Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса

Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса

Досліджено геохімічні розподіли хрому у вугіллях і відходах вуглезбагачення шахт та вуглезбагачувальних фабрик Донбасу. За даними спектрального напівкількісного методу аналізу зразків вугілля та вугільного шламу проведено аналіз токсичності сполук хрому. Проаналізовано особливості накопичування і ро...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2009
Автор: Власов, П.А.
Формат: Стаття
Мова:Russian
Опубліковано: Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2009
Онлайн доступ:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15928
Теги: Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса / П.А. Власов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2009. — № 4. — С. 118-125. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-15928
record_format dspace
spelling irk-123456789-159282013-02-13T02:08:14Z Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса Власов, П.А. Досліджено геохімічні розподіли хрому у вугіллях і відходах вуглезбагачення шахт та вуглезбагачувальних фабрик Донбасу. За даними спектрального напівкількісного методу аналізу зразків вугілля та вугільного шламу проведено аналіз токсичності сполук хрому. Проаналізовано особливості накопичування і розподілу хрому, а також причини виникнення аномалій. Geochemical of chromium distribution in coal and waste coal of Donbass mines and coal-preparation plants is investigated. By the data of spectral semi-quantitative method of analysis of coal and slurry coal samples analysis of toxicity of chromium compounds is made. Peculiarities of chromium accumulation and distribution as well as causes for occurrence of anomalies are analyzed. 2009 Article Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса / П.А. Власов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2009. — № 4. — С. 118-125. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1996-885X http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15928 550.42:553.93/94 ru Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Досліджено геохімічні розподіли хрому у вугіллях і відходах вуглезбагачення шахт та вуглезбагачувальних фабрик Донбасу. За даними спектрального напівкількісного методу аналізу зразків вугілля та вугільного шламу проведено аналіз токсичності сполук хрому. Проаналізовано особливості накопичування і розподілу хрому, а також причини виникнення аномалій.
format Article
author Власов, П.А.
spellingShingle Власов, П.А.
Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
author_facet Власов, П.А.
author_sort Власов, П.А.
title Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
title_short Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
title_full Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
title_fullStr Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
title_full_unstemmed Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса
title_sort закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения донбасса
publisher Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
publishDate 2009
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/15928
citation_txt Закономерности накопления и распределения хрома в углях и отходах углеобогащения Донбасса / П.А. Власов // Наукові праці УкрНДМІ НАН України — 2009. — № 4. — С. 118-125. — Бібліогр.: 9 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT vlasovpa zakonomernostinakopleniâiraspredeleniâhromavuglâhiothodahugleobogaŝeniâdonbassa
first_indexed 2025-07-02T17:17:23Z
last_indexed 2025-07-02T17:17:23Z
_version_ 1836556373458944000
