相关矿区煤中微量元素含量统计结果见表3-9,具有如下分布特点:
表3-9 其他矿区煤中元素含量与相关范围平均含量的比较 (wB/10-6)
续表
注:中国、世界煤据赵峰华(1997),*元素据赵继尧等(2002),地壳丰度据刘英俊等(1984)。
首先,与中国和世界煤中元素平均含量相比,里兰煤中La,Yb,Lu,U,As,Sb,K,Se,Sc,Cr,Fe以及肥城煤中Sm,Eu,Tb,Yb,Lu,Br等明显偏高;里兰煤中Th,Ta,Co,Br以及肥城煤中As,Sb,Na,Ba,Se,Rb,Sc,Cr,Co,Zn等明显偏低;里兰煤的Ce,Nd,Sm,Eu,Tb,Na和肥城煤的La,Ce,Nd,U,K,Fe等元素的平均含量高于世界煤而低于中国煤的平均含量;而里兰煤中Ba和Rb的平均含量低于世界煤而高于中国煤的平均含量。
第二,与地壳中元素平均含量相比,平均含量明显偏高的有里兰煤的 La,Ce,U,As,Sb,Se,Co,W,Ga,Mo以及肥城煤中Eu,Tb,Lu,U,As,Sb,Se,Br,Mo;平均含量明显偏低的有里兰煤的 Nd,Sm,Eu,Tb,Yb,Lu,Na,K,Ba,Rb,Th,Cr,Hf,Cs,Sc,Fe,Ta,Br和肥城煤的La,Ce,Nd,Sm,Yb,Na,K,Ba,Rb,Th,Cr,Hf,Cs,Sc,Fe,Zn,Ta,Co,W,Ga。
第三,对比顶板和底板可知,里兰矿顶板高、底板低的元素有Tb,Yb,Lu,As,K,Rb,Cr,Hf,Cs,Sc,Fe,Ta,Co,Br,W,Ga,Mo,而顶板低、底板高的元素有 La,Ce,Nd,Sm,Eu,U,Sb,Na,Ba,Se,Th,其中La,Ce,Nd,U,Cr的含量在夹矸中最低,As,Sb,K,Sc,Fe在夹矸中含量最高;杨庄矿顶板高、底板低的元素有U和Br,顶板低、底板高的元素有 La,Ce,Nd,Sm,Eu,Tb,Yb,Lu,As,Sb,Na,K,Ba,Se,Th,Cr,Hf,Cs,Sc,Fe,Co,W,Mo。
采用Valkovic(1983)提出的富集系数(EF)计算公式,计算了里兰煤与肥城煤中As等29种元素的富集系数(表3-9),以及他们的频率分布(图3-17)。本书以EF≥5作为元素富集的界限,以EF≤0.50作为元素分散的界限。发现里兰与肥城煤中As等29种元素的分散与富集的特征如下:
图3-17 元素富集系数频率分布图
里兰矿有6.9%(2种)的元素富集系数≤0.5,17.24%(5种)的元素富集系数大于5.0,即5种元素在煤中明显富集,分别为As,U,Mo,Se和Sb,富集系数分别是:51.48,57.92,132.48,586.10,620.50;17.24%(5种)的元素富集系数介于 0.5~1 之间,34.48%(10种)的元素富集系数介于1~2之间,其他7种元素的富集系数介于2~4之间。肥城矿元素富集系数≤0.5的为13.79%(4种),多于里兰矿,富集系数大于5.0的元素达37.93%(11种),明显多于里兰矿,这11种明显富集的元素为Sm,Eu,Tb,Yb,Lu,U,As,Sb,Se,Br及Mo,富集系数分别为:9.77,9.47,13.95,6.98,19.74,13.22,8.19,22.16,261.1,77.07,46.15,其他12种元素的富集系数介于0.5~5之间。
从煤中微量元素含量看,里兰矿富As,U,Mo,Se和Sb,少部分(6.9%)元素在煤中呈分散状态,多数元素在煤中的含量处于正常水平;肥城矿富 Sm,Eu,Tb,Yb,Lu,U,As,Sb,Se,Br及Mo,少部分(13.79%)元素在煤中呈分散状态,其他元素含量处于正常水平。美国《毒害性化学品手册》列出的毒害性元素有:As,Se,U,Mo,Sb,Br,Be,B,Co,Cd,Cl,Cu,F,Hf,In,Pb,Mn,Hg,Ni,Ag,Sn,V,Zn,Ba,Th,Tl,Y,P,Zr共29种。可见两个矿区明显富集毒害性元素(Sm,Eu,Tb,Yb,Lu为稀土元素)。As,Sb为致癌元素,U为放射性元素,Se为有毒元素,Br具有腐蚀性,这几种元素在两矿区容易造成环境污染。煤中潜在毒害元素引起的生物中毒和环境污染在全世界许多国家都已发生过,如北卡罗来纳州和得克萨斯州,燃煤所产生的硒曾造成大范围鱼类死亡;中国湖北恩施高Se地区由于居民广泛用含Se量极高的石煤作燃料,发生人畜Se中毒现象;前捷克斯洛伐克燃煤电厂排放的As已造成附近儿童骨骼生长延缓,中国贵州地区由于高As煤的使用,已经造成3000多例砷中毒事件。因此从环境保护的观点看,对两矿区煤的利用应进行深入研究并对其燃烧所造成的环境污染予以足够的重视。