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煤中矿物质种类及测定方法概述

2022-06-13 76

煤中矿物

煤中存在的矿物质主要包括粘土类、碳酸盐类、硫化物类及氧化硅等,根据其来源不同,可将矿物质划分为以下3种。一是“原生矿物质"——成煤植物中所含的无机元素,在煤中含量很少,很难通过洗选脱除;二是“次生矿物质"——煤形成过程中混入或与煤伴生的矿物质,含量一般也不高;三是“外来矿物质"——煤炭开采和加工处理中混入的矿物质,比较容易用洗煤方法除去。

测定煤中矿物的意义主要有两个方面:第一,煤中矿物质是计算“无矿物质基"结果的依据,“无矿物质基"表示的是以纯煤+水分为基础,“干燥无矿物质基"表示的是以“纯煤"为基础。“无矿物质基"结果对于研究煤质特征及其变化规律等有重要意义。由于煤的灰分是煤中矿物质的衍生物,因此,用“干燥无矿物质基"表示“纯煤基"要比“干燥无灰基"更科学。第二,煤中矿物质对煤炭气化、液化、燃烧等工艺过程有催化作用,有些则有阻滞作用。为此,测定煤中矿物质含量对深入研究他们对煤的工艺过程的作用也有重要意义。

煤中矿物的测定方法

煤中矿物的测定方法可分为直接测定方法和计算方法。

直接测定方法分为酸抽取法和低温灰化法:

1)酸抽取法:煤样用盐酸和氢氟酸处理,脱除煤中部分矿物质,然后测定酸处理后残留物中的矿物质,二者相加即为煤中矿物质含量。

2)低温灰化法:煤样在低温下(150℃)用活化氧灰化,以除去煤中有机物质,残留部分即为煤中矿物质含量。

计算方法:根据灰分、硫分等计算煤中矿物质含量。

煤中矿物质含量与灰分产率的关系

矿物质是煤中的固有成分,而灰分是一定加热条件下,大多数矿物氧化分解后的残留物。灰分的产率与加热温度、加热时间、通风条件等密切相关,煤在灰化过程中,矿物质会发生以下变化:

1)粘土和石膏等矿物会失去结晶水;

2)碳酸盐矿物受热分解产生二氧化碳;

3)硫化物(FeS2)发生氧化生成氧化铁与二氧化硫气体;

4)氯化物析出氯气;

5)还有些矿物会挥发。

尽管灰分来源于矿物质,但是灰分的组成和含量与矿物质的中的成分和含量是有一定差别的。煤中矿物质含量与灰分含量的变化关系可以用矿物质因数来反映,其关系式如下:

FMM=MM/Ad

式中:

FMM——矿物质因数

MM——干燥煤样中的矿物质含量,%

Ad——干燥煤样的灰分产率,%

 

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