煤炭洗选过程中砷的迁移与富集规律

解维伟周玲妹郑浩

中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京 100083

煤炭在生产利用过程中造成的大气污染是全人类共同面临的难题,其中的常量元素(N、S)化合物所带来的环境问题已经受到高度重视。重金属元素(As、Cd、Hg、Pb、Cr)虽然在煤中的含量微小(0.01～1 000 μg/g),但在特殊的地质环境条件下可以在煤中富集,伴随煤炭的燃烧、加工利用过程中释放出来,从而对环境和人类健康造成危害[2-4]。砷元素是煤中的主要有害元素之一。煤炭开发与利用过程中释放的砷,是大气中砷污染的主要来源。作为一种具有积累性的元素,砷可以通过呼吸道甚至皮肤累积等途径危害人体,破坏人体正常机能和代谢系统,甚至引发皮肤癌[5-10]。煤炭洗选是一种成熟的煤炭加工技术,主要目的是在燃烧前脱去原煤中的矿物而降低煤本身灰分和硫分,得到低灰低硫的精煤产品[11],进而为燃烧、焦化、气化等后续生产提供合格用煤。研究表明,煤中的重金属元素与煤的灰分具有很强的相关性[12]。通过煤炭洗选,在除去煤中大部分的灰分与硫分的同时,也可以达到脱除或降低煤中重金属的目的。

近年来,随着人们环保意识的提高,煤中有害微量元素对环境及健康危害的问题凸显,煤中重金属元素在煤炭洗选过程中的迁移与富集也得到了世界各国学者的广泛关注。研究表明,通过煤炭洗选可以脱除煤中50%～70% 的砷、50% 以下的铅、75% 以下的镉以及26%～50% 的铬[13-15]。王文峰等[16]通过SEM-EDX 研究安太堡煤时发现,煤炭洗选可以将煤中大部分的有害微量元素加以脱除,脱除效果主要受到煤中重金属元素的赋存方式、煤粒径大小的影响。秦勇等[17]对太西原煤中的铬和砷等元素进行了定量分析,结果显示元素在煤中的赋存形态对其在洗选过程中的迁移与富集影响显著,以矿物结合态为主的砷大部分能被脱除,而有机结合态存在的铬脱除效果较差。Luttrell 等[18]通过浮沉与浮选相结合的方法对伊利诺伊煤进行处理后,煤中汞、砷、铬和铅元素的脱除率达到46.7%～80.0%,同时发现重金属元素的矿物结合态会影响元素在洗选过程中的迁移与富集。Duan等[19]研究了不同粒径对煤中汞、砷和铬分布的影响,结果表明,3～6 mm 和0.5～3 mm 粒径范围内重金属元素的含量,明显低于其他粒径的。部分学者结合实际生产,专门对选煤厂不同生产工段进行取样分析。Wang 等[20]发现,精煤中重金属在小粒度中的富集程度普遍高于大粒度中的。张博[21]通过浮选方法探究我国典型煤中砷的迁移与富集效果,所选煤样中砷的平均脱除率可达61.1%。很多学者在筛分、浮沉和浮选过程中对硫含量和灰分的变化进行了系统地探究,获得了硫含量和灰分的迁移、脱除规律[22-29],但关于重金属元素在煤炭洗选过程中的迁移和富集规律的研究目前还不够充分,特别是与赋存形式相联系的研究更少。

本文首先研究了重金属元素砷在原煤中的赋存形式,然后分析了重金属元素在浮沉、浮选试验过程中的迁移行为,最后结合赋存形式探究重金属元素在洗选过程中的迁移机理。研究结果可指导煤炭洗选工艺的确定,同时为我国煤炭加工利用中节能减排新技术的开发和环境保护提供参考。

1 试验样品及方法

1.1 试验样品

试验中所选样品为内蒙古的低灰高硫煤(LAHS)和高灰低硫煤(HALS)。试验前,原煤经机械破碎和磨矿,被破碎至2 mm 以下,并在真空干燥箱中烘干(105 ℃)24 h 备用。煤样的工业分析和元素分析按照《GB/T 212—2008 煤的工业分析方法》和《GB/T 476—2001 煤的元素分析方法》进行测定(表1)。

表1 低灰高硫煤与高灰低硫煤的工业分析与元素分析Table 1 Proximate analysis and ultimate analysis of LAHS and HALS samples %

