XI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2019
НАХОЖДЕНИЕ ЦЕННЫХ И ТОКСИЧНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В УГЛЯХ САХАЛИНСКОГО УГОЛЬНОГО БАССЕЙНА
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Уголь относится к осадочной породе биогенного происхождения, где в среднем содержится около 12% воды, 32% летучих веществ и от 75 до 95% углерода. В его состав также входят такие неорганические компоненты, как Fe, Al, Si, Mg, Ca, K, Na и различные элементы-примеси. В значительных количествах среди элементов-примесей могут накапливаться как ценные, так и экологически опасные элементы. Это говорит о том, что угольные месторождения могут рассматриваться не только в качестве топлива для энергетики, но также и как источник ценных металлов, в том числе редких и благородных.
Предмет исследования - угли Тихменевского, Первомайского и Хандасинско-Семиреченского месторождений, которые расположены на острове Сахалин. В настоящее время уголедобывающая промышленность на Сахалине активно развивается. В связи с выявлением на территории региона эндогенной золотой и ртутной минерализации, а также наличием на юге острова крупного германиевого месторождения, имеются основания для доизучения угольных месторождений с точки зрения содержания в них попутных ценных и токсичных элементов-примесей.
Цель исследования - изучение геохимии элементов-примесей в углях Тихменевского, Первомайского и Хандасинско-Семиреченского месторождений Сахалинского угольного бассейна.
Всего из угольных пластов и углевмещающих пород с исследуемых участков была отобрана 121 проба, в том числе 79 проб угля и 42 пробы из углевмещающих пород:
- на Тихменевском месторождении в 3 пластопересечениях отобрано 8 проб угля;
- на Первомайском месторождении (участок «Графский») из 3 пластопересечений отобрано 20 проб угля и 12 проб углевмещающих пород.
- на Хандасинско-Семиреченском месторождении Побединской угленосной площади в 8 пластопересечениях отобрана 51 проба угля и 30 проб углевмещающих пород.
Анализ содержания элементов-примесей в углях и углевмещающих породах выполнен инструментальным нейтронно-активационным методом в лаборатории ядерно-геохимических методов исследования ТПУ (исполнитель А.Ф. Судыко), содержание Hg определяли методом беспламенной атомной абсорбции на приборе «РА-915+» с пиролитической приставкой «ПИРО-915» с использованием пакета программ RA915P в отделении геологии ТПУ.
Таблица
Среднее содержание элементов-примесей в углях Сахалинского бассейна, г/т
|
Элементы |
Первомайское |
Хандасинско-Семиреченское |
Тихменевское |
Среднее по бассейну |
Кларк для каменных углей* |
|
Na, % |
0,03 |
0,32 |
0,08 |
0,14 |
н.д. |
|
Са, % |
0,75 |
0,80 |
0,69 |
0,74 |
н.д. |
|
Sc |
10,1 |
12,3 |
8,0 |
10,1 |
3,0 |
|
Cr |
24,6 |
29,6 |
34,9 |
29,7 |
17,0 |
|
Fe, % |
0,62 |
1,25 |
0,71 |
0,86 |
1,0 |
|
Co |
6,5 |
7,9 |
6,4 |
6,93 |
6,0 |
|
Zn |
43,4 |
45,3 |
44,2 |
44,3 |
29,0 |
|
As |
3,3 |
9,9 |
1,9 |
5,03 |
9,0 |
|
Rb |
19,1 |
33,1 |
17,4 |
23,2 |
18,0 |
|
Sr |
491 |
101 |
209 |
267 |
76,0 |
|
Ag |
<0,5 |
<0,5 |
<0,5 |
<0,5 |
0,4 |
|
Sb |
1,1 |
1,1 |
0,23 |
0,81 |
1,0 |
|
Cs |
3,6 |
3,0 |
2,8 |
3,13 |
1,1 |
|
Ba |
354 |
320 |
263 |
312,3 |
130 |
|
Br |
5,9 |
<0,99 |
0,98 |
2,3 |
6,0 |
|
La |
9,3 |
14,7 |
7,5 |
10,5 |
11,0 |
|
Ce |
20,4 |
32,2 |
19,9 |
24,16 |
23,0 |
|
Nd |
8,7 |
14,9 |
8,9 |
10,8 |
12,0 |
|
Sm |
2,06 |
3,52 |
1,95 |
2,51 |
2,2 |
|
Eu |
0,47 |
0,83 |
0,52 |
0,6 |
0,43 |
|
Tb |
0,37 |
0,65 |
0,31 |
0,44 |
0,31 |
|
Yb |
1,32 |
2,44 |
1,22 |
1,66 |
1,0 |
|
Lu |
0,17 |
0,37 |
0,18 |
0,24 |
0,20 |
|
Au |
<0,002 |
<0,002 |
<0,002 |
<0,002 |
0,0044 |
|
Hf |
1,9 |
2,9 |
1,3 |
2,03 |
1,2 |
|
Ta |
0,23 |
0,33 |
0,15 |
0,23 |
0,30 |
|
Hg |
0,053 |
0,066 |
0,107 |
0,07 |
0,10 |
|
Th |
4,1 |
4,5 |
2,5 |
3,7 |
3,2 |
|
U |
0,85 |
1,4 |
0,45 |
0,9 |
1,9 |
Примечание: н.д. – нет данных, * - по [3]
Анализируя данные, можно сделать вывод, что для Сахалинского бассейна помимо наличия здесь германиевого оруденения характерно повышенное содержание скандия, как и было ранее отмечено о возможной скандиеносности [2]. Это заставляет задуматься над необходимостью количественной оценки ресурсов скандия и, возможно, организацией извлечения этого элемента, так как он является одним из наиболее перспективных попутных элементов для рентабельного извлечения из углей. Также в углях наблюдается повышенное содержание бария, гафния, хрома и стронция, содержание которых выше кларка, установленного для каменных углей. В Хандасинско-Семиреченском месторождении отмечены также повышенные содержания лантаноидов, Hf, Ta. Аномальное содержание золота в углях месторождений не установлено. Распределение ртути на месторождениях Сахалинского угольного бассейна крайне неравномерно. В результате проведенных исследований было установлено, что среднее содержание ртути для месторождений близко к кларку, что говорит о безопасности углей данных месторождений по этому параметру.
Литература
Подолян В.И. Угольная база России. Том V. Книга 2. Угольные бассейны и месторождения Дальнего Востока России (Республика Саха, СевероВосток, о. Сахалин, п-ов Камчатка) / Подолян В.И., Елисафенко Т.Н., Пензин Ю.П. – М.: Геоинформмарк, Геоинформ, 1999. – 638 c.
Arbuzov S.I., Volostnov A.V., Mezhibor A.M., Rybalko V.I., Ilenok S.S. Scandium (Sc) geochemistry of coals (Siberia, Russian Far East, Mongolia, Kazakhstan, and Iran) // Int. J. Coal Geol. – 2014- Vol. 125 – P. 22–35
Ketris M.P., Yudovich Ya.E. Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals // Int. J. Coal Geol. – 2009. – V. 78. – P. 135 – 148.