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。     

改进BCR法在活性污泥样品重金属形态分析中的应用

利用改进的BCR三步顺序提取法研究了活性污泥中重金属的形态分布。所研究的可提取态包括可交换态,还原态-铁锰氧化物结合态和氧化态-有机物和硫化物结合态。这三态的含量之和加上残渣态的含量与各重金属的总量进行了比较。利用ICP-MS测定了活性污泥提取液以及残渣态中Cr,Mn,Co,Ni,Cu,Zn,As,Cd,Pb的含量。实验表明,采用改进的BCR法可以用来分析活性污泥样品中的金属形态。     

义马煤中几种微量污染元素的赋存形态研究

微量元素在煤转化过程中的变迁行为和其向环境的释放能力主要取决于它们的原始赋存形态。由于微量元素赋存形态的多样性和煤本身的复杂性，煤中微量元素赋存形态的研究尚没有十分成熟的方法。采用密度分离、脱灰处理、逐级化学提取等间接方法研究了义马煤中As、Pb、Cd、Cr等几种微量污染元素的宏观赋存形态。研究表明，义马煤中As、Pb、Cd主要与矿物质伴生，Cr主要赋存在有机质当中。As主要与黄铁矿相伴生；Cd部分与黄铁矿类矿物质伴生，部分与其它难溶矿物质伴生；Pb在硫酸盐、硫化物、硅酸盐等矿物质中均有分布。     

延安市污水处理厂污泥中6种重金属元素的形态分析

采用Tessier连续提取法对延安市污水处理厂污泥中的Zn、Cu、Cr、Cd、Pb和Mn六种重金属元素进行形态提取,并用电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)法对其中各元素的总量及其形态进行测定。结果表明： Pb、Cd多以可交换态、碳酸盐结合态存在,分别占总量的76.84%和78.59%, 对生物具有潜在有效性。Zn、Cu、Cr多以稳定的硫化物及有机结合态和残渣态存在,不易迁移到环境中去。     

酸洗污泥与煤共燃烧过程中重金属的迁移分布研究

采用高温管式炉系统进行酸洗污泥与煤共燃烧实验。对共燃烧后As、Cr、Ni、Cd、Cu、Mn、Pb、Zn、Sb、Se重金属元素在烟气、飞灰及炉渣中的分配率进行分析。结果表明,Cd、Se、Zn是易挥发重金属,主要分布在烟气和飞灰中。Cd在烟气中的最大分配率为61%;Se在烟气中的分配率为38.58%~94.612%;Zn在低、高温段分别主要分布在烟气和飞灰中。As、Cu、Pb、Sb是半挥发重金属,Pb在炉渣中的分配率较稳定,分配率为42.67%~64.76%,在烟气和飞灰中的分配率波动较大,其分配率分别是14.176%~45.79%和9.78%~32.55%;Sb在烟气中的最大分配率为37.64%;温度升高反而会抑制As、Cu挥发,这与高温下As、Cu易与矿物质反应生成络合物有关。Ni、Cr、Mn属于难挥发重金属,绝大部分残留在炉渣中,且分配率对温度变化不敏感。赋存于炉渣中的Cr、Ni分别超过95%和97%;随着温度升高,Mn在炉渣中的分配率由71.46%增加到96.89%。     

氧化与还原条件下伊通河长春区段沉积物重金属形态特征的对比研究

利用改进的Tessier连续萃取法研究了伊通河长春市自由大桥处不同深度沉积物样品在氧化及还原条件下Cu,Pb,Zn和Ni的形态变化规律,同时分析了沉积物样品中酸可挥发性硫(Acid volatile sulfide,AVS)和同时提取重金属(Simultaneous extract metals,SEM)的含量. 实验结果表明，样品经干燥、研磨处理后,Cu有机/硫化物结合态比例减少40%,锰氧化物结合态的比例显著增加; Pb,Zn和Ni 3种元素有机/硫化物结合态比例均略有下降,变化幅度小于Cu,并重新分配到不同的化学相中. 通过SEM中各金属含量与有机/硫化物结合态中金属含量的对比可知,还原性沉积物中Cu除了与硫化物结合外,很大一部分是以有机物形态存在的,Pb,Zn,Ni,Fe和Mn则主要以硫化物形态存在,各元素形态分析均不同程度地受到萃取剂的影响.     