1.2 重金属赋存形式

两种煤样的灰分与硫含量差异较大,因此需要对重金属在煤中的赋存方式进行研究,这里选取逐级化学提取法研究煤中重金属元素砷赋存方式(表2)。逐级化学提取法利用矿物质在不同溶液中溶解性的不同,将原煤特定矿物质中含有的重金属元素溶于指定的提取液中,得到可交换态、碳酸盐结合态、铁锰氧化物结合态、有机质结合态和残渣态。通过对提取液中砷元素含量的测定(ICP-MS),可以定量地研究砷元素与指定矿物质之间的赋存关系。

表2 逐级化学提取方法Table 2 Sequential chemical extraction procedure

1.3 X 射线荧光分析

将所选煤样进行灰化后使用X 射线荧光光谱仪分析煤灰的成分,选配铑靶为管靶,电压和电流参数分别为60 kV、150 mA。样品中煤灰成分见表3。

表3 煤样煤灰成分Table 3 Ash composition of coal samples %

1.4 X 射线衍射分析

采用X 射线衍射仪对内蒙古的低灰高硫煤和高灰低硫煤中无机矿物进行分析。分析测试步幅为0.01°,扫描速度为5 °/min,扫描范围5°～90°。经Jade 6.5 软件进行分析,分析结果如图1所示。

图1 低灰高硫煤和高灰低硫煤的XRD 谱Fig.1 X-ray diffraction (XRD) patterns of LAHS and HALS coal samples

1.5 扫描电镜能谱分析

为进一步确定煤中矿物的种类与分布方式,通过扫描电镜结合能谱(SEM-EDS)进行面扫,结果如图2所示。

图2 煤样SEM-EDS 图谱Fig.2 SEM-EDS map of coal samples

1.6 红外光谱分析

傅里叶红外光谱(FT-IR)是测定煤体结构和官能团的主要分析手段之一。试验采用美国尼高力公司生产的iS10 FT-IR spectrometer,测试具体条件为:波数400～4 000 cm-1,光谱仪分辨率4 cm-1,信噪比50 000 ∶1,扫描64 次。分析结果如图3所示。

图3 低灰高硫煤和高灰低硫煤的红外光谱Fig.3 FTIR spectrums of LAHS and HALS coal samples

1.7 接触角测试

通过JY-PHa 接触角测量仪对煤样进行接触角测量。对两种煤分别进行接触角测试,每组做3 个平行样。根据椭圆分析法得出,低灰高硫煤接触角为97.28°,高灰低硫煤接触角为44.9°,如图4所示。

图4 煤样接触角Fig.4 Contact angle of coal sample

1.8 重金属元素的测定

固体样品(煤及半焦)首先由美国CEM 公司生产的微波消解仪进行消解,然后采用美国Perkinelmer 公司生产的电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测得其中砷元素的含量。试验过程中用的化学试剂均为优级纯,水是超纯水,所用的玻璃与石英器材均在1 ∶1 的HNO3溶液中浸泡过夜。试验采用平行样品进行测定,以确保数据的准确性。内蒙古低灰高硫煤和高灰低硫煤中重金属元素砷的含量分别为3.21 μg/g、57.37 μg/g,相差较大。

1.9 浮沉试验

浮沉试验又称重液分析,指的是用相对密度不同的重液或重悬浮液将试验样品分成各种相对密度产品的方法。由于试验过程中发现粒径会对重金属元素的富集与迁移产生影响,因此浮沉试验分为大浮沉试验与小浮沉试验,分别对应粒径0.5 mm 以上和粒径0.5 mm 以下的煤样。

浮沉试验按国家标准《GB 478—1987 煤炭浮沉试验方法》进行。具体步骤如下:

(1) 大浮沉试验。取一定质量的氯化锌溶于去离子水中,制成密度分别为1.30 g/cm3、1.40 g/cm3、1.50 g/cm3、1.60 g/cm3、1.80 g/cm3的重液,将筛分出的粒度大于0.5 mm 的煤由1.30 g/cm3的重液开始,由低密度向高密度进行浮沉。

(2) 小浮沉试验。先将粒径0.5 mm 以下的煤样进行缩分,选取200 g 煤样分成4 份,将每份50 g 待浮沉煤样和配好的重液200 mL 装入每个离心管内,利用离心机将不同密度级的煤样选出。离心机转速3 000 r/min,每次离心时间5 min。将离心操作后的上层清液经过布氏漏斗抽滤,得到轻密度的煤样,用去离子水冲洗后烘干并称重。然后按照由轻到重的顺序将下一个密度的重液倒入离心管。每个离心管仍装入200 mL 重液,继续重复上述步骤直至将所有煤样按照密度要求全部浮沉完毕。

