油頁(yè)巖熱解過(guò)程中的光譜學(xué)研究

第36卷，第4期光譜學(xué)與光譜分析Vol. 36 ,No. 4 :pp1121-11262016年4月Spectroscopy and Spectral A nalysisApril, 2016油頁(yè)巖熱解過(guò)程中的光譜學(xué)研究蘭新哲12，羅萬(wàn)江'，宋永輝'，張秋利，周軍'"1.西安建筑科技大學(xué).陜西省冶金工程技術(shù)研究中心，陜西西安7100552.陜西廣播電視大學(xué).陜西西安710068摘要光譜學(xué)分析方法對分析物質(zhì)結構及組成具有獨特的優(yōu)勢。為了分析和認識油頁(yè)巖及其干酪根的礦物結構特點(diǎn),以及在不同熱解溫度下油頁(yè)巖熱解過(guò)程中礦物結構變化,分別采用偏光顯微鏡(P0M)、傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X射線(xiàn)衍射光譜(XRD )和掃描電鏡(SEM )等光學(xué)和光譜學(xué)手段,研究了甘肅窯街油頁(yè)巖和酸洗脫灰干酪根的礦物形態(tài)結構和組成以及在不同熱解溫度下(溫度300~1000C,升溫速率10°C●min1)礦物質(zhì)和干酪根的形態(tài)結構演化特性及其機理。結果表明,甘肅窯街油頁(yè)巖富含石英、粘土礦和黃鐵礦等無(wú)機礦物.干酪根呈條塊狀不規則地鑲嵌于無(wú)機礦物中;干酪根的變質(zhì)程度高,富含芳香族和脂肪族結構;在實(shí)驗溫度范圍內，隨熱解溫度的升高,油頁(yè)巖中礦物質(zhì)開(kāi)始分解,300C時(shí)高嶺石因脫水轉變成偏高嶺石，在650 °C時(shí)高嶺石、蒙脫石等完全分解生成偏高嶺石,當溫度升高至1 000 C時(shí)偏高嶺石分解生成Si-Al尖晶石和無(wú)定型SiO2 , SiO2與含鐵礦物在半焦表面析出了(FeO- AlOs- Si02 )低熔點(diǎn)共融物;干酪根隨溫度升高分解,半焦的芳香族和脂肪族C-H基團的強度降低，芳香碳的強度升高,分解后在半焦中形成“溝壑”狀殘炭印記。研究結果對油頁(yè)巖熱解過(guò)程礦物結構演化研究和油頁(yè)巖礦物的資源綜合利用具有重要的現實(shí)意義。關(guān)鍵詞油頁(yè)巖; 熱解;礦物;干酪根;光譜學(xué)分析中圖分類(lèi)號: TE662. 2文獻標識碼: ADOI: 10. 3964/j. issn. 1000-0593(2016 )04-1121-06樺甸礦區油頁(yè)巖在熱解過(guò)程中礦物質(zhì)發(fā)生細微變化，方解石引言和黏土等礦物發(fā)生分解和脫羥基作用.熱解產(chǎn)生的氧化硅與金屬礦物形成熔融態(tài)囊狀共融物。研究發(fā)現°.隨熱解溫近年來(lái),隨著(zhù)全球原油資源消耗的不斷增加，油頁(yè)巖作度升高，半焦中芳氫和芳環(huán)結構含量增加; 450 °C時(shí)，出現為非常規石油資源在提取油氣產(chǎn)品和綜合利用方面得到世界芳香質(zhì)子的吸收峰; CH2 , CH3 ,羰基和羧基的振動(dòng)峰減小，各國的高度重視0-21。油頁(yè)巖是一種高灰、富含溶劑不溶性直到高溫時(shí)消失;熱解溫度升高,焦油收率不再增加，二次有機質(zhì)干酪根的可燃性細粒沉積巖石時(shí)，通過(guò)熱加工可提取裂解加劇，氣態(tài)產(chǎn)物增加;在700 C出現脂肪族的快速消失燃料油或燃燒發(fā)電等;副產(chǎn)的頁(yè)巖灰和渣可進(jìn)一-步綜合利峰，說(shuō)明碳酸鹽開(kāi)始分解;頁(yè)巖油中脂肪烴結構增加，芳香用”]。因油頁(yè)巖隨地質(zhì)條件、生成年代和有機質(zhì)變質(zhì)程度等結構減少,半焦的芳構化程度加劇?？梢?jiàn).不同熱解溫度下，多方面因素的影響，油頁(yè)巖的礦物和有機質(zhì)的結構形態(tài)變化油頁(yè)巖的熱解過(guò)程不同，熱解的產(chǎn)物組成、分布和析出特性較大，對油頁(yè)巖熱解加工過(guò)程和產(chǎn)物組成影響顯著(zhù)叫。利用亦不同?