准能矸石电厂燃煤产物稀土元素分异规律及矿物特征研究

内蒙古准格尔煤田是煤系金属富集的典型,可以作为新的稀土元素来源,燃煤产物是煤型稀有金属提取冶炼的直接原料.运用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)、X射线衍射分析仪(XRD)、能谱扫描电镜(SEM-EDX)等对内蒙古鄂尔多斯准能矸石电厂流化床燃煤产物进行了分析测试,结果表明:①准能矸石电厂炉前煤稀土元素含量190.42μg/g,与世界煤相比表现为轻度富集,但在燃烧后,在粉煤灰和底灰中发生明显的分异,煤中稀土元素约80％进入粉煤灰,使得粉煤灰中稀土元素含量达到865.37μg/g,换算为稀土元素氧化物(REO)含量约为1081μg/g,参照《稀土矿产地质勘查规范》(DZ/T 0204—2002)规定的稀土元素工业品位要求,具有开发利用价值;②准能矸石电厂燃煤底灰与粉煤灰中的矿物种类基本一致,仅存在含量上的差别.燃煤产物的主要组成矿物包括莫来石、石英、赤铁矿、玻璃体等.其中莫来石含量16.3％～19.8％,非晶质玻璃体含量65.7％～69.1％,粉煤灰矿物中莫来石含量与附近的国华电厂(原准格尔电厂)及其他电厂相比相对较少,而非晶态玻璃体含量较高,可能的原因是其炉前煤(黑岱沟6号煤)中主要矿物高岭土(74.7％)转化为非晶态的偏高岭土所致;③利用扫描电镜对粉煤灰进行了研究,整体看粉煤灰由形状、大小不规则的颗粒组成,主要成分为硅铝矿物,但基本看不到煤粉炉粉煤灰中常见的玻璃微珠,主要原因是样品所采集的流化床炉燃烧温度较低;在粉煤灰中观察到了稀土元素矿物独居石及稀土元素氟氧化合物,独居石矿物可能源于原煤,在煤炭燃烧过程中矿物结构没有发生改变,煤中的氟碳铈矿物可能在燃烧过程中结构发生了改变,形成稀土元素氟氧化合物附着于硅铝矿物边缘,粉煤灰中稀土元素的其他赋存形式可能存在于硅酸盐玻璃相中.