【背景】煤炭是中国最主要的一次能源，其组成复杂，包括有机的煤基质和无机的矿物质，其中，有机部分是能源的载体，而无机部分则是诸多问题的来源。

 

　　计算机控制扫描电镜分析技术(computercontrolled scanning electron microscopy,CCSEM)是一种新型的矿物分析技术，它通过对煤中大量的矿物颗粒进行拍照和成分分析，记录颗粒的形状、位置和元素组成等信息，然后利用相应的数据处理软件进行统计分析，可同时获得煤中矿物的种类组成、空间分布、粒径分布和元素在矿物中的分布等特性，从而弥补了传统分析技术的不足。目前，该技术已在国外得到越来越广泛的应用，被认为是一项很有前景的分析技术。华中科技大学煤燃烧国家重点实验室于敦喜等首次将CCSEM分析技术引入国内，对部分煤种进行矿物分析，并研究了相应的矿物转化过程，取得了一定成果。

 

　　姚洪教授研究团队本次研究的创新点为利用CCSEM系统对6种中国典型的动力煤(霍林河煤、神华煤、平顶山A煤、平顶山B煤、大同煤、合山煤)进行矿物分析，分别获得其矿物组成、空间分布、粒径大小、元素在矿物中的分布等特性信息，并根据矿物类型进行分类整理，以期为煤研究领域的各位同行提供一定参考。

 

　　研究人员首先按照标准将CCSEM分析获得的33种矿物归为氧化物等6类矿物。下表为矿物分类。

 

 

　　下图为6种煤中主要矿物的组成及空间分布情况。CCSEM系统定义的33种矿物中，有16种矿物在6种煤中质量含量均低于2%，故在图中未予以显示。由图可知，黏土矿物类的高岭石，K-Al硅酸盐和难识别矿物，氧化物矿物类的石英和铁氧化物，碳酸盐矿物类的方解石和铁白云石，硫化物矿物类的黄铁矿，硫酸盐矿物类的石膏等是煤中主要的矿物种类。黏土矿物在所分析煤种中的平均含量最高，占总矿物的69.3%，其余依次为氧化物的17.2%、碳酸盐的6.9%、硫化物的4.7%、硫酸盐的1.2%以及其他矿物的0.7%。

 

 

　　本次研究发现：对于所分析的6种煤，氧化物在低阶煤中含量较高，黏土矿物是高阶煤中的主要矿物，碳酸盐和硫化物在特定煤种中含量较高，硫酸盐和其他矿物含量普遍较低；矿物平均含量由高到低依次为黏土矿物、氧化物、碳酸盐、硫化物、硫酸盐和其他矿物；煤中矿物以外在分布为主，外在矿物质量占总矿物的76.3%;外在矿物粒径明显大于内在矿物；矿物平均粒径由大到小依次为氧化物、碳酸盐、黏土矿物、硫化物、硫酸盐和其他矿物；Si和Al元素主要集中于黏土矿物中，Ca，Fe和S元素分布相对分散。

 

来源：《煤炭学报》

引用格式：张平安，袁静，温昶，等.6种中国典型动力煤矿物特性的CCSEM分析[J].煤炭学报,2016,41(9):2326-2331.（转载请标明出处）