大、小浮沉的产物洗去重液烘干后称重,从中取出化验煤样,进行相关试验测定。

1.10 浮选试验

先将低灰高硫煤样和高灰低硫煤样经过颚式破碎机破碎至2 mm 以下,用球磨机球磨30 min 后进行筛分。筛后粒径大于0.5 mm 部分再次投入球磨机,重复上述步骤,直至原煤煤样全部破碎至0.5 mm 以下。浮选过程的药剂选用柴油和仲辛醇,柴油作为捕收剂,仲辛醇作为起泡剂。根据《GB/T 30046—2013 煤粉(泥)浮选试验》规定的条件,选用矿浆浓度(100±1) g/L,矿浆温度为(20±10) ℃,浮选机叶轮直径60 mm,浮选机叶轮转速1 800 r/min,充气量0.25 m3/(m2·min),起泡剂仲辛醇浓度100 g/t,捕收剂用量分别为500 g/t、700 g/t、1 000 g/t、1 500 g/t、2 000 g/t 进行试验,探究浮选过程中重金属元素的迁移和富集规律。

2 结果与讨论

2.1 煤质特性分析

由表1可以看出,低灰高硫煤和高灰低硫煤的灰分差距较大,分别是17.69% 和37.11%,差值近20 个百分点;氧含量与硫含量均存在较大差别,其中硫含量分别为3.71% 和0.41%。由于重金属元素的亲硫特性,硫含量的差异可能对重金属的迁移与富集有一定的影响。

由表3可以看出,两种煤的煤灰主要成分有着较大的差异。两种煤灰中的二氧化硅和氧化铝含量均较高,其中二氧化硅含量高灰低硫煤比低灰高硫煤高19.45 个百分点,而氧化铝的含量则低12.84 个百分点。此外,低灰高硫煤灰中的三氧化硫高于高灰低硫煤,表明所选高硫煤中的硫很大一部分是以矿物结合态形式存在的无机硫;低灰高硫煤灰中的氧化钙、氧化镁和二氧化钛以及三氧化二铁的含量均要高于高灰低硫煤,而高灰低硫煤灰中的氧化钾和氧化钠要高于低灰高硫煤,尤其是氧化钾含量差异显著,进一步显示出两种煤中的矿物种类和含量存在着较大的差别,很可能对重金属的赋存状态以及迁移与富集行为有着一定的影响。

由图1可知,XRD 分析显示低灰高硫煤中主要矿物质有黄铁矿、石英和高岭石;高灰低硫煤中主要矿物质包括石英、硅铝酸盐类矿物和方解石。结合X 射线荧光分析结果,可以断定高灰煤中的石英含量较高,而低灰煤中的硅铝酸盐类矿物含量较多。

由图2可知,两种煤的SEM-EDS 结果存在较大差异。尽管两种煤中硫的分布均较为分散,但对比高硫煤中硫与氧的分布密度可以判断低灰高硫煤中的无机硫与硫酸盐无关。结合XRF 和XRD分析的结果可知,高硫煤中的无机硫主要以二硫化物及单硫化物形式存在,且硫的主要矿物载体(如黄铁矿等)以较细的颗粒分散于煤样中;而对比低灰高硫煤和高灰低硫煤中硅元素与铝元素的分布发现,在两种煤中的分布有明显的聚集,这表明相较于黄铁矿而言,硅铝酸盐、石英等矿物易于通过煤的燃烧前处理进行分离和剔除。

由图3可知,低灰高硫煤在1 162 cm-1处的C—O 振动、798.08 cm-1处与775.74 cm-1处的芳香C—H 伸缩振动、420 cm-1处的FeS2吸收峰均清晰可见,且强度高于高灰低硫煤,这表明低灰煤的芳构化程度较高灰煤要强,同时煤中含有FeS2,表明煤中的无机硫主要赋存于黄铁矿中,这也与XRD 分析的结果相一致。而高灰低硫煤在1 731.55 cm-1处的羧基C ═O 伸缩振动、1 244.2 cm-1处的—C ═O 与—O—伸缩振动、1 015.73cm-1处的矿物质吸收峰和750.33 cm-1处的石英对称伸缩振动吸收峰较低灰高硫煤均更为明显,表明高灰煤中的有机质含有较多亲水性的氧官能团,而矿物中含有较多石英,这也与前述XRD 分析的结果相一致。

