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1、部分煤质基础知识简介一、煤的物理性质颜色和粉色 光泽 比重和容重 透明度 折光性 反光性 发光性 煤的物理性质硬度脆度断口裂隙导电性磁性和耐热性等是煤对不同波长可见光波吸煤的颜色是指新鲜煤块表面的自 然色彩,在普通白光照射下,煤呈现不同的颜色。收的结果。在不同 的光学条件下,腐植煤的表色随着变质程度的煤的表面反射光线所显 示的颜色称为表色。 增高而变化,见下表:变质程度 鉴定标志3、 组成部分的水 平定向4、某种 包裹体在一个 层面上的分布煤褐煤烟3、煤岩组分的水平定向煤烟无质低变4、中变质 泥质透镜体及 其它包裹体在 一个层面丝炭 透镜体、上的 分布变咼质颜色5、薄的顺层散 布的植物碎屑 和
2、云母碎片6、 沿层面的泥质 薄膜褐黑5、顺层 分布的镜煤 化和丝炭化 植物残屑、沿 层面分布的 泥质薄膜6黑黑带灰灰黑、钢灰、略带金 黄色彩色粉7、岩石的不同 颜色棕深棕到棕 黑7、颜色的 意义不大深棕到棕黑黑微带 棕深黑、深灰泽光无光泽或暗 沥青光泽沥青玻到 璃光泽玻璃到强玻 璃光泽强玻璃金刚、似金属光泽内生裂隙几乎无到不发育较发育很发育较发育不发育腐泥煤的表色有时呈深灰色,有时为浅黄、棕褐,有时为灰绿以至黑 色,变化不定。煤中水分能使煤的颜色加深,矿物质所起的作用往往 相反。-1-煤研成粉末的颜色称为粉色。一般都用钢针刻划煤的表面或者用镜煤 在脱釉的素烧瓷板上刻划的条痕而得, 所以也被称为
3、条痕色。煤的粉 色往往略浅于表色,但是煤的粉色变化又较表色固定,因而常常可以 收到更好的效果。在普通透射光下煤的切面(薄片)所显的颜色称为体色。在垂直反射 光下煤的表面(光片)所显示的颜色称为反射色。长焰煤常见光泽为沥青状光泽,颜色黑色,有时带有褐黑色色彩,条 痕褐色、褐黑色。比重是指煤在一定温度下(20C)条件下,煤的重量与相同体积(不 包括煤孔隙中的)水的重量之比。体重(容重),指在一定的温度(20C) 条件下,煤的重量与同体积(包括煤孔隙中的)水的重量之比。比重容重 孔隙率二X 100%比重变质程度以及煤中所含矿物的成分和含量有密煤的比重与煤岩 类型、煤的比重因此,切关系。通常所指煤的比
4、重都是包括矿物质在 内的比重。变比重随矿物质含量的增大而增大。 很大程度上受到所含 矿物质的影响,一般暗淡煤的比重较比重也有差异,质程度相同的煤, 其煤岩类型不同,烟煤1.3光亮煤为大。煤的比重随着变质程度的 增高而加大。褐煤一般。1.9;腐泥煤一般仅为多为1.3,无烟煤为 1.4。煤的容重是在勘探过煤的容重又称 “煤的体重” 或“煤 的假比重” 程中通过采集专门的容重样测定的。 它是煤层储量计算的 重要参数之一。,无烟煤的容重变化范1.40,烟煤为般褐煤的容重为 1.05,煤的容重同样受煤岩类型、 变质程度和矿物质 的围大,可由-2- 影响。是肉眼鉴定煤的主要标煤的光泽是指常光下煤新鲜表面的
5、反光能力,志之一。 根据煤的平均光泽强度用肉眼可以区分出腐植煤的 四种煤岩类 型:光亮煤,半亮煤,半暗煤和暗淡煤。金刚光泽和似 金属光玻璃光泽、 腐植煤常见的光泽特征有沥青光泽、 此外还有常见 的油脂光泽为玻璃光泽由于表面不平所引起的变种; 泽等。由于纤维 状集合方式所引起的例如: 因集合方式不同所造成的光泽变种, 年轻 褐煤常常是微由于松散状集合方式所引起的土状光泽等。丝绢光泽, 弱的象蜡一样的光泽,称为蜡状光泽。腐泥煤一般光泽暗淡。风氧化 变质程度、影响煤的光泽变化的因素很多, 主要有煤岩成分、 程度、 矿物质特征和表面性质、断口、裂隙、错动与沾污等。 煤的硬度泛 指抵抗外来机械作用的能力