，F代分析技術(shù)對油頁(yè)巖及其熱解過(guò)程中礦物結構和形態(tài)變化我國油頁(yè)巖資源豐富，技術(shù)可采儲量巨大，但是在地面進(jìn)行研究,對開(kāi)發(fā)油頁(yè)巖資源和油頁(yè)巖礦物的綜合利用具有干餾工藝開(kāi)發(fā)油頁(yè)巖過(guò)程中將會(huì )產(chǎn)生大量的半焦,這些半焦指導意義。研究表明，在油頁(yè)巖熱加工過(guò)程中發(fā)生- -系列氧得 不到合理的解決就會(huì )造成大量的資源浪費,還可能產(chǎn)生嚴化、水解、脫氫、縮合等反應，以實(shí)現干酪根的分解,支鏈和重的環(huán)境問(wèn)題口。因此，對油頁(yè)巖熱解過(guò)程及其半焦的礦物官能團的脫落形成氣態(tài)、液態(tài)產(chǎn)物.同時(shí)伴隨著(zhù)無(wú)機礦物形組成和形態(tài)有全面的認識，對開(kāi)發(fā)油頁(yè)巖資源綜合利用具有態(tài)結構的變化吧。溫度是影響油頁(yè)巖熱解的最主要因素”]。重要意義。前期研究表明，有關(guān)礦物結構和有機官能團隨溫收稿日期: 2015-06-09 ,修訂日期: 2015-10-06基金項目:國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃項目(2011A A05 A202 )資助作者簡(jiǎn)介:蘭新哲，1963年生，西安建筑科技大學(xué)特聘教授e- mail: lanxinzhe@ 126 .com外通訊聯(lián)系人-mail : x azhouiun(@ 126.com1122光譜學(xué)與光譜分析第36卷度變化關(guān)系的光譜學(xué)研究取得一定的進(jìn)展, 然而對于油頁(yè)巖為5~200000倍。測試前將樣品用導電膠帶固定在載物臺礦物的系統研究,以及不同溫度下礦物結構形態(tài)演化過(guò)程和上，進(jìn)行吹掃后噴鉑金30 s,置入載物臺，待設備穩定后進(jìn)機理分析較少。本文以甘肅窯街油頁(yè)巖為樣本，對油頁(yè)巖、行觀(guān)察和拍照。干酪根和不同溫度下半焦的礦物結構和形態(tài)進(jìn)行分析,探索礦物在熱解過(guò)程中變化特性和物化性質(zhì).以期為油頁(yè)巖資源2 結 果與討論綜合利用提供基礎。2.1油頁(yè)巖及干酪根的性 質(zhì)分析1實(shí)驗部分油頁(yè)巖樣品的工業(yè)分析、元素分析、含油率和礦物組成分析結果見(jiàn)表1所示。采用石油化工行業(yè)標準(SH/T1.1樣品0508-92)一油頁(yè)巖含油率測定方法(低溫干餾法)進(jìn)行，本文實(shí)驗用油頁(yè)巖樣品采自于甘肅窯街，該油頁(yè)巖形成測得的含 油率為9. 42(W1%。采用原子吸收光譜法測定了于早中侏羅世窯街組沉積期，屬內陸湖泊發(fā)育，星片理結油頁(yè)巖的灰成分，發(fā)現主要由SO2. Fe203, Al03,金屬氧構，有機質(zhì)豐度高，為I一I型干酪根,呈黑褐色，片層狀化物和鹽類(lèi)組成。構造0。實(shí)驗樣品按國標(GB 474- -2008 )煤樣的制備方法進(jìn)行取樣、破碎和篩分,最終制成粒徑小于1 mm的實(shí)驗樣表1 窯街油頁(yè)巖工業(yè)分析、元素分析、品備用。按照國標沉積巖中干酪根分離方法(GB/T 19144-含油率分析和灰成分分析2010 )的要求制備油頁(yè)巖干酪根，烘干備用。Table 1 Proximate analysis , utimate analysis , oil content1.2熱解實(shí)驗.and ash analysis of YAOJIE oil shale熱解實(shí)驗在管式加熱爐試驗裝置上進(jìn)行，定量稱(chēng)取粒徑Proximate analysisUltimate analysisOil analysis<1 mm的油頁(yè)巖樣品裝入石英反應器中，以10 °C . min^(Wt.% )(Wt. % )°b的升溫速率分別加熱到300, 475. 550, 650, 850和1 000M oisture0.8423.88 Shaleoil 9. 42°C,并保溫60 min,冷卻至室溫后，收集熱解半焦，并對其Ash64.732.26 Water 2. 08Volatille matter22.500.54 Char82.57進(jìn)行分析。