准格尔电厂燃煤一直采用 6 下煤层，煤的显微组分包括有机组分和无机组分两大类，其中有机组分含量占 78. 2%，无机组分含量占 21. 8%。在有机显微组分中，镜质组含量为 25. 4% ～36. 6%，平均30. 5%，且以基质镜质组为主; 惰质组含量为38. 7% ～47. 4%，平均 43. 0%，且以丝质体为主; 壳质组含量为 0 ～6. 6%，平均 4. 8%，且以孢子体为主。有机显微组分中以惰质组含量最高，占整个有机组分含量的 54. 9%，其次为镜质组，占39. 0% 。无机显微组分主要由黏土矿物、碳酸岩矿物和硫化物构成，其中黏土矿物含量为17. 4% ～ 25. 1% ，平均 20. 3% ; 碳酸盐岩类矿物含量为 0 ～ 0. 8% ，平均 0. 4% ; 硫化物含量为 0 ～2. 0%，平均 1. 1%。在无机显微组分中，以黏土矿物组分含量最高，占整个无机组分含量的 93. 1%，无机组分的硫化物含量仅占整个无机组分含量的 5. 0% ( 表 2. 1) 。
测得煤样的水分为 2. 1% ～ 4. 9%，平均 3. 7%; 灰分为 23. 1% ～ 28. 9%，平均25. 4% ; 全硫含量为 0. 624% ～ 0. 928% ，平均 0. 8% ; 镜质体反射率 Rmin= 0. 56% ，Rmax=0. 65% ，平均 Ro= 0. 60% ，综合评定为低硫 ( St. d= 0. 5% ～ 0. 9% ) 、中灰 ( Ad= 16. 01% ～29% ) 、长焰煤 ( 表 2. 2) 。根据 2005 年最新资料，准格尔煤田黑岱沟露天矿生产的成品煤煤质特征如表 2. 3 所示。
用等离子体原子发射光谱法 ( ICP-AES) 对分 7 次采集的 7 批炉前煤样 ( 1 次/周) ，在 800℃1. 5 h 高温灰化后进行了化学成分分析，可以看出，燃煤的灰成分主要为 SiO2`和Al2`O3，其次为 Fe2O3和 CaO，含有少量的 MgO、K2O 和 Na2O。其中 SiO2含量为40. 6% ～44. 6% ，平均 42. 4% ; Al2O3含量为 47. 56% ～ 51. 68%，平均 49. 54%; Fe2O3和 CaO 含量的平均值分别为 4. 42%和 2. 46% ( 表 2. 4) 。
从表 2. 4 可以看出，准格尔电厂炉前煤灰分的化学组成与大多数电厂相似，但其不同氧化物的含量差异较大，明显具有低 SiO2、高 Al2O3特征，Al2O3平均含量高达 49. 54%。与首钢电厂炉前煤灰分相比有明显不同，首钢电厂的炉前煤来自山西大同，为山西组底部长焰煤 ( Ro= 0. 52% ～ 0. 64% ，平均 0. 59% ) ，灰成分分析中 SiO2的平均含量高达 59. 3%，Fe2O3平均含量为 11. 37%，而 Al2O3平均含量仅为 23. 24%。与全国 100 多家火电厂 112个煤样平均值相比，准格尔电厂煤灰中 SiO2含量低 10%左右，Al2O3含量反而高出 20%。
表 2. 1 准格尔电厂炉前煤的显微组分含量
表 2. 2 煤样的水分、灰分、全硫含量和反射率测定结果 ( %)
表 2. 3 近 3 年按收到基计算的成品煤煤质范围
( 据中国神华能源股份有限公司独立技术报告，2005)
表 2. 4 准格尔电厂炉前煤样 800℃ ×1. 5 h 灰化后灰成分分析结果 ( %)
注: a 据袁春林等，1998。