由图4可知,低灰高硫煤接触角明显高于高灰低硫煤,低灰高硫煤较高灰低硫煤可浮性更强。结合元素分析的结果,可知高灰煤中的含氧官能团主要是亲水性官能团,这也与红外光谱分析的结果相一致。

2.2 砷在煤中的赋存形式

2.2.1 矿物的提取率

图5为所选内蒙低灰高硫煤与高灰低硫煤经过酸逐级提取后的各矿物抽提率。在低灰高硫煤和高灰低硫煤中,矿物质组成基本规律一致,即硅铝酸盐(含石英)类矿物含量最多,二硫化物次之,磷酸盐、单硫化物、氧化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物占比最少。不同的是,低灰高硫煤中,硅铝酸盐的占比达52.05%,而二硫化物类矿物占比与其十分接近,达到45.30%。

图5 低灰高硫煤和高灰低硫煤的矿物的提取率Fig.5 Leaching ratios of minerals of LAHS and HALS coal

结合XRD 可以确定,低灰高硫煤中的二硫化物主要富集于黄铁矿中;煤中磷酸盐、单硫化物、氧化物、硫酸盐和碳酸盐类矿物含量很少,仅占矿物总含量的2.64%。对于高灰低硫煤而言,硅铝酸盐(含石英)类矿物所占比例极高,达到83.78% ;而其他两大类矿物在矿物中的含量较低且相近,分别为7.44% 和8.78%。

2.2.2 砷的赋存形态

图6为低灰高硫煤与高灰低硫煤中砷的赋存状态。对比发现,两种煤中砷的赋存差异主要体现在:低灰煤中,以磷酸盐、单硫化物、氧化物、硫酸盐和碳酸盐结合态存在的砷含量最低,为2.77%,而高灰煤中占比为25.80%。此外,两种煤中以硅铝酸盐结合态存在的砷占比均为最高,高灰煤与低灰煤中分别为58.30% 和85.80%。由矿物提取结果可知,两种煤中的硅铝酸盐种类并不相同,高灰低硫煤的主要矿物为石英,而低灰高硫煤中的主要矿物为硅铝酸盐,这势必造成砷在不同煤炭洗选过程中的富集与迁移规律的差别。对于二硫化物态的砷,可以发现低硫煤中二硫化物的砷反而比高硫煤中的高,而高灰低硫煤中黄铁矿含量又较少,可以推测砷在这两种煤中与黄铁矿伴生的砷不多,这与文献中所述的黄铁矿为砷的主要载体的说法不一致。此外,两种煤中都含有少量的有机砷,均在10% 以下。

图6 低灰高硫煤和高灰低硫煤的砷的提取率Fig.6 Leaching ratios of As of LAHS and HALS Coal

2.3 浮沉结果分析

2.3.1 各密度级产率

由图7可知,低灰高硫煤产率最高的部分,集中在小于1.3 g/cm3和1.3～1.4 g/cm3的2 个低密度级;而高灰低硫煤产率最高的部分,集中在大于1.8 g/cm3的高密度级。这表明,低灰高硫煤中有机质较多,而高灰低硫煤中的矿物成分较多,这也与两种煤的工业分析结果相吻合。对比大浮沉和小浮沉的产率结果发现,高灰低硫煤的小浮沉和大浮沉各个密度级的产率变化趋势一致;而对于低灰高硫煤,其0.5 mm 以下的煤样含1.3～1.4 g/cm3密度级的煤样占比最大,达到45.98%,而0.5 mm以上的低灰高硫煤占比最大的部分则是小于1.3 g/cm3的密度级部分,占比38.68%。这可能是由于随着低硫煤中有机质成分较多,随着粒度的减小,煤中有机质和矿物质解离造成的。

图7 浮沉试验中煤的产率Fig.7 Clean coal yield of float-and-sink tests

2.3.2 各密度级灰分

如图8所示,低灰高硫煤和高灰低硫煤中各密度级的灰分随着密度的增大而增大,可以看出煤中有机质主要富集于低密度级产物,而矿物质集中于高密度级产物。

图8 浮沉试验中煤的灰分Fig.8 Ash content of float and sink tests

统计大浮沉和小浮沉各密度级灰分的结果,汇总出了各密度级煤样的灰分区间(表4)。对比发现,大浮沉试验所得产物灰分区间要大于同一密度级的小浮沉产物,可以断定这是由于随着粒度的减小,煤中矿石和煤中有机质解离程度增大。而有机质的密度较矿石要轻,经过进一步解离,产物中煤有机成分相对较多,进而富集在较低的密度级中,造成了小粒径煤中的灰分较同一密度级大粒径煤要低。