6、或强度。 刻划硬度 压痕硬度煤的硬 度 磨损硬度(耐磨硬度)刻划硬度接近于普通矿物鉴定中的摩氏(Mons)硬度,它是用一套 标准矿物(摩氏硬度计)刻划煤标本而得出的粗略的相对硬度概念。 目前普遍采用显微硬度作为变质指标,它是压痕硬度的一种。参次状断口煤的断口 (根据表面阶梯状断口形状和性棱角状断口质的不同) 粒状断口针状断口等煤的裂隙是指在成煤过程中, 煤受到自然界各种应力的影响所造成的 裂开现象。按成因不同分为内生裂隙和外生裂隙两种。-3-内生裂隙是在煤化作用过程中, 煤中凝胶化物质受到温度和压力等因 素的影响, 体积均匀收缩产生内张力而形成的一种张裂隙。 内生裂隙 的发育情况与煤的变质程度
7、和煤岩成分(煤岩类型)密切相关。在同 一煤岩类型中,内生裂隙的数目(或发育程度)随变质程度由低到高, 作规律性变化。内生裂隙具有以下特点:(1)主要出现在比较均匀致密的光亮煤分层中,特别是镜煤凸镜体 或条带中最发育;(2)一般垂直或大致垂直层理面;(3)裂隙面较平坦光滑, 裂隙面或断层常伴生有眼球状的张力痕迹; ( 4)裂隙方向有大致互相垂直或斜交的两组, 交叉呈四方形或菱形, 其中一组裂隙较发育,另一组裂隙稀疏为次要裂隙组;(5)裂隙在中变质烟煤中最发育,而褐煤和无烟煤中则不发育。由 于光亮煤中的内生裂隙在同一变质阶段煤中数目比较稳定, 因此,在 判断煤的变质程度时,常以光亮煤为准。 外生裂
8、隙是在煤层形成之后,受构造应力的作用产生的。其特点为:(1)外生裂隙可出现在煤层的任何部位, 通常以光亮煤分层最为发育,并往往同时穿过几个煤岩分层;(2)以不同角度与煤层层理面斜交;(3)裂隙面上常有波状、羽毛状或光滑的滑动痕迹,有时还可见到 次生矿物或破碎煤屑的充填;(4)外生裂隙有时沿袭既成的内生裂隙而重叠发生。 煤在受力时或在自然条件下破坏时,沿不同方向各组裂隙发生破-4- 。常见的节理有裂并构成一定的几何形态,某些作者称之为“节理” 板状、柱状、立方体状、平行六面体状等;有时还可见到由复杂的外 生裂隙面交互构成的近球状、锥状和鳞片状等。 二、 煤的 结构和构造 1、煤的结构厚度、煤的结
9、构是指煤的组成成分 的各种特征包括形态、 大小、煤的结构反映了成煤植物组织残迹以 及它们之间数量关系的变化等。 煤的各种组成成分及其变化过程。 在 变质过程中,原始质料的性质、 在高变质煤中就不容易鉴定各种组成 分在肉眼标志上区别逐渐消失, 成成分,因而煤肉眼结构逐渐不明 显而趋于均一。 构条带状结 构线理状结 构凸镜状结 均)一状 结构见(最常的 煤的结构 木质状结构 纤维状结构 粒状结构 叶片状结构(1)条带状结构由煤的组成成分相互交替而成条带状结构 宽条带状( 5mm)条带状结构中条带状(3 5mm)细条带状(1 3 mm)条带结构在烟煤中表现最明显, 尤以半亮煤和半暗煤中最常见, 年轻
10、 的褐煤和高变质的无烟煤中条带状结构不明显。( 2)线理状结构-5-往往伴随条带状结构同时出现,其宽度小于 1mm。根据线理之间交 替的间距又可分为密集线理状和稀疏线理状两种。 组成线理的物质成 分往往是镜煤、丝炭和粘土矿物等,它们断续出现在煤层各部分。以 半暗煤中常见。( 3)凸镜状结构镜煤、丝炭、粘土矿物和黄铁矿常以大小不等的凸镜体形式,连续或 不连续散布于煤层中,构成凸镜状结构。和线理状结构一样,凸镜状 结构也常常同条带状结构伴生, 并可作为条带状结构的一种特殊的变 型。以半暗煤和暗淡煤中常见。( 4)均一状结构组成成分较单纯,均匀,镜煤具较典型的均一状结构,若干腐泥煤、 腐植腐泥煤和某
