贵州煤中氟的分布及赋存规律研究

贵州煤中氟的分布及赋存规律研究

钟方军，罗兴发

【摘 要】摘 要:基于燃煤型大气氟污染的危害性及燃煤氟污染控制研究中存在的问题，结合贵州煤中氟含量分布特征以及六盘水、遵义等勘探区域的煤矿煤层样品与其对应煤矸石中氟的测定结果对比分析，对煤的变质程度与氟的关系、煤中氟与灰分的关系、煤中氟与碱金属的关系、煤中氟与氯等其它有害元素的关系等进行相关研究，探寻贵州煤中氟的赋存形态及其赋存规律，指出贵州省煤含氟量主要分布在50 μg/g～180 μg/g(平均含氟量135.6 μg/g)，贵州煤中氟主要以无机矿物形态赋存于煤中。 【期刊名称】煤质技术 【年(卷),期】2017(000)003 【总页数】5

【关键词】关键词:煤中氟；赋存规律；分布特征；赋存形态；无机矿物形态；氟污染

0 前 言

我国大气污染主要以煤烟型污染特征为主，燃煤性氟污染是我国最大的氟污染源。煤在燃烧时氟化物发生分解，以HF、SiF4、CF4等气态污染物形式挥发和排放[1]。燃煤所造成的大气污染是人类共同面临的难题，煤燃烧是大气氟污染的最大潜在污染源[2]，是危害动、植物最为严重的一种污染方式。中科院最新研究表明，造成中国雾霾的主要来源有6个:土壤尘、燃煤、生物质燃烧、汽车尾气与垃圾焚烧、工业污染，其中燃煤贡献率为18%，故燃煤型大气污染是当前雾霾的三大主要污染来源之一。燃煤污染型地方性氟中毒是我国特有的危害

严重的地方病[3]，燃煤型氟中毒严重威胁着人类健康，轻者患氟斑牙、氟骨症，甚至丧失劳动能力、生活不能自理，因病致贫、因贫致病的恶性循环严重阻碍了病区经济的发展和国家战略目标的实施[4]。在如此特定的环境下，要解决和控制燃煤型大气氟污染，首先应确认煤中氟的含量与赋存形态的规律。以下结合国内煤中氟的相关研究[5-13]，对六盘水、遵义等勘探区域煤矿的煤层样品与其对应煤矸石中氟的测定结果进行对比分析，以探讨贵州煤中氟的分布及赋存规律。

1 贵州煤中氟含量分布

1.1 样品采集制备

样品采自贵州主产煤区:六盘水、遵义、毕节、赫章、安顺、黔东南、贵阳。此次检测样品数量多达一千余件，覆盖贵州省主要产煤区和主要含煤地层，含有稳定可采煤层1～17层。为了得到更为详实的数据，取样范围覆盖贵州省90%以上产煤区，煤种涵盖烟煤、无烟煤、贫瘦煤、焦煤、气肥煤等，样品均有专业人员制备和检测，能反映贵州省煤中氟含量与分布的大致情况。 1.2 煤中氟含量测定

贵州省是中国燃煤型氟中毒最为严重的省份，其中以织金、毕节、大方、威宁县尤为严重[5]，尤其某些二叠纪煤系地层和寒武-奥陶煤系地层，有的煤氟含量可高达1 000 μg/g～3 000 μg/g。

经高温水解法测定，贵州省主要产煤区氟含量范围在50 μg/g～180 μg/g，各地区煤中氟有高有低，贵州省煤中氟含量分布如图1所示。平均煤氟含量为135.6 μg/g，由此可看出贵州煤中总体氟含量并不高，其中贵阳、安顺、黔西煤中氟含量最高，范围分别为54 μg/g～672 μg/g、47 μg/g～542 μg/g、

43 μg/g～754 μg/g，平均值为245 μg/g、202.5 μg/g、147.8 μg/g，平均高于其它地区。织金、遵义、黔东南、毕节地区的煤氟含量也较高，平均值分别为143.4 μg/g、134.4 μg/g、140.5 μg/g、113.9 μg/g。其余六盘水、兴义、纳雍、赫章等地区煤氟含量较低；煤氟平均值最低的为赫章地区,其值84.4 μg/g；燃煤型氟中毒最严重的织金地区，其煤氟含量的平均值为143.4 μg/g,约高于全省平均水平。由对所有样品测定值的氟含量统计分析可知，高氟煤占比较小，与大多数研究结果相一致，即无哪一个地区呈现含氟量特别高或特别低的情况。

1.3 煤矸石中氟含量测定

分别选取六盘水、遵义、金沙、织金、赫章、安顺、兴仁、都匀、贵阳等地勘探区域煤矿煤层样品和与其对应煤层顶底板或夹石作为测定对象，对所取9件样品进行含氟量测定，每个样品测定3次，以3次连续测定结果不超出国标误差允许范围为准。测量结果如图2所示。

从图2可看出，煤矸石中氟含量均高于煤炭，六盘水、遵义、织金、赫章、都匀、贵阳煤矸石中氟含量较同煤层煤样高出一倍以上，特别是六盘水矸石氟含量是其煤层煤样的5倍以上，仅有安顺、兴仁地区煤层煤样与矸石中氟含量测定值相差最小，氟含量基本相等。另外，从数据还可看出，煤层煤样氟含量高低与矸石中氟含量无直接关系。由此，不难看出贵州煤中氟主要赋存在煤层顶底板和夹矸等矿石中；氟与无机矿物质间的亲和特性较好，主要以无机形态储存在岩石中，在有机质较多的煤样中含量相对较少。由此说明，氟含量随着无机矿物的增加而增加，进一步证实了煤中氟化物主要以无机物的形式存在。

2 煤中氟的赋存规律实验研究