Fixed carbon 11. 930.89 Gases 5. 931.3 分析表征Ash analysis (W1.% )按照現行國家標準對油頁(yè)巖樣品進(jìn)行工業(yè)分析、元素分SiO2 Fe2O3 Al2O3 CaO MgO TiO2 SOg P2Os K2O Na2O析、含油率和礦物組成分析。對油頁(yè)巖、干酪根和熱解半焦55.69 11.22 25.50 0.91 2.41 0.92 0.18 0.19 3.98 1.18進(jìn)行偏光顯微鏡分析、XRD分析、FTIR 分析和SEM等分。As dry basis ; Under the national standard of China (SH/T 0508-析，考察礦物結構形態(tài)變化。92)偏光顯微鏡分析在卡爾蔡司Axionskop40pol型偏光顯微鏡上進(jìn)行。將油頁(yè)巖和半焦制成2.0 cmX2.5 cm的規則采用偏光顯微鏡對油頁(yè)巖的礦物形態(tài)進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1方塊，再經(jīng)過(guò)預磨、拋光后,進(jìn)行隨機反射率測定和形態(tài)觀(guān)所示。由圖看出，在干物鏡下,油頁(yè)巖中發(fā)亮的油母質(zhì)呈不測。實(shí)驗條件:顯微鏡目鏡(10倍),測試前采用軋鎵石榴石規則分布，有條狀和塊狀，黃鐵礦呈塊狀分布且亮度較高。(反射率1.719)標準片進(jìn)行光度標定，HD型全自動(dòng)顯微鏡在油浸物鏡下,測得有機質(zhì)干酪根的反射率R在0.81% ~光度計軟件分析數據.光度計電壓信號40.0 mV,人射光光1.03%之間,說(shuō)明干酪根的變質(zhì)程度較高,從圖中可清楚的源100w鹵鎢燈,樣品測定點(diǎn)行間距1900點(diǎn)X1pm,測定看到干酪根鑲嵌于礦物質(zhì)中，成不均勻分布。在掃描電子顯樣品面積1 emX1 cm。分別在干物鏡(20倍)和油浸物鏡(50微鏡下(圖3所示),油頁(yè)巖中礦物粒度分布不均，主要由粘倍)下進(jìn)行觀(guān)測和分析。土類(lèi)、鱗片狀的高嶺石和云母礦組成，具有- -定的孔隙結XRD分析在島津XRD-7000型X射線(xiàn)衍射儀上進(jìn)行。勾。分析條件:銅靶Kul線(xiàn)，管電壓40.0 kV ,管電流30.0 mA，油頁(yè)巖和干酪根的FTIR和XRD圖見(jiàn)圖2(a )和(b)所接收狹縫0. 30 mm.掃描速度6.00●min 1.步徑0.02,步示。由FTIR圖可以得到油頁(yè)巖各官能團信息，由圖可以看掃時(shí)間0.20s.采用連續掃描方式搜集衍射峰形,掃描區間出，在2 920 cm-'(uo CH:), 2 850 cm (u CH2),1 45020-2. 00°~75.00。cm (公CH2 )和1380 cm 1 (& CHz )處的吸收峰歸屬于脂FTIR分析在VERTEX70傅里葉紅外光譜儀(德國肪族 C- H官能團的振動(dòng)峰。在3 100~3 000，1 620和736BRU KER)上進(jìn)行。分析前將樣品在105 C干燥12 h,將油cm '歸屬于芳香族譜帶上的C- H振動(dòng)峰11。在3 000~頁(yè)巖與溴化鉀(光譜純)按1 : 100(Wt)充分研磨、混合、壓片2 850 cm-'譜帶 上的振動(dòng)峰歸屬于亞甲基官能團的對稱(chēng)和不后進(jìn)行分析。掃描范圍為4 000~400 cm，分辨率0.4對稱(chēng)振動(dòng)峰。在1 600 em~處是芳香環(huán)C- C骨架的伸縮振cm 1，測試方式為透射式。動(dòng)，在1700cm1附近是羰基或羧基C-0基團的伸縮振SEM形貌分析采用日本電子(JE0L)JSM 6510 LV型掃動(dòng)峰。在3350cm!處是0-H基團的伸縮振動(dòng)峰,說(shuō)明油描電子顯微鏡(SEM)進(jìn)行測定,測試條件:加速電壓0.2~頁(yè)巖中存在大量的有機質(zhì)官能團,其中以脂肪族、和芳香族入中集q第4期光譜學(xué)與光譜分析1123和877 cm-'處吸收峰歸屬于方解石，1 170~1 060和804~失，有機質(zhì)干酪根發(fā)生團聚,礦物結構明顯減少。