11、些无烟煤也具有均一状结构。( 5)木质状结构是植物原生结构在煤中的反映。 煤在外观上清楚地保存了植物基部的木质组织的痕迹。有时还可见到已被煤化的保存完整的树干和树桩, 一般认为在泥炭化阶段由于凝胶化作用中断而保存。 木质状结构多见 于褐煤。(6)纤维状结构在一定程度上反映了植物原生结构,其最大特点是具有沿着一个方向 延伸的性质。是植物茎部组织丝炭化作用的产物,具疏松多孔的特点。 丝炭常以明显的纤维状结构为重要鉴定特征。因此,丝炭又常称为纤 维煤。(7)粒状结构肉眼可见清楚的颗粒状。常常是由煤中散布着大量稳定组分或矿物所 造成。常为某些暗煤或暗淡煤所特有的。它的变型有时呈鲕状或豆状 结构-6-等
12、。8)叶片状结构(具有纤细的页理,能被分成极薄的薄片,外 观呈纸片状、叶片状。主要由于煤中顺层分布着大量角质体或木栓 体所致。2、煤的构造煤的构造是组成成分之间的空间排列和分布特 点以及它们之间的相互关系。它与煤组成成分的自身特征(如形态、 大小)无关,而与植物遗结构和构造之间最主要的差别体的聚积条件 和变化过程有关。由此可见,而构造仅说明煤中各组成成分和煤岩在 于鉴定结构时必须考虑组成成分,类型在空间中的分布、排列,它的最重要的构造标志是层理。 沉积岩和煤中的层理形成原因对比.原因层理形成的因形岩积 中层理成的原煤中沉木质镜煤的植物茎部碎片大小的 1、作为丝炭、木煤、 1、颗粒大小的变化 变
13、化2、不同煤分层 的互层a腐植煤分层与腐泥煤分层的互层 2、各种成分分层的互层b、光亮煤分层与暗淡煤分层等的互层煤的构造按层理特征分为层状构造和块状构造。(1)层状构造连续状水平层理不连续状(按煤层中层理的形态)不连续状层状构造波状层理凸镜状水平一波状斜层理斜波状,-7-水平层理表明泥炭沼泽内原始质料在平静的环境中,几乎没有水流动的条件下沉积形成,波状层理和斜层理表明泥炭沼泽内原始质料沉积 的不均匀和水流动荡等条件下形成。因此,根据层理形态及厚度,可 以判断泥炭沼泽中介质的运动性质、 介质运动的方向和物质的搬运强 度等等。见下表,.层理形态类型层理的亚型所反映的介质运动性质极为微弱的,不明显的
14、 连续状 水平层理同上 不连续状不大不连续状运动强度有变化的 波状层理凸镜状微弱波动的水平一波状斜层理斜层理定向流动的煤中最常见的是水平层理,多数为连续水平层理,也有断续水平层理。 此外煤中见到一种细水平层理,经 X光检验,所得煤的X射线图象 表明这种情况是由纯煤物质(具白色色调的浅灰色)和矿物质薄层、 薄膜(具暗色色调的浅灰色)相互交替造成的,说明泥炭沼泽内原始 质料和矿物杂质具明显的分异和重新分布的特点。(2)块状层理无层理,煤的外观均一致密,就一块标本来说,甚至难以分出垂直方 向和水平方向,说明成煤物质的相对均匀。多见于腐泥煤、腐植腐泥煤和某些暗淡型的腐植煤还原样燃点(C)原样燃点(C)
15、 煤的氧化程度二X 100%还原样燃点(C)氧化样燃点C) 确定各种煤类本性的两个非常重要的术语是煤的类型(Type) 和煤的煤化程度(Rank)煤的类型是由煤岩组分(有机显微组分和无 机显微组分的含量)和煤的物理性质(煤岩组分的形态和大小)表现 的特性所决定的,而煤的煤化程度主要是煤的变质作用所达到的程度。 因此反映各种-8-不同的有机的和无机的显微组分的比例、 分布和组成的煤的类型决定 煤的本性。同样反映与地球化学因素所引起的变质作用有关的煤化程 度也决定煤的本性。一般认为在泥炭阶段,由于煤岩组分还未形成, 而且并没有经受变质作用,泥炭的性质并不受到这两个参数的影响。 而各类泥炭的性质是由
