沁水煤田东南部太原组15号煤中氟的赋存状态与富集机理

Fluorine is one of the elements that have a great impact on the environment.In 2015,fluorine emissions caused by coal burning have reached 11,618.73 tons in China.Occurrence and enrichment mechanism of fluorine in coal plays an important role in controlling fluorine emission caused by coal burning.In this subject, the Abnormally enriched fluorine in No.15 coal of the Taiyuan Formation in the southeastern Qinshui coalfield will be taken as the research object,using The Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry(ICP-MS),X ray fluorescence (XRF),X ray diffraction (XRD),Scanning Electron Microscopy equipped with an Energy- Dispersed X-ray spectrometer(SEM-EDX),and Sequential Chemical Extraction(SCE) methods, find out the distribution characteristics and the occurrence of fluorine in coal;The hydrogen and oxygen isotopes,87Sr/86Sr isotopes and the simulated adsorption experiments will be used to analyze the effect of the groundwater activities on the fluorine enrichment in coal under the deep and large faults,and the enrichment mechanism of fluorine in coal will be reveal.

氟是对环境影响较大的元素之一，2015年中国因燃煤造成的氟排放量已经达到11618.73吨。煤中氟的赋存状态与富集机理的研究，对控制燃煤造成的氟排放具有重要作用。本课题将以沁水煤田东南部太原组15号煤中异常富集的氟为研究对象，利用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）、X射线荧光光谱（XRF）、X射线衍射（XRD）、带能谱的扫描电镜（SEM-EDX）和逐级化学提取（SCE）等方法，查明氟在煤中的分布特征和赋存状态；采用地下水氢氧同位素、87Sr/86Sr同位素测试分析和模拟吸附实验等方法，分析深大断裂影响下地下水活动对煤中氟富集的影响，揭示煤中氟的富集机理。

氟是对环境影响较大的元素之一，2015年中国因燃煤造成的氟排放量已经达到11618.73吨。煤中氟的赋存状态与富集机理的研究，对控制燃煤造成的氟排放具有重要作用。本课题以沁水煤田东南部太原组15号煤中异常富集的氟为研究对象，采用扫描电镜、X射线衍射、化学成分分析等手段，分析了研究区15号煤中氟的分布规律、赋存状态和主要来源，探讨了煤中氟的富集机理。研究结果表明：（1）研究区15号煤中氟含量在31-836μg/g之间，均值为205μg/g，在长治、晋城一带形成了高氟煤区（＞300μg/g），氟在夹矸、顶底板中平均含量高于煤中，在垂向上存在煤层下部及夹矸中含量较高，煤层上部含量较低的特点；（2）研究区煤中氟主要赋存于铝硅酸盐中，以黏土矿物等为主要载体；（3）研究区15号煤层下部高氟煤及夹矸中氟主要来源于华北南缘秦岭-大别造山带，其含氟矿物或溶液在流水作用下搬运至研究区，由于沼泽水介质条件的改变，使氟与黏土矿物等结合，在成煤作用下富集于煤层或夹矸之中；而煤层上部氟主要来源于华北克拉通内部，由于成煤时期缺乏高氟陆源碎屑的输入，煤中氟含量较低。课题成果将为区域氟污染控制、煤炭的合理配置利用提供科学依据。