表4 密度-灰分分布区间Table 4 Summary of density and ash content

2.3.3 各密度级硫含量

由图9(a)可以看出,低灰高硫煤中的硫在最低密度级和最高密度级都有富集。由前述分析可以确定,低灰高硫煤中在矿物质中富集较多,以黄铁矿为主,并且既有无机形态的硫,又有有机形态的硫;而高灰煤中硫含量随着密度的增大而逐渐减少,可以推测高灰低硫煤中的硫以有机态为主。由图9(b)发现,低灰煤小浮沉产物中高密度级硫含量降低,这是因为当煤的粒度减小到一定程度时,破坏了含硫矿物的结构所导致的。

图9 浮沉试验中煤的硫含量Fig.9 Sulfur content of coal in float and sink tests

2.4 煤中砷在浮沉过程中的迁移与富集规律

图10与图11分别是为大浮沉与小浮沉过程中,两种煤中砷含量与硫含量随浮沉密度级增加的变化趋势。总体来看,高灰低硫煤与低灰高硫煤中砷的迁移与富集规律呈现相反的情况。低灰高硫煤中的砷主要集中在密度较大、矿物质含量较高的部分,在大浮沉与小浮沉中均呈现由低密度向高密度富集的迁移倾向,说明砷主要与矿物质伴生。而高灰低硫煤则完全相反,砷主要富集在密度较低、有机质含量较高的部分,且与硫的富集与迁移情况具有一致性,说明高灰低硫煤中砷富集在有机质中,且与有机硫具有亲和性。尽管赋存试验表明两种煤中以有机结合态存在的砷含量均较低,但由于原有高灰煤中有机质含量就很低,经过浮沉分离后使得有机结合态的砷富集在有机质中,造成了低密度浮沉产物中的砷含量相对较高。

图10 大浮沉试验中硫与砷含量关系Fig.10 The relationship between sulfur and arsenic content in large float and sink tests

图11 小浮沉试验煤中硫与砷含量关系Fig.11 The relationship between sulfur and arsenic content in small float and sink tests

此外,低灰高硫煤在大浮沉过程中大于1.8 g/cm3的粒度区间砷含量有所降低,而小浮沉未出现此现象,可能是由于大浮沉中煤样粒度较大,部分颗粒较细的含砷矿物夹杂在1.6～1.8 g/cm3的分离产物中所致。

2.5 砷在浮选中的迁移

2.5.1 浮选结果分析

低灰高硫煤和高灰低硫煤的精煤产率如图12所示。可以发现,两种煤的精煤产率均随捕收剂用量变化较大。低灰高硫煤的产率在捕收剂用量达1 500 g/t 以前不断增大,但在高于1 500 g/t 后产率有所降低。高灰低硫煤在捕收剂用量达1 000 g/t 以前,精煤产率不断增大,且500～700 g/t 区间增大速度比低灰高硫煤大;而在捕收剂用量高于1 000 g/t 后,精煤产率上下浮动变化不大。

图12 低灰高硫煤和高灰低硫煤浮选精煤产率Fig.12 Clean coal yield of LAHS and HALS coal samples flotation

低灰高硫煤和高灰低硫煤的精煤灰分如图13所示,低灰高硫煤的精煤灰分在7.9%～9.5%,高灰低硫煤的精煤灰分在14.3%～20.9%,较原煤灰分整体分别降低7.6%～9.2% 和16.21%～22.80%。总体来看,低灰高硫煤的精煤质量更好,而高灰低硫煤在浮选后的脱灰效果更佳。这主要与煤本身所含的官能团种类和原煤本身的灰分有关。此外,对于低灰高硫煤,捕收剂用量在700 g/t时精煤灰分达到最低,为7.94% ;而对于高灰低硫煤,捕收剂用量则要到1 500 g/t 时精煤灰分才达到最低,为14.35%。