16、原始植物组成和分解度(无定形腐植物质占泥 炭总有机物质的百分数)所决定的。但从褐煤开始,特别是烟煤阶段 开始这两个因素对形成煤的性质起很大的影响。从化学的观点来看,在煤的成熟(煤化)过程中原始物料有机质 官能团上的氧(开始)和氢(其次)从环状碳的“骨架”上脱去,并 以气体分子的形式(HO、CO、CH)从煤层中逸去,其结果是经受 变质作用过42x的煤中的碳含量随煤化程度的增高而增高,因而碳含 量时常用作确定煤化程度的指标。但是化学组成不相似的原始物料中的各种显微组分在煤化阶段所起的变化是完全不同的。因此,原始物料不同的两种类型的煤经相同的变质作用的程度, 它们的碳含量有显 著的差异(甚至以无灰基
17、作为基准,排除碳酸盐中碳的干扰时),在同一个煤层中可以观察到有明显区别的两类煤。同样地,含有相同煤岩显微组分的煤由于经受的变质作用的程度不同而使它们的碳含量 有明显的区别。所以只有煤的类型和煤化程度两个参数的紧密组合确 定了煤的化学结构和各种性质。由于镜煤和镜质组是各种煤岩类型中最纯净、最易辨认而又较易剥离的成分,它在煤化过程中的变化介于壳质组和丝质组之间,比较均匀、适中和有代表性。所以在确定煤的变质程度时,要用油浸物镜 下测得的镜质。)作为主要鉴定指标(见煤化学P33-36页)。R组 的最大反射率(Max丝质组的反射率在变质过程中变化幅度很小,稳 定组的反射率变化虽大,-9-但稳定组分本身在
18、高变质煤中已很少见,都不宜作为鉴定标准。根 据肉眼观察可将腐植煤划分为未变质的、低变质的、中变质的和高根据在显微镜下或油浸中测定镜质组最大反射率的数变质的等四个阶 段。阶段,0高变质的煤进一步划分为八个地质阶段,即值,可 将低、中、与按化学工艺性质划分的八个工业牌号 (褐煤 无烟煤) 大致相当,见下表:不同变质阶段煤的若干显微镜研究的指标一览表反射率焦渣外形示粘结性称焦渣外观特征说明名意编号显微镜透射光下的单偏光显微镜透射光下的正交偏光同的常见度 氧化带煤氧化铁的最小电极 G毫不粘结与原来煤样相1粉状似2粘着以手指轻压即碎成粉状现大量的晕彩状 的氢化煤同G右下角的数字是以配入电极 碳得到标准焦
19、型R工业牌号变质阶段变质程度凝胶化的大最)(颜色凝胶化基质稳定组分稳定组分凝胶化组分的颜色的透明度干涉褐黄6.69褐煤0色各向异性干涉色 稻草黄好浅褐无-极微弱浅灰 相同常比未变质煤 在新鲜断面 碳克数(整数)来非多可见新鲜的碳酸盐氧大在2030等难选50确定的 煤的显微活性组分中 40 P271和惰性组分,见煤质及化验基础知识褐红7.18长焰煤I 煤质低变 橙红 气煤n 7.74鲜浅黄 好 褐红 较弱 黄灰 黄-金黄 好 橙红、微褐 较强 黄 橙黄-红 皿肥煤8.47棕红W焦煤9.31中变质煤上橙红 较好 鲜橙红 强 橙红 红-暗红 较好 橙红 强 红 化下煤表与非氧化煤下部与非氧化(次风化
20、带下相现薄膜,小量晕彩状的更况数情明显,裂隙的非与化氢似,在裂隙 面上有时与非煤相同部的初期氧化铁。有时也可氧常见度强的煤度与发现尚有少量未氧化氧化非4030等低极难选0.5 结污指数(碱酸比X Na22.5 1.02.5 0.5NaO含量(%) 结污类0.5 0.3 0.30.50.2煤中的氯含量() 0.22110.32 34.47 34.47 110.32煤灰烧结强度 216000 50005000 16000/1700在下时(磅英寸1200 1120 14001150 T2502200 ?熔渣类 2325 227520502.62.0 0.62.62.0td 煤的低温干馏。r ()半焦
