Preliminary XRF Analysis of Coal Ash from Jurassic and Carboniferous Coals at Five Kazakh Mines: Industrial and Environmental Comparisons

Applied Sciences, 2024

Толық мәтін Ашық қол жеткізу: Gold Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.3390/app142210586
Деректер сенімділігі 85 жоғары
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

This study analyzes 105 coal ash samples from Jurassic and Carboniferous coals from five mines in Kazakhstan, Lenin, Saradyr, Bogatyr, Maikuben, and Shubarkol, focusing on the inorganic elemental compositions, their occurrence, and industrial and environmental implications. Methods include coal ash yield and volatile matter analysis, mineralogical characterization via low-temperature ash X-ray diffraction (LTA-XRD), and scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM-EDS). High-temperature ash (HTA) was analyzed using energy-dispersive X-ray fluorescence (EDXRF), highlighting XRF’s potential for rapid multi-elemental analysis. Nine major elements (Al, Si, P, S, Fe, K, Ca, and Ti) and eleven trace elements (As, Cu, Cr, Zn, Pb, V, Ga, Mn, Ni, Y, Yb, and Zr) were identified in HTA samples through EDXRF. SEM and dendrogram analysis confirm their co-occurrence with quartz, kaolinite, pyrite, and accessory minerals such as chalcopyrite, zircon, rutile, and REE-bearing apatite. The elemental content of samples enhances industrial suitability by reducing emissions. Only Yb shows slight enrichment for economic benefits, along with La, Ce, and Nd, while concentrations of potentially toxic elements indicate minimal environmental risk. EDXRF demonstrates its efficiency for large-scale investigations, with all samples analyzed in a few days using automated overnight measurements. This approach shows promise for future studies focusing on trace elements, including REE.