780cm-'為Si- 0鍵的伸縮振動(dòng)峰,結合XRD圖譜說(shuō)明油loishgle (aAlL6A頁(yè)巖中的石英及高嶺石、伊利石等黏土礦物的吸收帶相互重Kerogu疊形成強吸收峰;804~-780cm1系石英的特征吸收峰,520~480 em-'為高嶺石、伊利石、蒙脫石的共同吸收峰。經(jīng)酸影洗的干酪根的FTIR圖中，代表灰分的官能團基本消失，特o。。HC別是指紋區的吸收峰數量減少,干酪根中的無(wú)機礦物主要有si6cc3560，1130和480ecm~處的石英的Si0基團吸收峰和-OH↓409em^1處的黃鐵礦Fe-S基團的吸收峰;酸洗干酪根在HC。3130cm1的Co-H和1620em-1的C-H振動(dòng)峰的強度增4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500加，說(shuō)明干酪根中脂肪族和芳香族結構增加。Wave number/cm'500 (bkengen400300wiKerogenMinerals200(團) Images fom dry objective10iee足ie051015202530354045505560657075Degrees-20/0)圖2油頁(yè)巖的FTIR(a )和XRD衍射圖譜(b)Fig.2 (a) FTIR and (b) XRD spectra of YJ oil shaleQ: quartz; I: Ilite; K: Kaolinite; C: Calcite; Ca: Calcium carbon-ate. I/S: llite/smectite mixed layer; P: Pyrite(6) Images from oi-inmerion objective圖1油頁(yè)巖的偏光顯微鏡分析Fig 1 Polarizing microscope images of oil shale(a)Clay(b) Kaolinite油頁(yè)巖的X射線(xiàn)衍射圖見(jiàn)圖2(b)所示,結合油頁(yè)巖的灰成分分析與X射線(xiàn)衍射分析,初步判斷油頁(yè)巖中的主要礦物由粘土類(lèi)的石英、伊利石、高嶺石、方解石、云母、黃鐵礦、伊/蒙混層等組成，同時(shí)含有少量的鹽類(lèi)以及其他微量礦物。石英是油頁(yè)巖中含量最豐富的礦物。油頁(yè)巖樣品的灰成分中含有鉀、鈉等成分,表明油頁(yè)巖中存在一-定量的蒙脫石、長(cháng)石類(lèi)礦物。由干酪根的X射線(xiàn)衍射圖可以看出，油頁(yè)(C) Kerogen .巖經(jīng)過(guò)酸洗，除石英和黃鐵礦外，大部分無(wú)機礦物已基本被除去，如方解石、碳酸鹽、高嶺石以及其他微量礦物。酸洗圖3油頁(yè)巖及酸洗干酪根的SEM形貌特征Fig. 3 SEM images of oil shale and kerogen油頁(yè)巖的X衍射圖譜中20角在5° ~ 30°之間出現的凹凸峰為有機質(zhì)干酪根不定型碳的衍射疊加峰。from oil shale by pickling圖3為油頁(yè)巖和干酪根的SEM圖，由圖可以清晰的看2.2溫度對固態(tài)產(chǎn)物形態(tài)結構的影響到油頁(yè)巖的礦物結構特點(diǎn).如粘連的粘土礦物，片狀結構、空隙豐富的高嶺石等，見(jiàn)圖3(a)和(b)所示。由圖2的FTIR利用偏光顯微鏡、XRD、FTIR和SEM等分析手段研究和XRD分析表明,通過(guò)酸洗的干酪根去除了大部分礦物質(zhì),了不同溫度下油頁(yè)巖及半焦的礦物組成和結構特點(diǎn)。剩余礦物主要是石英和黃鐵礦等。通過(guò)掃描電鏡觀(guān)察經(jīng)酸洗2.2.1熱解半焦的偏光顯微鏡分析圖4為執解半售的偏光顯微鏡照片。由圖可以看出。執1124光譜學(xué)與光譜分析第36卷解后的半焦形成黑色條狀和塊狀“溝壑”，這是如圖1所示的衍射峰強度較高，當溫度升至550 °C時(shí)出現變形和減弱，開(kāi)條狀和塊狀干酪根熱解后滯留的殘炭。由圖可以看出，細粒始向偏高嶺石轉變;當溫度升至650 C時(shí)徹底消失,說(shuō)明在砂巖礦物的顏色發(fā)生變化，由原來(lái)的黃褐色變成熱解后的多650 C時(shí)高嶺石已完全轉變成偏高嶺石。