21、产率T ()、(CR、气体产率焦油产率)M测定总水分(、addadad粘在相同挥发分煤中,焦油产率的变化与原为煤挥发分大致呈正相关系,结性强的煤焦油产率较高煤的气化指标:-18-1、煤的化学活性(煤对CO的反应性)是指在一定的温度条件下, 煤2对CO的还原能力。它直接影响煤在炉中的反应情况、耗煤量和 煤气2中的有效成分等,是气化和燃烧特性的一个重要指标(温度一二氧化碳还原率曲线)。评价煤的化学活时,用试验最终温度 1100C 测得的二氧化碳还原率作为评价指标。2、煤的结渣性是指在气化过程中结渣的难易程度,是评价气化用煤的2 米时及800公斤/200指标之一。煤的结渣性曲线(用炉栅强度 为、40
22、0的结渣百分数)。根据6毫米级的灰渣结渣率对煤的结渣性分为以下几个级别:5%难结渣煤.2 )米中等结渣煤时525%(400公斤/强结渣煤25%,结渣性愈强, 结渣率愈高,煤的结渣性与煤灰熔点有关,即灰熔点愈低愈易结渣。, 灰分愈高,同时与灰分含量及灰成分有关 、煤的抗碎强度、块度3作 为气化用煤,其块度不能过小,并在运输、装料过程中不发生过 多 的破碎,即具有足够的机械强度。 筛下物重量100%x块煤的下限率(含末率)二.筛上物重量+筛下物重量 50mm的矸石重量100%x= %煤的含矸率()煤样总重量煤的抗碎强度是指煤块受挤压、碰撞等作用而破碎的难易程度。它的块煤占原样 试验块煤25mm是动
23、力用煤和气化用煤的质量评价指标(的重量百分数)。-19-抗碎强度和煤化程度(V%)的关系:大于25mm的煤百分比越大,daf 表示抗碎强度越大。在焦煤和肥煤的位置出现最低值,即脆性最大, 而年轻烧年老煤则由于各自不同的结构原因, 脆度均小于中等变质程 度烟煤。按泰茨的规定:最脆的煤的指标小于10;脆的煤1030;坚固的3050;最坚固的大于50。在四种宏观煤岩组分中丝炭最脆, 其次是镜煤和亮煤, 脆度最小的是暗煤。 这是煤岩选择破碎法的依据。 (抗碎强度和煤化程度关系见煤化学 P90)4、煤的热稳定性(又称耐热强度)是指煤在高温燃烧或气化过程中 对热的稳定程度, 即块煤在高温作用下保持原来粒度
24、的性质。 热稳定 性是评价气化和动力用煤的指标之一。一般烟煤的热稳定性较好, 褐煤和无烟煤的热稳定性较差。 褐煤因为 含水较多,受热后水分蒸发,使煤变碎。无烟煤由于结构紧密,受热 后内外温差大,膨胀不均匀产生应力而使煤碎裂。5、煤的可磨性,标志着粉碎煤炭的难易程度。是根据磨碎定律来测 定煤炭的可磨性, 即研磨煤粉所消耗的功与煤炭产生的新表面的面积 成正比。在设计和改进制粉系统,估算磨煤机的产量和耗电率时,需 测定煤的可磨性,煤的可磨系数愈大,表示煤容易磨碎。煤的可磨性 指数在煤中C含量90%附近出现最大值,即最容易磨碎.煤的可磨性指数和煤化程度的关系见煤化学 P90。 希尔特定律(见煤田地质学
25、P219):在同一煤田大致相同的构造条件下,煤的挥发分向地壳深处依层逐渐减少。可以用挥发分 梯度,即地层深度每加大一百米挥发分(V)减少的数值来表示。不 同煤田中由daf于地热条件等的不同,挥发分梯度(也有人称之为变质 梯度)是不同的。-20-随地层深度的加大,除挥发分有规律地减少外,固定碳、碳含量和镜 质组反射率等则有规律地增高,其它煤变质指标也作有规律的变化。由于单一采用挥发分梯度指标容易受煤岩成分和成因类型的干扰而 出现背离希尔特定律的情况,使煤变质规律表现得不明显或甚至 “反 常”(特别是当煤层相隔很近,变质程度相差甚微时),所以最好综合 采用包括挥发分梯度、碳含量梯度和反射率梯度等各
