「论文推荐」山西煤系锂镓铝分布特征和开发利用前景

spring 2024年12月10日 14:29 0

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本文基于山西煤中锂、镓、铝已有研究数据，分析了山西煤系共伴生锂、镓、铝的宏观分布特征以及存在的问题，指出山西煤中共伴生金属矿产的开发利用前景和研究重点，以期从战略层面为实现山西煤炭与煤基固废的清洁、绿色、高效、循环利用，构建全省清洁低碳用能模式与能源革命综合改革提供思路与启发。

作者

刘汉斌 1,2 ，马志斌 1 ，郭彦霞 1 ，程芳琴 1

作者单位

1.山西大学资源与环境工程研究所

2.山西省煤炭地质局

摘要

煤中共伴生金属矿产是指在煤系地层中，与煤共生或伴生在一起，在煤炭开采时共同产出的具有工业价值或工业利用前景的金属矿产。山西煤炭资源丰富，储量巨大，年煤炭产量常年占全国年煤炭产量的25%左右，火电发电量常年占全省总发电量90%以上。山西煤与煤基固废中蕴藏着大量可供工业开发和利用的金属矿产，如煤中锂、镓、铝等。但目前尚无从全省的角度对山西煤中共伴生金属矿产的分布进行研究，极大地限制了从宏观政策层面对煤中共伴生矿产的战略开发。

笔者根据山西煤系地层中锂镓铝的研究数据，分析了目前山西煤系共伴生锂、镓、铝的分布特征和成矿前景。认为，山西煤中太原组煤中锂含量显著大于山西组，而铝镓小于山西组；煤层夹矸中锂镓含量显著大于煤层中。山西宁武煤田平朔矿区，沁水煤田晋城矿区、霍西煤田霍州矿区、西山煤田古交矿区太原组主采煤层以及西山煤田夹矸中的锂具有良好的煤系伴生锂矿成矿潜力；山西煤中镓和铝异常高值较普遍，广泛分布于山西山西省中北部地区，且整体上从北向南依次递减。山西煤系锂镓铝资源在山西电厂粉煤灰和高铝煤矸石储量巨大，具有良好的工业开发前景，亟需对山西粉煤灰中锂和煤层夹矸中锂镓的边界品位和最低工业品位进行划定，以实现资源的循环和高值化利用。作为2种特殊的矿产资源，粉煤灰和煤矸石的综合利用应从源头开始做顶层设计，因地制宜、分类分级梯级利用。

文中插图

图1 山西煤中锂异常矿区分布

图2 山西煤中镓异常矿区分布

图3 山西主要高铝煤矸石矿区Al2O3含量

图4 山西煤中铝异常矿区分布

结论

1）垂向上，太原组煤中锂含量大于山西组，铝、镓含量小于山西组，煤层夹矸中锂、镓含量大于煤层。横向上，山西宁武煤田平朔矿区山西组、太原组煤层，沁水煤田晋城矿区、霍西煤田霍州矿区、西山煤田古交矿区太原组主采煤层以及西山煤田夹矸中的锂含量超过目前煤中锂的工业指标，具有良好的煤系伴生锂矿成矿潜力；山西石炭二叠纪含煤地地层中镓和铝异常高值较普遍，广泛分布于山西省中北部地区，且整体上从北向南依次递减。

2）山西煤中锂主要存在于宁武煤田平朔矿区；煤中镓在大同煤田、宁武煤田、西山煤田古交矿区及河东煤田离柳矿区和沁水煤田阳泉矿区。西山煤田夹矸中存在锂、镓异常高值点；煤中铝主要存在于平朔矿区和大同煤层太原组地层中，山西高铝煤矸石中Al2O3资源储量巨大。

3）山西电厂粉煤灰和高铝煤矸石中锂、镓铝储量巨大，具有良好的工业开发前景，亟需对粉山西煤灰中锂和煤层夹矸中锂、镓的边界品位和最低工业品位进行划定，以实现资源的循环和高值化利用。

4）粉煤灰和煤矸石应定位为特殊的矿产资源，从源头做好顶层设计，因地制宜做好粉煤灰、煤矸石的梯级分质利用；在技术层面，应大力推广粉煤灰分选和粉磨技术，加大对高铝粉煤灰提取氧化铝、锂、镓项目的研发和投入；适度发展煤矸石等低热值煤电厂的建设，积极开展煤矸石、粉煤灰多元素、多组分梯级利用。

引文格式

刘汉斌，马志斌，郭彦霞,等.山西煤系锂镓铝分布特征和开发利用前景[J].洁净煤技术，2019，25(5):39-46.

LIU Hanbin，MA Zhibin，GUO Yanxia,et al.Distribution characteristics and development and utilization prospect of lithium gallium aluminum in Shanxi coal system[J].Clean Coal Technology，2019，25(5):39-46.

END

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