在300 C時(shí)，黃鐵色點(diǎn)綴。礦的特征峰開(kāi)始變弱,在溫度高于475 C.黃鐵礦的特征峰消失.說(shuō)明黃鐵礦已分解。溫度升至850和1 000 °C時(shí).油頁(yè)巖半焦26在39° ~42°時(shí)出現了新的衍射峰,說(shuō)明在高溫下有新的物相生成;與低溫下相同20角物相比較,說(shuō)明溫度對油頁(yè)巖礦物結構和組成有顯著(zhù)影響。2.2.3 紅外光譜分析圖6為不同熱解終溫下油頁(yè)巖熱解半焦的RT-IR譜圖。(a) Carbon residue in semi-coke由圖可見(jiàn)，油頁(yè)巖及半焦的紅外吸收主要由氫氧鍵(O一H,3412和1644 cmi 1 )、碳氫鍵(C- H,3 130.2 990和1400cm-1)、 C=C雙鍵(1 620em^ 1 )、羥基碳氧鍵(C- 0, 625:m-' )等有機官能團的伸縮振動(dòng)、剪式振動(dòng)或變形引起。油，頁(yè)巖中有機官能團的峰強度隨溫度變化不同。隨熱解溫度升高,2990和1 400 em~ 1附近的脂肪族C- H鍵、 0- H鍵和C-0鍵的吸收強度降低;而C-C雙鍵和3130cm1附近:(b) Minenalsin semicoke的芳香族C-H鍵的吸收強度增加,說(shuō)明隨溫度升高發(fā)生了圖4油頁(yè)巖熱解半焦的偏光顯微鏡分析-系列氧化、水解、脫氫、縮合等反應，且不同溫度下反應Fig. 4 Polarizing microscope images of oil shale semi coke發(fā)生的強度不同。2.2.2 x 射線(xiàn)衍射分析300圖5為不同熱解終溫下油頁(yè)巖熱解半焦的XRD圖譜。550C由圖可以看出，隨著(zhù)熱解溫度的升高,油頁(yè)巖熱解半焦XRD圖譜中最強特征峰20角由375 °C的26. 6°偏移至1 000 C的850C27. 02° ,且峰強度降低,說(shuō)明隨著(zhù)溫度的升高，在20= 26.6°~27. 02°間物質(zhì)的物相發(fā)生變化。油頁(yè)巖在20= 26.6°存在的情↓主要物相是云母、石英、伊利石和有機碳等礦物，隨著(zhù)溫度i.o↓的升高，伊利石發(fā)生分解反應，有機碳則發(fā)生分解和縮合反4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500應，同時(shí)伴隨溫度升高,油頁(yè)巖中礦物的的晶型結構發(fā)生變Wave number/cm化，使20角發(fā)生偏移，石英、云母的特征峰近似不變。在溫圖6不同熱解溫度下油頁(yè)巖的半焦的紅外光譜圖度由375 °C升高至550 C過(guò)程中，油頁(yè)巖半焦的伊蒙混層和Fig.6 FTIR spectra of oil shale pyrolysis (from oil伊利石的衍射特征峰強度均出現急劇的下降，在650 °C時(shí)基shale to semi-coke ) on different temperature本消失。在300和475 C油頁(yè)巖半焦的20= 12. 28°的高嶺石隨熱解終溫升高,油頁(yè)巖中干酪根發(fā)生反應的同時(shí),油8og。5osnale頁(yè)巖半焦的結構也發(fā)生顯著(zhù)變化。其中3700 cmi 1的Al-300C0 - - H彎曲振動(dòng)峰歸屬于高嶺石,3620 em-的Al-0- -H基和548 cm的Si -0一Al 基則歸屬于蒙脫石。3 350，1130和470cm-歸屬于高嶺石、伊利石、蒙脫石和硅酸鹽S50C等粘土礦物的Si- 0基共同吸收峰;在3 410 cm^ 1 歸屬于層650C間水分子0- H鍵的伸縮振動(dòng)峰,該吸收峰與0- H鍵在中1000C頻區1 650 cm 1的彎曲振動(dòng)峰對應02]。620 cm~的歸屬于烷51015202530354045505560657075烴和方解石的C 0雙鍵的振動(dòng)峰。