26、项指标来表示煤 变质程度的变化,这样可以更准确地反映煤变质程度随地层深度而加 大的规律。事实上,当前也正是从这一种更广泛的涵义上来理解和使 用希尔特定律的。 煤层的风化带和氧化带到目前为止,对煤层的风化带和氧化带的划分尚无一致的意见,但一般习惯于把接近地表浅处煤的物理性质和化学性质都变化的地带叫 作风化带,把较深处煤的物理性质变化不大而化学工艺性质变化了的 地带称为次风化带。风化带和次风化带合称为氧化带,见下图:风化带未变化煤风化煤的成分和性质变化表煤的成分煤的成分 变化情 化情况 况变 和和 性质性 质降低以至完全失去粘结性 粘结性 碳含量减少降低以至完全消失 度 厚 氢含量胶质层 减少液碱
27、在性溶增加氧含量增加解度溶中的焦油产率度湿减少加增体气干馏CO和CO含量增加,氢和烃的含量减少灰分少减下况些,增下况般在一情加某情2成的分燃烧温度挥发分降低 煤变高质风始开在煤质变低,加增中中化减时少发热量增加 吸附能力 低降-21-氧化煤肉眼鉴定标志.煤岩特征光 泽 结构、构造 内生裂隙 机械强度 在裂隙内最普通的矿物 氧化带 无论在内生裂多 数情况下,没有隙面上或新鲜断在个别小上部氢氧化铁,有很多的 被风软松,化裂面上光泽皆比碎泥质的风化产物,有非(风化带的强块中发现有隙所掩盖 即稍捻氧成粉沫状化煤弱甚至时 它胶结了个别的煤暗烈氧化煤)轻微破坏淡无光块的上部有大量的褐色的氢由于风化,在内生
28、裂隙中部 机煤械强氧化铁充填在煤的裂内生面上比非氧化往弱度,裂(次风化带上隙与非氧化很隙中。碳酸盐薄膜常明显,具有与往部的中期氧化煤相同可煤弱,在新鲜 渐增是受溶蚀的。 也可发非氧化煤非到达与煤)相断面 上与非氧风化煤不仅不能炼焦和干馏,甚至作为燃料用煤,其价值也大大降低。越近地表,风化作用进行得越强烈,风化煤中的有机质部分 变为气体逸去,部分则被水溶解带走了,致使煤层在露头及近地表处 厚度显著变薄,甚至尖灭成“煤线”。强烈风化的煤由于次生腐植酸结构也变疏松甚至呈粉化合物的存在并受氢氧化铁的污染而呈褐色,沫状,这种褐色粉沫状的风化煤被称为“煤华”。有时因煤中含有铁 明钒石,风化后呈白色粉沫,称
29、为“煤垩”。煤华和煤垩都是找煤的 良好标志。煤的燃点:在有氧化剂(固体氧化剂亚硝酸钠和硝酸银等)共存的情 况下把煤加热到开始燃烧的温度,叫做煤的燃点。燃点与煤的变质程 度有明显的关系,变质程度高,煤的燃点高;变质程度低,煤的燃点 低。氧化以后的煤的燃点明显下降。-22-可分别测定用联苯胺处理过的煤样(还原样),用过氧化氢处理过的 煤样(氧化样)和未经处理过的煤样的燃点,然后按下式来确定煤样 的氧化程度:还原样燃点(C)原样燃点(C)氧化程度二X 100%还原样燃点(C)氧化样燃点(C)与煤自燃倾T还原样燃点(C) 原样燃点(C)。一般说厶厶T=oo都,,除褐煤和长焰煤外C的是易自 燃煤; TV
30、20C的煤向有关。 T4Ooo用测燃点的方法确定煤的氧化 程度比用元素分析、粘结,是不易自燃的煤 性和腐植酸产率等指标都 要灵敏得多。 类物质在工农业和医药上用途广泛。原生腐植酸)煤的腐植酸(年轻煤的透光率是区分褐煤和年轻烟煤较为有效的指标。透光率同等一系列指标都有很好的相关关omax、Q含 量、R年轻煤的C、Ogr,dafdafdaf原子比及含最、C/OV、H/C)系(见煤 炭化验手册P465,此外还与daf高内在水分的无灰基高位发热量等 指标有显著的线性相关关系。72值都PM的煤,几乎都65%(P均20%;C77C80%的煤,P都大于dafdaf475daf,这就是说,至气煤段后,煤的大分