煎煮对几种特色南药中重金属元素含量和形态影响

考察了几种特色南药中重金属(Cd,Cr,Cu,Fe,Mn,Ni,Pb,Sr,Zn)的含量状况,并采用形态连续萃取法分析重金属在药材中的形态分布,研究了药材煎煮时药材中重金属的释放及煎煮过程对药材中重金属形态分布的影响。结果表明,几种南药中Cr,Pb,Zn的含量较高,且巴戟天中的重金属总量高于限量标准;原药材中Cr,Cu,Mn,Ni,Pb和Zn主要存在于有机态和残留态,Fe和Sr主要存在于残留态。煎煮使南药中大量重金属迁移到药汤中;药汤中Cu,Mn,Cr,Pb和Zn主要来自于其在药材中的可交换态、碳酸盐结合态和有机态,而药汤中Sr,Ni和Fe不仅包含其非残留态,更多来自于它们的残留态。为减少药汤中重金属,对于Cu,Mn,Cr,Pb和Zn既要控制在药材中的总量,且需降低它们在药材中的非残留态含量;对于Fe,Ni和Sr则主要是控制其在药材中的总量。     

原子吸收光谱法测定烟叶中的重金属总量及形态分析

采用火焰原子吸收光谱法测定烟叶中Mn,Cu,Zn元素,石墨炉原子吸收光谱法测定Cd,Cr,Pb元素,以HNO3-H2O2微波消解法获取烟叶中的重金属总量,以超声水提取法获取水溶态重金属进行初级形态分析,以Tessier逐级提取法获取5种形态的重金属进行次级形态分析。实验结果表明,原子吸收光谱法检测6种重金属线性良好,相关系数(r2)不低于0.998 8,检出限为0.16~3.1μg·L-1。烟叶样品中Mn,Cu,Zn,Cd元素主要以可交换态和碳酸盐结合态的形式存在;Cr主要以残渣态的形式存在;而Pb主要以碳酸盐结合态和残渣态的形式存在。     

伊敏褐煤中微量元素的地球化学特征及其无机-有机亲和性分析

采用脱矿物质、提取腐殖酸等方法结合ICP-MS对伊敏15_上、16_下煤中的32种微量元素的含量及其赋存特征进行了分析。与地壳克拉克值及中国侏罗-白垩纪煤和世界褐煤中微量元素含量相比,伊敏褐煤中微量元素没有明显富集。脱矿物质处理后,Ni明显富集,As略比原煤高,其他微量元素都低于原煤。原煤提取腐殖酸和脱矿物煤提取腐殖酸中Ni、Mo、Cd、Sn、W明显富集,这表明Ni、Mo、Cd、Sn、W和腐殖酸形成了稳定的有机态化合物。原煤提取腐殖酸残煤和脱矿物煤提取腐殖酸残煤中V、Ni、As富集,表明V、Ni、As与煤的大分子结构形成了稳定的有机态化合物。根据微量元素和灰分的相关性系数,把微量元素分为以下几类:无机富集元素Cr、U;亲无机元素Cu、Cd、In、Sn、Ga、Y、Zr、Hf、Bi、Th;偏无机元素Be、Sc、Rb、Sr、Nb、Cs、Ta、Pb;偏有机元素V、As、Tl、Ba、Se;亲有机元素Li、Co、W;有机富集元素Ni、Zn、Mo、Sb。     