在油頁(yè)巖中高嶺石和Degrees-20(0)蒙脫石的峰形相對較小，隨著(zhù)溫度升高至300 °C, 3 700和圖5不同熱解溫度下油頁(yè)巖熱解半焦的XRD衍射圖譜3620cm-的Al- 0- H基的彎曲振動(dòng)峰增大，結合圖7的Fig 5 XRD patterns of semicoke from oil shaleXRD衍射圖譜分析表明,高嶺石經(jīng)過(guò)脫水作用，失去羥基，pyrolysis under different temperature高嶺石的有序結構被破壞,轉變成非晶態(tài)的偏高嶺石81。溫Q: Qurtz; K: Kaolinite; I: llite; Ca: Calcium carbonate ;度升高至475 C, 3700 cm '的AI- 0- H 基的峰形減小，P: Pyrite; I/S ; llite/smectite mixed layer; C: Carbon0c00第4期光譜學(xué)與光譜分析11250- Al的峰強度也成減弱趨勢;當溫度升高至550 °C時(shí)，下與偏高嶺石分解生成的具有較強化合能力的Si02形成了3700 cm-的Al -0- H峰形有所增強，而3 620 cm-'的(FeO- AkO3 - Si0z )低熔點(diǎn)共融物7.15。. A- -0- - H峰完全消失，而548 cm的Si- 0- - -Al的峰強度略有增強;當溫度升高至650 °C時(shí)，3 700和3 620 cm-的表21 000 C熱解半焦的能譜分析AI- -0- H峰及548cm^ 1的Si- 0- - Al峰完全消失，說(shuō)明在Table 2 EDS of shale semi-coke at 1 000 C650C時(shí)高嶺石和蒙脫石已經(jīng)完全分解成偏高嶺石;隨著(zhù)熱TestingCAlFer解溫度的進(jìn)一步升高， 在1000 C偏高嶺石分解生成AI- Sipoint (mol )%(mol )%(mol)% (mol )%尖晶石和無(wú)定型Si0204] ,如反應式所示。A23. 4633. 347.118.1920. 41ALO3●2Si02●2H2O450~700 C^AlO3●2Si02+2H2O46. 6927.9911.512(Al2O3●2Si0z )925~1 050 C>2Al2Os●3SiO2 + SiOz (無(wú)定型)3結論通過(guò)對油頁(yè)巖及其不同熱解溫度下半焦的光譜學(xué)數據分析，得到以下結論和認識:(1)油頁(yè)巖的礦物結構和形態(tài)復雜，無(wú)機礦物主要有石英、高嶺石、伊利石、粘士礦物以及黃鐵礦等;有機質(zhì)干酪根呈條塊狀不均勻的分布于無(wú)機礦物中，干酪根的變質(zhì)程度較高，富含脂肪族和芳香族結構。(2 )油頁(yè)巖中干酪根隨溫度升高，芳香氫、脂肪族C- H圖7熱解終溫1000C下半焦的SEM圖基團的強度降低.芳香碳的強度升高.分解完成后在半焦表Fig 7 SEM images of oil shale semi -coke at 1 000 C面上形成“溝壑”狀殘炭印記。(3)熱解半焦的形態(tài)和結構隨溫度的變化較大，半焦中圖7為熱解溫度1 000C下半焦的SEM圖。由圖可以看伊蒙混層、伊利石、高嶺石和黃鐵礦等礦物在300 °C開(kāi)始分出，在半焦的表面上出現了“圓點(diǎn)”狀物質(zhì)(見(jiàn)圖中A點(diǎn)所解轉化，650C熱解完成，在1000C分解的礦物形成低熔示),對圖中A、B點(diǎn)進(jìn)行EDS能譜分析(見(jiàn)表2所示)，在點(diǎn)共融物?！皥A點(diǎn)”狀物質(zhì)A處檢測出了鐵、碳、氧、硅、鋁五種主要元(4 )熱解溫度對油頁(yè)巖熱解過(guò)程和礦物結構的影響較大，素，而能夠代表半焦礦物組成的B處測得了碳、氧、硅、鋁選擇合適的油頁(yè)巖加工工藝和熱解溫度,對油頁(yè)巖熱解產(chǎn)物四種主要元素，沒(méi)有測得鐵元素.說(shuō)明“圓點(diǎn)”狀物質(zhì)是在高和半焦的結構和特點(diǎn)都具有重要影響,對油頁(yè)巖礦物的綜合溫下生成的新物質(zhì),這可能是由油頁(yè)巖中的含鐵礦物在高溫利用，特別是半焦的綜合開(kāi)發(fā)具有現實(shí)意義。References[1] Jacob H Bauman, Milind D Deo. 