31、 子结构基本上已不)几乎为100%PM再与稀硝溶液发生反应了。所 以透光率只能适用于区分年轻煤的煤化程度。 煤田地质普查勘探手册P56,煤的可选性评价(见煤田地质学),煤质及化验基础知识P70 (下)P274现将生产矿井的主要煤质指标和可选性指标简介如下。筛下物重量100%X(含末率)块煤的下限率二.筛上物重量+筛下物重量-23-50mm的矸石重量煤的含矸率(%)=X 100%煤样总重量吨生产大样,依次通过 6煤的筛分试验是指按规定的采 样方法采出 1 mm 和、3 mm、13 mm、6 mm25 mm 孑L径 150mm、100 mm、50 mm、级的筛下物重量,然后计的八个大筛子,分别称出
32、各 组长筛上物及1 mm同时把各级产物分别缩制出试验室用算各级产物 试样全样的重量百分数。煤样,测定水分、灰分、全硫或发热量等工 业分析项目,或其它专项测定,以全面了解各级产物的产率及其质量, 为矿(如粘结性和煤岩组分等)筛分试验也可为矿井制定产井设计部门建设筛选厂提供基础资料。此外,必要时也可根据筛分试验资料来 了解某煤年度质量指标的主要技术依据。一个或几个筛级煤的数量和质量。通过筛分试验,还可以了解各生产煤层的产率和不同粒级煤 的某些通过筛分试验可以了解各级煤的硫分对炼焦用煤,质量特征指标。同样,从而为制定某些结焦性较弱的炼焦煤的合分布情况以及煤 岩组分的异同, 理破碎方案,提供可靠的技术
33、依据。的 50mm煤的 浮沉试验,通常是指筛分试验后的各粒级煤样(大于等不同比重1.8、 1.5、1.6、,分别采用必须破碎到50mm以下)1.3、1.4三溴甲烷与四 氯化碳配成的有机溶(或用四氯化碳与苯、级的氯化锌溶液累积产率 及其根据不同比重级浮煤与沉煤的产率、液)进行的分选试验。,可 以了解煤样的可选相应的质量指标(如灰分、硫分或结焦性指标等) 工艺流程和设备要求等方面提供技从而为选煤厂设计确定选煤方法、 性,(即精在生产选煤厂中,术依据。通过浮沉试验可以算出洗煤的 数量效率。煤的实际回收率和理论回收率之比)-24-煤的可选性,是指在重力洗选过程中煤和杂质分离的难易程度。与杂质容易分离的
34、叫做易选煤,反之为难选煤。为了区别精煤与中煤分离 的难易程度,需要给予定量的指标,因此就常用可选性指标来评定煤 的可选性。.常用的煤炭可选性评定方法 论煤理精中煤含量(%)性等级等级可选率)(比重 1.41.8) ( %回收 (评价指标)如下:70 10等优易选(仅对中国煤的1、全量中煤法5070中等可选1020等良标准)见右表。洗选过程中,把比一级的中 1.8或重为间产物称为中煤。 按照我国国家标动力用煤1.8比重级的中煤量;1.4准规定:评价炼 焦用煤的可选性采用1.5 一般是用比重级的中煤量。1.8含)量法。煤的可选40 10 40)(量3010202030含士 0.1 等 易 选中 难
35、 选很难选很易选可选性等级 性曲线包括浮煤曲表示四组曲线。其中曲线B, 观察曲线入,比重曲线SB线B,沉煤曲线表示任一比重的浮煤和沉 煤的累3浮煤累计产率与累计灰分的关系;曲线(此处灰分是指每一 级表示浮煤的累计产率与其灰分观察曲线入计产率;表示沉煤累计产率与沉煤曲线B浮煤的灰分而非浮煤累计灰分)的关系;累计灰分的关系。曲线的上段极陡,易选煤,的形状可以判断煤的可选性:由 观察曲线入中段曲率甚大,下段坡度很小;反之,难选煤曲线上、中、 下三段的差别-25-很少甚至成为直线。煤的可浮性是指粒度小于1 (或0.5) mm的煤泥与其中的矿物质分离 的难易程度。纯煤(或精煤)与矿物质的分离,是根据两者