fulltext Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 118 УДК 550.42:553.93/94 ЗАКОНОМЕРНОСТИ НАКОПЛЕНИЯ И РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ХРОМА В УГЛЯХ И ОТХОДАХ УГЛЕОБОГАЩЕНИЯ ДОНБАССА Власов П. А. (УкрНИМИ НАНУ, г. Донецк, Украина) Досліджено геохімічні розподіли хрому у вугіллях і відходах вуглезбагачення шахт та вуглезбагачувальних фабрик Донбасу. За даними спектрального напівкількісного методу аналізу зразків вугілля та вугільного шламу проведено аналіз токсичності сполук хрому. Проаналізовано особливості накопичування і розподілу хрому, а також причини виникнення аномалій. Geochemical of chromium distribution in coal and waste coal of Donbass mines and coal-preparation plants is investigated. By the data of spectral semi-quantitative method of analysis of coal and slurry coal samples analysis of toxicity of chromium compounds is made. Peculiarities of chromium accumulation and distribution as well as causes for occurrence of anomalies are analyzed. Первое упоминание о присутствии хрома в золе торфа из Северной Каролины (США) датируется 1899 г. [1]. В 1905 г. хром определили в японских углях [2], в том же году он был обнару- жен (вместе с ванадием) в зольных уносах бельгийских углей [3]. Хром – токсичный элемент, что связано с его действием на органы дыхания, сердечно-сосудистую систему и внутренние ор- ганы человека. Соединения хрома опасны для людей даже при очень небольших концентрациях [4]. Особенностью распределения хрома, впервые замеченной в 1985 г., является его бимодальность: средние цифры по бассей- нам и месторождениям группируются таким образом, что они Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 119 или значительно меньше, или значительно больше кларка, так что в кларковые интервалы попадает меньшая часть всех выборок [5]. Средний зольный кларк концентрации (КК) хрома близок к 1, что говорит о слабой углефильности элемента. В то же время, кларковое распределение хрома в углях отчетливо бимодально, что отражает контраст между хромоносностью главных типов горных пород. Это ведет к сильным колебаниям содержаний хрома в отдельных свитах и угольных пластах, и используется для корреляции последних. Формы нахождения хрома в углях разнообразны; в числе их имеются аутигенные – органическая, иллитная и сульфидная [3]. Распределение хрома в конкретном угольном пласте кон- тролируется зольностью, а также положением пробы в колонке угольного пласта. Менее значимым фактором является петрогра- фический состав угля. Основным носителем хрома является кла- стогенная зола АКЛАСТ (глинистое вещество), а основным концен- тратором – сорбционная зола АСОРБ. Последняя имеет органиче- скую (CrОРГ) и неорганическую (CrГЛИН) форму [3, 5]. Обогащение хромом было сингенетическим и происходило вследствие привноса в углеобразующие торфяники хромоносной кластики. Это были продукты размыва либо гипербазитов, либо железистых кор выветривания по субстрату гипербазитов. Все же нельзя исключать возможность и эпигенетического обогащения. Как отмечено в работе [3], конечный результат воз- действия на уголь гипергенного окисления определяется соотно- шением двух геохимических функций гумусовых кислот: барьер- ной и транспортной. Возможно, что на первых стадиях окисления угольного органического вещества хром захватывается из рас- творов, а при дальнейшем глубоком окислении – выносится. Множественность возможных форм нахождения хрома в уг- ле предопределяет его сложное распределение в продуктах сжи- гания, где хром должен присутствовать как в шлаках, так и в зольном уносе. Спектральные анализы углей и угольных шламов выполне- ны в аттестованной лаборатории испытательного центра «Вос- ток» государственного регионального геологического предпри- ятия «Луганскгеология». Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 120 Результаты спектральных анализов показали большое рас- пространение хрома в углях Донбасса. Хром в аномальных коли- чествах содержится в углях и антрацитах 54 шахт (17 шахто- управлений и объединений) Донбасса. В целом, хром должен со- держаться в аномальных количествах по всему Донбассу. В спе- циальной литературе Донбасс не фигурирует как хромоносный угольный бассейн. В таблице 1 приведены данные по аномальным содержани- ям хрома в углях и антрацитах 54 шахт Донбасса. На этом фоне стоит выделить угольные пласты c6 1, c10 2, c11, c13, c13 B, c18, h2, h3, h6 1, h7, h8, h10, h11, i3, k7, k8, l1, l4, l6, l7, l8 1, m2, m3 разных шахт. При этом, «порог токсичности» хрома в углях равен 100 г/т. Макси- мальные содержания хрома на фоне его «порога токсичности» в углях нижеперечисленных шахт составляют 150-280 г/т. Таблица 1 Аномальные содержания хрома по шахтам Донбасса Объединение Шахта Содержание, от-до, г/т Среднее со- держание по [6], г/т 1 2 3 4 Благодатная 50-110 70 Героев Космоса 100 100 Павлоградская 80-142 99 ш. им.Сташкова 46-140 78 Павлоградуголь Западно- Донбасская 70-100 90 Добропольеуголь Добропольская 55-100 72 Селидовуголь № 42 Кураховская 50-120 70 Южно-Донбасская № 1 60-150 73 Южно-Донбасская № 3 70-150 81 ш. им. Челюскин- цев 70-150 82 Кировская 40-100 70 Моспинская 60-120 71 Донецкуголь Трудовская 70-150 90 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 121 Продолжение таблицы 1 1 2 3 4 Макеевуголь ш. № 13-бис 50-150 75 Советская 50-140 70 Шахтерскуголь Кировская 60-100 82 Шахтерская Глу- бокая 62-148 88 ш. № 3-бис 42-132 73 Волынская 42-147 76 Речная 50-110 77 Ударник 50-150 70 Ремовская 43-132 78 Заря 42-144 73 Торезантрацит № 1 Северная 60-152 74 Кременная 70-115 95 Привольнянская 74-139 85 Новодружеская 40-140 72 Лисичанскуголь ш. им. 60-лет Со- ветской Украины 50-150 80 Первомайскуголь Радуга 50-150 70 Стахановуголь Голубовская 55-120 76 ш. им. Косиора 50-150 92 Фащевская 50-150 90 Луганскуголь Черкасская 50-140 80 Краснодонуголь ш. им. XXV съез- да КПСС 42-137 72 Краснолучская 44-142 82 ш. им. газеты «Из- вестия» 50-120 80 Знамя Коммуниз- ма 50-140 73 ш/у Яновское 50-140 75 № 5 Яновская 50-150 70 № 12 Основная 50-150 70 Донбассантрацит Краснолучская 50-140 72 Центральная 50-210 100 Партизанская 55-150 78 ш. им. XXIV съез- да КПСС 70-200 90 ПО Антрацит ш. им. газеты «Лу- ганская Правда» 70-190 85 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 122 Продолжение таблицы 1 1 2 3 4 ш. им. 50-лет Со- ветской Украины 90-280 160 Комсомольская 50-150 75 № 2 Луганская 50-140 77 ш. им. XXIII съез- да КПСС 50-150 70 № 54 ш/у Воро- шиловское 50-150 70 № 1-2 Дарьевская 50-180 82 № 3 ш/у им. Кос- монавтов 50-150 70 Ровенькиантрацит № 6 ш/у им. Кос- монавтов 40-180 82 Свердловантрацит Харьковская 56-162 72 Хром, также как и в угольных пластах, повсеместно распро- странен и в отходах углеобогащения обогатительных фабрик Донбасса. В таблице 2 приведены аномальные содержания хрома в шламонакопителях 36 обогатительных фабрик Донбасса с мак- симальными значениями 124-294 г/т. «Порог токсичности» хрома в углях – 100 г/т. Таблица 2 Аномальные содержания хрома в отходах углеобогащения Донбасса Обогатительная фаб- рика Содержание, от- до, г/т Среднее содержа- ние по [6], г/т 1 2 3 ЦОФ Павлоградская 80-210 120 ЦОФ Кальмиусская 50-180 70 ЦОФ Узловская 50-150 85 ГОФ Дзержинская 50-150 85 ГОФ Кондратьевская 60-180 89 ГОФ Пролетарская 42-157 76 ГОФ Добропольская 67-154 88 Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 123 Продолжение таблицы 2 1 2 3 ГОФ Октябрьская 50-200 100 ГОФ Колосниковская 105-294 210 ЦОФ Калининская 43-157 83 ГОФ Горловская 52-164 87 ГОФ Селидовская 76-182 84 ЦОФ Моспинская 68-124 71 ЦОФ Кораховская 60-127 77 ГОФ Красноармей- ская 50-200 100 ГОФ Комсомольская 75-196 91 ОФ им. Димитрова 50-155 76 ОФ Челюскинцев 70-150 100 ОФ Трудовская 70-150 100 