燃煤电厂煤及其燃烧产物中稀土元素富集规律研究

稀土元素在工业应用中起着重要作用.随着稀土资源供需矛盾的加剧,全球亟需寻找可替代的非传统稀土资源.煤及其副产品被认为是稀土的潜在来源,因此,针对国内4个典型燃煤电厂的煤及其燃烧产物(飞灰和渣),采用微波消解?电感耦合等离子体质谱法测定稀土含量,研究煤燃烧过程中稀土元素的富集规律.结果表明,各个电厂煤及其燃烧产物中稀土元素的前景系数均大于0.7,关键稀土元素总含量均大于30％,其中3个电厂飞灰中稀土含量高于世界平均含量,具有巨大的回收潜力;稀土元素从La到Lu,即按原子序数从低到高的分布模式均呈左高右低的趋势,飞灰和渣中的稀土元素含量明显高于原煤中的稀土含量;不同煤种的稀土元素含量不同,随着煤中灰分含量的增加,稀土元素的含量也增多,同时稀土元素与灰中的主要成分(Si、Al和Fe)高度正相关,表明煤中的稀土元素可能主要赋存在无机矿物中;估算了4个电厂煤燃烧过程中稀土元素的质量平衡率,除A电厂的Ce、Er、Yb和C电厂的Y、Er、Yb、Lu元素可能有很小的逃逸外,其他电厂各元素及总稀土质量平衡率均在0～81.2％之间,可以推测煤燃烧后,稀土元素主要富集在渣和飞灰中,而飞灰中稀土元素的富集倍数和富集因子均大于渣,说明稀土元素更易富集到飞灰中.