图13 低灰高硫煤和高灰低硫煤浮选精煤灰分Fig.13 Ash content of LAHS and HALS clean coal by flotation

2.5.2 煤中砷在浮选过程中的迁移与富集规律

(1) 浮选产物中砷含量随捕收剂用量的变化。由图14可知,对于在精煤和尾煤中的砷含量,高灰煤均高于低灰煤。此外,对于低灰高硫煤,其浮选所得尾煤中的砷含量普遍高于精煤的。由此可以说明,浮选过程中该低灰高硫煤中的砷主要富集于矿物中,通过浮选可以脱除煤中的砷。而对于高灰低硫煤却恰好相反,浮选所得尾煤中的砷含量均低于精煤中砷含量;又由于高灰煤浮选过程脱灰效果明显(图14),表明浮选不仅不能脱除其中的砷元素,还会导致砷元素进一步向精煤中迁移而富集在有机质中。此外,在低灰高硫煤中,捕收剂用量为700 g/t时,精煤中的砷含量略高于尾煤中的砷含量,同样表明低灰高硫煤中确实存在一部分以有机结合态赋存的砷。

图14 煤中砷与捕收剂用量的关系Fig.14 The relationship between the collector dosage and arsenic content

(2) 浮选产物中砷元素含量随硫含量的变化。由图15和图16可以看出,对于高灰低硫煤,浮选所得的精煤和尾煤中的砷与硫的变化均呈现很好的一致性。由前述分析可知,高灰煤中的砷向精煤中迁移,富集于有机质中。而随着捕收剂用量的提高,高灰煤的尾煤中砷元素随硫一起被浮选入精煤中,可以得到高灰煤中的砷的迁移与富集受煤中有机硫的影响较大。对于低灰高硫煤,随着捕收剂用量的增加,尾煤中的砷含量逐渐增加,而精煤中的砷含量逐渐降低,说明低灰高硫煤中的砷易于富集在矿物中,且与硫的相关性并不明显,与高灰低硫煤明显不同。因此,在去除煤中砷的时候要考虑不同煤种中砷的富集与迁移规律的不同。

图15 低灰高硫煤浮选产物中硫含量与砷含量的关系Fig.15 The relationship between sulfur content and arsenic content in flotation products of low-ash and high-sulfur coal

图16 高灰低硫煤浮选产物中硫含量与砷含量的关系Fig.16 The relationship between the sulfur content and the arsenic content in the flotation products of high ash and low sulfur coal

(3) 浮选产物中砷元素含量随灰分的变化。比较图17和图18可以看出,在低灰高硫煤中,尾煤中的砷含量与灰分变化一致,且随捕收剂的增加,尾煤的灰分与砷含量均不断增加,说明低灰高硫中的砷主要富集于无机矿物质中。而高灰低硫煤尾煤中的砷与灰分呈现明显负相关,进一步说明高灰煤中的砷主要富集于有机质中。

图17 低灰高硫煤浮选产物中灰分与砷含量的关系Fig.17 The relationship between ash content and arsenic content in the flotation products of low ash and high sulfur coal

图18 高灰低硫煤浮选产物中灰分与砷含量的关系Fig.18 The relationship between ash content and arsenic content in the flotation products of high ash and low sulfur coal

综上可知,低灰高硫煤中的砷在浮选过程中向尾煤中迁移,主要富集于煤的矿物质中;高灰低硫煤中的砷则相反,浮选过程中向精煤中迁移,主要富集于煤中的有机质。高灰煤浮选尾煤中的砷与硫含量变化呈现较好的一致性,且主要是与有机硫相关;随着捕收剂的增加,尾煤中硫减少的同时砷也在逐渐减小,体现了砷具有一定的亲硫特性。

3 结 论

(1) 在两种煤中,砷的赋存以硅铝酸盐结合态所占比例最高,但硅铝酸盐矿物质种类不相同;高灰低硫煤中二硫化物的砷比低灰高硫煤中的高,在两种煤中有少量的砷与黄铁矿共伴生及有机砷。

(2) 低灰高硫煤中的砷主要集中在密度较大、矿物质含量较高的部分,说明砷主要与矿物质伴生;高灰低硫煤中的砷主要富集在密度较低、有机质含量较高的部分。在浮选过程中,低灰高硫煤中的砷向尾煤中迁移,高灰低硫煤中的砷则向精煤中迁移。

(3) 低灰高硫煤中砷元素通过浮沉、浮选可有效脱除,而高灰低硫煤中的砷元素趋向于浮选精煤、浮沉低密度产物富集,脱除效果不好。