36、对水的吸 附性不同进行的。纯煤(主要指炼焦煤)的表面通常具有疏水性(憎 水性),而矿物质却有较好的亲水性。水滴滴在纯煤的表面上时,水 滴与煤粒表面间的夹角(常称接触角)大,而水滴在矿物质的表面时, 水滴与矿物质表面间的接触角小。为使纯煤的表面具有更大的疏水性, 在做可浮性试验时须加入一种叫做捕收剂的试剂(煤油、轻中油、蒽 油、萘油或轻柴油等)。这种捕收剂的分子两端性质不同,一端易于 吸着在煤粒上,另一端却是疏水的,这就使纯煤的表面疏水性更强。 向试验的矿浆中充入空气并加入一种叫做起泡剂的药剂(如松根油、 杂醇类等),矿浆中就产生一种比较稳定而具有弹性的细小的泡沫层。 这时,矿浆中表面为捕收剂所
37、包围的疏水的煤粒, 就附着在这种稳定 的气泡上,象乘气球似的随之上升,在液面上形成矿化泡沫层;而亲 水的矿物质颗粒表面不能与气泡粘附, 仍然留在矿浆里,这样就完成 了煤泥和矿物质的分离的过程。在试验时,为了提高浮煤(精煤)质 量,防止矸石颗粒浮起,在某些情况下要加入一种叫抑制剂的药剂 (如 水玻璃、氯化钙、石灰或亚硫酸纸浆废液等)。 标准焦型见煤炭试验方法汇编P146 (低温干馏)焦型体积变化主要特征、强度及其它A不粘结,粉状或粉中带有少量小块,接触就碎试验前后体积大体相等B微粘结,多于三块或块中带有少量粉,一拿就碎试验前后体积大体相等C粘结,整块或少于三块,很易碎 试验前后体积大体相等-26
38、-.粘结或微熔融,较硬,能用指甲刻画,少于五条明显裂纹,试验后较试验前体积明显D 手摸染指,无光泽减小(收缩)熔融,有黑的或稍带灰的光泽,硬,手摸不染指,多于五条试验后较 试验前体积明显 E明显裂纹,敲时带金属声响减小(收缩) 横断面完全熔融,并呈灰色,坚硬,手摸不染指,少于五条试验后较试验前体积明显F明显裂纹,敲时带金属声响减小(收缩)G 完全熔融,坚硬,敲时发岀清晰的金属声响试验前后体积大体相等试验后较试验前体积明显G微膨胀i增大(膨胀)试验后较试验前体积明显G中度膨胀2增大(膨胀)试验后较试验前体积明显 G强膨胀x增大(膨胀) 国际上已经形成了随着炼焦工业的不断 发展和配煤炼焦技术的进步
39、,能够形成焦炭的主要显微组分是活以煤 岩组分为基础的结焦理论。通常,壳质体树脂体以及活性半丝质体等。 在焦化过程中,性镜质体和壳质体、它并具有较镜质体低得多的反射 率,和树脂体的大部能形成挥发性物质,属于惰性组分并能增大镜质 体的流动性。有助于在焦炭结构中形成气泡,它和丝质体及矿物质在 磨碎后的煤中往往以微细的颗粒出现,的微粒体,相似,在焦化过程中均属惰性物质。)(Gray和格列Shapiro夏皮诺根据煤岩显微组分 和结焦性的关系,()利用反射光来区分活性组分和惰性组分、并提 出了以下的分类表。-27-过去,人们认为镜质组分就是活各型显微组或矿物显微组分组一般分类活性镜质体VV210如性组分,这种说法是不够全面的,惰性镜质体 VV镜质组7022SF质活性半丝体SFO21某些贫煤和无烟煤或褐煤和长焰煤 壳质 体EE150壳质组R树脂体R150有的虽然镜质组含量可能很高,中,微粒体MM7018惰性组丝质体FF7040以上,但它们在炼焦过程中 90%达SFS F惰性丝质体4022硫化物黄铁矿、白铁矿 所以只有达到仍然表现为惰性组分。方解石、菱铁矿 碳酸盐矿物矿物组 硅氧化物伊利石
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