海潮间带沉积物中稀土元素的地球化学特征

研究了天津沿海潮间带沉积物中稀土元素(REE)的地球化学特性以及污染条件下稀土元素的环境行为特征,通过稀土分布模式特征探讨了潮间带沉积物的物质来源.结果表明(1)潮间带沉积物中14种稀土含量总和的均值为164.5mg@kg-1,但各岸段又有不同.大致以海河口为界,北部明显高于南部,均值分别为182和150mg@kg-1,均明显高于海洋沉积物稀土含量;(2)海岸带沉积物稀土形态分布特征是自北向南残渣态比例逐渐下降,铁锰氧化物态和有机结合态比例逐渐增高,与黄河、长江等大河相比,残渣态和碳酸盐态比例都显著偏低;(3)稀土元素分布模式均为轻稀土富集、铕中度亏损型,与沿海排污河及内陆大河沉积物稀土分布模式相似,而与海洋大陆架沉积物稀土分布模式有显著差别.     

中国不同类型土壤中稀土元素的形态分布特征

采用中子活化分析地中国不同地带土壤中的稀土元素含量分布模型及其赋存形态进行了系统的研究。结果表明，黄棕壤，褐土，淋溶黑钙土及白浆土中稀土元素的分布均为轻稀土富集，Ｅｕ亏损型，砖红壤，红壤为轻稀土富集，Ｃｅ亏损型。