流化床热解过程中煤中氟的挥发性研究

采用大同、平朔、霍林河、义马四种煤研究了热解过程中煤中氟的挥发行为。研究表明，随热解温度的升高，氟的挥发率有增加趋势。但其行为不仅取决于元素氟及其化合物本身的挥发性，同时还受其赋存形态、共存矿物离子等原生条件和热解条件的影响。氟磷灰石类矿物质并非四种煤中氟的主要赋存形态。除大同煤外，难挥发性氟的含量均高于65％，难挥发性氟至少部分是以CaF2或CaF2基的多元络合物形式存在的。     

煤中痕量元素在循环流化床锅炉中的迁移行为与富集特性

对天津市某电厂循环流化床(CFB)锅炉燃用的原煤及燃烧产物底灰、飞灰、细飞灰(≤50 μm)进行痕量元素含量的测定,分析了Be、Zn、Hg、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、As、Se、Cd、Pb 13种痕量元素在燃烧过程中的迁移行为,揭示了痕量元素在CFB锅炉中的分配、富集特性。结果表明,CFB锅炉中,较低的炉温对于痕量元素的迁移富集产生了较大的影响。由相对富集系数得知,Be、V、Co、Se在底灰中耗散,在飞灰中富集,Zn、Mn倾向于在底灰中富集,元素Cd、Pb、Ni、Cu挥发性较强,在底灰和飞灰中均是耗散。As受钙氧化物影响,挥发性表现并不明显。Hg在底灰和飞灰中相对富集系数均很低,表明Hg在整个燃烧过程中以气态形式排放;Hg、As、Se、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn、Pb均有向小颗粒物中富集的趋势。根据相对富集系数以及研究的13种元素在低温CFB锅炉中的迁移行为,将这些元素分为三类:A类(E_R<0.1),主要是以气态形式排放元素Hg;B类(0.1R≤0.85),较易挥发元素As、Be、Ni、Cu、Se、Cd、Pb、Co、V;C类(E_R>0.85),主要残留在固体产物中元素Zn、Mn、Cr。     

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。     

马家塔矿煤层中有害痕量元素的质量分数特性

应用仪器中子活化（INAA）、电感耦合等离子体原子发射光谱（ICP AES）和原子吸收光谱（AAS）对神华集团马家塔露天矿2-2#煤层中Hg、As、Se、Pb、Be、Cr、Cd、Ni、Th、U、Mn、Mo、Co、Sb和Br共15种有害痕量元素的质量分数进行测定。结果表明，绝大部分痕量元素的质量分数都明显低于中国煤中元素质量分数的平均值，只有Hg和Mn的质量分数偏高，其中Hg的质量分数异常高；通过分析痕量元素在煤层垂向剖面上的质量分数变化特性，揭示出痕量元素在煤层中分布的非均一性,分析了影响痕量元素分布与富集的因素；通过痕量元素之间以及与黄铁矿硫、Fe、Al、Ca、P的聚类分析，研究了痕量元素之间以及与煤中不同矿物组分之间的亲和特性。     

CID-ICP-AES法同时测定煤矸石中13种微量元素

讨论了煤矸石的采样、样品分解方法,以及用全谱直读ICP-CID光谱仪测定煤矸石中As、Ba、Cd、Co、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb、Se、Sr、V和Zn等13种微量元素的方法.除As和Ni的RSD较大外,其余11种微量元素的RSD均在5%内;除Zn的回收率为107.1%外,其余12种微量元素的回收率均在95%～105%之间;人工合成样品分析结果令人满意.     

吴家坪煤中砷在亚临界水条件下的行为

在煤的燃烧和气化过程中，有毒微量元素的释放对人体健康和环境造成了危害。如何有效控制这些有害元素的排放已经越来越引起研究的关注。微量有害元素主要为砷、汞、铅、镉、锰等。尽管在煤中的含量很低，但是煤的大量使用，其总排放量还是相当大的，由此引起的污染问题也引起重视。煤的燃前脱除有害微量元素是一种有效控制其排放的方法。目前，煤的燃前脱除微量有害元素的方法很多，例如热解、水热处理可部分脱除煤中的微量元素，但都有局限性。     