ГОФ Постниковская 50-150 70 ЦОФ Сердитянская 50-150 70 ЦОФ Киселевская 50-170 85 ГОФ Торезская 42-184 73 ГОФ Донецкая 42-161 73 ЦОФ Дуванская 70-150 90 ГОФ Стахановская 70-150 80 ГОФ Брянковская 90-220 100 ГОФ Белореченская 50-150 70 ГОФ Славяносерб- ская 54-156 73 ГОФ Черкасская 54-175 73 ГОФ Самсоновская 70-240 100 ГОФ Лучанская 75-285 100 ЦОФ Комендантская 70-200 100 ГОФ Свердловская 50-200 85 ГОФ Нагольчанская 50-200 80 ГОФ Краснолучская 50-190 85 Если уносы не обогащаются хромом, то не должно быть и заметной разницы в содержании его по размерным фракциям. Ес- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 124 ли все-таки хром конденсируется в уносе, то, как и для всех лету- чих элементов, следует ожидать его накопления в мелких фрак- циях. Лито- и сидерофильные свойства хрома могут обусловить его фазовую дифференциацию в зольных отходах – накопление в силикатах или оксидах. По современным санитарным нормам [7] содержания хрома не должны превышать (см. таблицу 3). Таблица 3 Санитарные нормы содержания хрома Объект Максимально допустимое содержание Пахотный слой почв (Cr) 0,05 мкг/кг Воздух населенных мест, разовая и среднесуточная концентрации, Cr (IV), в пересчете на CrO3 0,0015 мг/м3 Воздух рабочей зоны, CrO3 (аэрозоль) 1 мг/м3 Вода: Cr (VI) 0,1 мг/л Cr (III) 0,5 мг/л Как видно из таблицы 3, соединения шестивалентного хро- ма намного опаснее, чем трехвалентного. Минимальная концентрация хрома в углях («порог токсич- ности»), опасная для здоровья человека: в советской литературе рекомендовалось брать на специальный учет угли, содержащие более 0,01 % Cr [8]. Эта же цифра приведена и в новом россий- ском нормативе 1996 г. для товарных углей [7]. Угли с таким со- держанием хрома (почти на порядок выше кларка) встречаются, хотя и не часто. По расчетам проф. Л.Я. Кизильштейна [9], для шести обсле- дованных им ТЭС опасная концентрация хрома неодинакова и колеблется от 25 до 1720 г/т. Выводы: лито- и сидерофильные свойства хрома обуслов- ливают концентрацию его в терригенной золе. Это означает, что Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 4, 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 4, 2009 125 обогащение высокозольных энергетических углей по золе долж- но снижать содержание в них хрома. Содержание хрома в углях и отходах углеобогащения Дон- басса на 2-3 порядка превышает его «порог токсичности» в углях. Изучение геохимии хрома в углях имеет прикладную цен- ность, потому что хром является токсичным элементом. Необхо- димо изучать возможность выщелачивания хрома из золоотвалов, так как в раствор переходит наиболее опасная хроматная форма – Cr (VI). СПИСОК ССЫЛОК 1. Bascerville C. The occurence of vanadium, chromium, titanium in peats // J. Amer. Chem. Soc., 1899. Vol. 21. P. 706-707. 2. Mingaye J. C. H. Notes on analyses of Japanese coals // Rec. Geol. Surv. NSW, 1903. № 3. Р. 219-221. 3. Юдович Я.Э., Кетрис М.П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. Екатеринбург, УрО РАН, 2005. 654 с. 4. Шпирт М.Я., Клер В.Р., Перциков И.З. Неорганические ком- поненты твердых топлив. М.: Химия, 1990. 240 с. 5. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Мерц А.В. Элементы-примеси в ископаемых углях. Л.: Наука, 1985. 239 с. 6. Справочник по содержанию малых элементов в товарной про- дукции угледобывающих и углеобогатительных предприятий Донецкого бассейна – Днепропетровск, 1994, 187 с. 7. Ценные и токсичные элементы в товарных углях России. Справочник / Ю.Н. Жаров, Е.С. Мейтов, И.Г. Шарова и др. М.: Недра, 1996. 239 с. 8. Клер В.Р., Ненахова В.Ф. Парагенетические комплексы по- лезных ископаемых сланценосных и угленосных толщ. М.: Наука, 1981. 175 с. 9. Кизильштейн Л.Я. Экогеохимия элементов-примесей в углях. Ростов-на-Дону: СК НЦ ВШ, 2002. 296 с.

Схожі ресурси