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Aiming to discuss the change characteristic and evolution mechanism of mineral structure of oil shale，kerogen and sime-coke from oil shale py rolysis under different temperature ，the oil shale sample w as obtained from Y aojie located in Gansu prov -ince，and the oil shale after py rolysis ex periments and acid w ashing w ere investigated and analyzed in detail w ithpolarizing micro -scope, Fourier transform spectroscopy (FTIR), X-Ray diffraction (XRD ) and scanning electron microscope (SEM ). The resultshows that the mainly minerals of oil shale include quartz , clay and pyrite; kerogen is randomly distributed as mainly strip-shaped or blocky in inorganic minerals。The metamorphic degree of kerogen is higher，and rich in aliphatic structures and aro-increasing，the composition of mineral begins to dissolve , kaolinite turning into metakaolinite with dehydration at 300 C, clayminerals such as kaolinite and montmorillonite completely turn into metakaoliniteat 650 C . The silica-alumina spinel and amor-phous SiO2，generated from the decomposition of metakaolinite at 1 000 °C , and the amorphous Si02，tends to react with ironmineral to form relative low melting point mix ture on the semi-coke surfaces, such as FeO一Al O3一Si02 。kerogen break downw ith increasing temperature , the infrared spectra intensity of C一H band of aliphatic and aromatic is reduced，w hile the intensityof C- C band aromatic is increased , and more carbonaceous residue as gully -shaped that remains in the mineral matrix after py-rolysis . These results are important for both the study of structure evolution of kerogen and minerals on the process of oil shalepy rolysis and w ill benefit for the subsequent processing and utilization of shale oil resource .Keywords Oil shale ; Pyrolysis; M ineral; Kerogen ; Spectral analysis(Received Jun. 9, 2015; accepted Oct. 6, 2015)* Corresponding author