The determination of trace metals in mineral waters : Part I. Atomic Absorption Spectrometric Determination of Cd,Co, Cr,Cu, Ni and Pb by Electrothermal Atomization After Concentration by Co-precipitation

Procedures based on flameless atomic absorption spectrometry are described for the determination of Cd, Co, Cr, Cu, Ni and Pb in mineral waters. Because of matrix effects and the inadequate detection limits for direct determinations, the metals are separated from the macrocomponents by precipitation of their tetramethylenedithiocarbamates with iron(III) as collector, or by co-precipitation on Fe(OH)₃. The detection limits are 0.005, 0.3, 0.08. 0.10, 2 and 0.10 μg l^- for Cd, Co, Cr, Cu, Ni and Pb, respectively, and are satisfactory for the determination of these elements in mineral waters. The precision is 2–7%.     

Release and enrichment of 44 elements during coal pyrolysis of Yima coal, China

The coal samples were collected from Yima coal district, China. The pyrolysis experiments were carried out in a simulated bed quartz reactor with a heating rate of 20 °C/min. The 44 elements in raw coal and chars were determined by inductively coupled-plasma mass spectrometry instrument (ICP-MS). The release and enrichment behavior of 44 trace elements during coal pyrolysis of Yima coal was studied.

According to the transformation behaviors, chemical features and thermal features under different pyrolysis temperatures, the 44 elements can be categorized to 4 groups: light elements (Li and Be), nonmetal elements (Se, As, B, etc.), heavy metal elements (including 24 elements, Cu, V, Co, etc.) and rear earth elements (REE) (14 elements). The results showed that (1) the higher pyrolysis temperatures, the higher release ratio and release ratio of REE are very low; (2) the enrichment ratios of the elements in chars increase by the sequence of nonmetal elements < light elements < heavy metal elements < REE. The nonmetal elements, light elements and a few heavy metal elements will be emitted out from coal during coal pyrolysis and they will pollute environment.     

Determination of trace elements by inductively coupled plasma mass spectrometry of biomass and fuel oil reference materials using milligram sample sizes

Most of the analytical techniques used to quantify elements associated with solid samples suffer from high detection limits and cannot be used for trace elements in biomass samples, particularly when only 20 mg are available for analysis. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) can achieve detection limits of parts-per-trillion with liquid sample introduction by solution nebulisation. This technique was therefore tested with two standard biomass reference materials: oriental tobacco leaves and cabbage leaves. Two preparations successfully used on coal standards were used to digest the solid samples: a total digestion method (wet ashing digestion) and a partial leaching (microwave extraction). The concentrations of up to seventeen elements (As, Ba, Be, Cd, Co, Cr, Cu, Ga, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sn, V and Zn) were measured after the two preparations. The accuracy and sensitivity of the measurements improved when the dilution factor decreased from 5000 to 1000 and to 500. Since the proportion of mineral matter in biomass samples is small (5%), the microwave digestion extracted elements that are generally not completely extracted from coal samples (e.g. Sb). However, some trace element concentrations were below the limit of quantification after microwave extraction, even with a reduced dilution factor (As, Se and Mo) and could not be quantified. A fuel oil was also digested. The trace element concentrations were very low (between 28 and 0.1 microgram g(-1)) but acceptable results were obtained by applying a dilution factor of 100. Only six elements in the fuel oil (As, Ba, Co, Ni, Se and V) had certified or indicated values. Factors affecting the accuracy and sensitivity of the analyses are discussed. The reproducibility of analysis of the tobacco leaf standard was checked over a period of nine months by both digestion methods. The wet ashing method gave acceptable reproducibility for Ba, Cd, Co, Cu, Ga, Mn, Mo, Ni, Pb, V and Zn but poor precision for Cr, Se and Sn and showed evidence of residual chloride interference for As. The microwave extraction gave good reproducibility for As, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Mo, Ni and Zn but poor precision for Se and low recoveries for Ga, Mn, Sn and V. In spite of the small quantities of material analysed, it proved possible to determine the trace elements at levels down to 0.1 microgram g(-1) in the reference materials.