准格尔煤田黑岱沟露天矿补充矿勘探阶段所做的 6Ⅱ和 6Ⅲ—6Ⅵ煤灰成分分析 ( 表2. 5) 也表明: 6 Ⅱ 煤层灰分中 Al2O3含量高达 53. 94%，SiO2含量为 41. 30%，Fe2O3、CaO、MgO 含量分别为 1. 39% 、0. 63% 、0. 42% ，煤灰熔融 温 度大 于 1500℃ ( 难熔 灰T2> 1500℃ ) ; 6 Ⅲ—6 Ⅵ煤灰分中 Al2O3含量为 50. 59%，SiO2含量为 45. 26%，Fe2O3、CaO、MgO 含量分别为 3. 65% 、6. 34% 、0. 55% ，煤灰熔点均高于 1250℃ ( 高熔灰 T2=1250 ～ 1500℃ ) ，且大部分高于 1500℃ ( 难熔灰 T2> 1500℃ ) 。显然，煤灰中 Al2O3含量较高、Fe2O3和其他碱性氧化物含量较低是导致煤灰熔点温度较高的主要原因。
表 2. 5 黑岱沟露天矿补充勘探阶段煤的灰成分和煤灰熔融温度
( 据准格尔煤田黑岱沟露天矿补充勘探报告，1982)
用 ICP-AES 法测得准格尔电厂炉前煤灰分 ( 800℃ × 1. 5 h 高温灰化) 中的微量元素列于表 2. 6。从表 2. 6 中可以看出，微量元素平均含量从高到低依次为 Mo、Ni、As、Co、Cr、Pb、Cd 等，微量元素在不同样品中的变化范围较大，特别是 Mo 和 Cr 两种元素尤甚。与中国多数煤样元素平均值相比，各种微量元素的含量均超过平均值，超过的倍数在 2. 2 ～28. 5 之间，最低为 Pb，最高为 Mo，超过 10 倍以上的有 As、Cd、Mo 三种元素。而且所有微量元素的平均值都超过美国和澳大利亚煤的平均值。与世界煤中微量元素相比，除Pb 外，其他元素的平均值也都超出世界煤的平均值和范围值，其中以 Mo、Ni、As、Co最为明显。除 Cr 外，所有元素含量明显高于地壳中元素的平均值，这表明煤中微量元素在成煤过程中具有明显的富集作用。
表 2. 6 准格尔电厂炉前煤高温灰化 ( 800℃ ×1. 5 h) 后灰成分中的微量元素分析结果
注: a 据赵继尧等，2002; b 据 Sakorafa 等，1996。
不同学者给出的煤中元素富集因子的计算方法及判别标准有较大差异，主要表现在与地壳元素克拉克值比较时，是否选择参比元素以及选择何种元素作为参比元素。参比元素一般选取构成地壳的主要元素，并且遵从以下原则:
1) 所应用的方法对该元素有足够高的灵敏度，测定结果足够准确;
2) 该元素最好为参比体系 ( 或参比物质) 中的主要组成元素，且含量变化不大;
3) 元素的地球化学性质相对稳定，与地壳中含量相差较小。
从表 2. 6 中可以看出，镍元素的含量基本满足作为参比元素的要求，它在煤中的含量与地壳中的含量相近。再者，考虑到煤以有机物质为主体，其中大多数无机组分的含量偏低，以及煤燃烧后元素的富集，本次计算选择化学性质比较稳定的镍作为参比元素较为适宜。采用的元素富集因子计算公式如下:
高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用
式中: EF———富集因子;
Cx———煤中某种元素平均含量值;
CNi———煤中镍元素平均含量值;
C'x———地壳中某元素平均含量值;
C'Ni———地壳中镍元素平均含量值。
根据 Filippidis 等 ( 1996) 的评价标准，确定出元素富集程度的判别指标: EF >10 为强烈富集型，EF =2 ～ 10 为富集型，EF = 0. 5 ～ 2 为正常型，EF = 0. 5 ～ 0. 2 为亏损型，EF < 0. 2 为强烈亏损型。
将每种元素的富集因子计算结果列于表 2. 6，由此可见:
强烈富集型元素为: As、Cd、Mo。
正常型元素为: Co、Ni、Pb。
亏损型元素为: Cr。
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