摘要：文章介绍了煤炭的分类，指出了进行煤质化验的重要性，然后介绍了挥发分、黏结指数和胶质层厚度的化验方法，详细分析了化验步骤和注意事项，接着介绍了煤质灰分中矿物质成分，分析了采用半微量分析法化验煤质灰分成分的具体操作方法，最后介绍了煤质水分花样的制氧方法，并分别分析了通氮干燥法、空气干燥法和微波干燥法测定煤质中全水含量的原理和步骤。
关键词：煤质化验；黏结指数；通氮干燥法；空气干燥法；微波干燥法
中图分类号：TQ533 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2011）34-0079-02
我国是世界上煤炭产量最多的国家，煤炭广泛应用于冶金、电力等行业，在国民经济中发挥着非常重要的作用，我国煤炭资源分布广泛，种类繁多，近些年来煤炭生产机销售呈现出大型化和集团化的趋势。但随着世界能源的紧张和煤炭资源的日益枯竭，如何高效地利用煤炭资源成为了各国研究的热点，而在高效利用煤炭资源之前，最基本的工作就是对煤质进行成分化验分析，只有在掌握了煤质的成分之后，才能够进一步研究如何利用，因此，为了能够节约资源和最大化地实现经济效益，很多企业都将煤进行分类、配比然后再销售，这样对于煤厂和煤炭使用企业都有好处，因此，在煤炭采购、销售、配比之前，都需要通过化验来掌握煤的成分和具体别，以达到采购或销售的相关指标。
一、我国的煤炭分类及相关指标
目前我国新规定的煤炭分类，按照煤的变质程度将煤分为无烟煤、烟煤和褐煤三大类，无烟煤和褐煤按照煤化程度又进一步分为3个和2个小类，烟煤又分为贫煤、瘦煤、气煤等12个小分类。
目前煤炭的分类指标主要有干燥无灰基挥发分、胶质层最大厚度、黏结指数和奥氏膨胀度4个，通过分析煤炭深加工和销售市场，主要针对挥发分、黏结指数、胶质层厚度进行测定，此外，还包括灰分、水分的测定，本文就主要从这几个方面来分析煤质的化验。
二、挥发分、黏结指数和胶质层厚度的化验
在进行挥发分、黏结指数和胶质层厚度的化验之前，需要先取样，一般取样质量不少于200kg，进行分类制样时，按照GB《煤样的制备方法》来操作，例如当煤的灰分大于10%时需要进行减灰处理，然后再根据化验要求，将煤样制成不同粒径的颗粒，化验胶质的煤粒径应小于1.5mm，可通过圆孔筛筛选后得到。制备好的煤样应立即放入密闭的容器中，贴好标签保存于阴凉处。
煤的挥发分、黏结指数和胶质层厚度化验具有很严格的规范，挥发分测定需要按规定选取坩埚、加热温度、加热时间等，化验粘结指数时要注意无烟煤与烟煤的混合程度、焦化温度和时间等，化验胶质层厚度时要注意装样的上下部位。
在测试过程中，需要科学安排测试顺序，以提高化验准确度和效率，一般情况下是先测定灰分，确定是否需要减灰，然后测定挥发分，由此初步确定煤质的大概分类，但挥发分小于10%时，就没有必要进行粘结指数和胶质层厚度的化验即可得到煤质的牌号，当挥发分超过37%、结焦特征小于3时，煤样和无烟煤按3:3配比来化验黏结指数，当黏结指数大于85时，才需要进行角质层厚度的化验，因此，只要按照正确的顺序，才准确判断煤质的具体分类，进而满足煤炭生产、销售和运用的需求。当这三个指标化验完以后，就可以参照《中国煤炭分类》，根据挥发分值、黏结指数和胶质层厚度来确定煤炭的牌号。
在化验过程中，不同测试项目都有时间要求，挥发分的化验没有具体时间，但最好在制样后1周之内完成，在实际过程中，煤样会被氧化，会影响黏结指数和胶质层厚度，因此测定黏结指数时最好在制样后3天，化验胶质层厚度时应在制样后一周之内。
三、煤的灰成分化验
通过对煤的灰成分进行分析，就可以推断出煤种的矿物质含量，在煤的储量勘探过程中，可以用煤灰分作为煤层对比的一个重要参考依据。目前煤的灰分中主要的化学物质是二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化锰、氧化磷、三氧化硫等。煤灰分化验的国家标准是GB/T 1574-2007，主要方法是半微量分析法和常量分析法，用硫酸钡质量法、燃烧法等测定SO3，蓝分光光度法化验P2O5，用火焰光度法测定钠和钾的氧化物，用原子吸收法测定钾、铁、钙等单质原子。
制备半微量分析法的溶液时，首先取样放入银坩埚中，用乙醇湿润，再加入氢氧化钠，然后置于马弗炉中加热至680℃左右，并熔融18min，然后将试样放入烧杯中，加入沸水进行反应，带反应结束后向烧杯内加入一定量的盐酸，并同时进行微沸，冷却后即可作为母液，煤灰分中的SIO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO等都是在该母液基础上进行化验的。
在进行灰分化验时应注意以下几点：（1）坩埚内的熔融物种不能含有很色颗粒；（2）用试纸将刚过擦干净后才能放入烧杯中，并且要等熔融物完全溶解后才可取出；（3）加入盐酸微沸时一定要控制好加热装置的功率；（4）制成母液后，最好能在当天完成比色的化验，以免出现沉淀。
四、煤质中全水分的化验
全水分是煤炭中内在水和外在水的总和，它是评价煤炭质量的重要依据之一，对于生产部门、销售部门和使用单位，都需要进行煤炭全水分的化验。
在煤样制备过程中，当煤质粒度小于13mm左右时，应该按照GB/474-1996中的方法进行制备，并且必须使用专门的破碎机进行破碎，保证破碎过程中无水分损失，国标中规定使用MP-160型号的密封式气流内循环破碎机。在进行全水分测定之前，需要检查煤样的损失，用工业天平进行测定，保证测定质量与标记质量差在1%以内，减少煤样的运送、保存方面的水分损失。
用通氮干燥法化验全水分时，取一定量的煤样，在105℃～110℃的氮气中干燥至质量不再变化，再根据煤样的质量变化计算出水分含量，使用的氮气纯度应为99.99%，在操作过程中，首先干杂牌1.5～2h，取出后放入常温氮气中冷却30min，称重，然后再放入干燥箱中干燥30min，去除后冷却再称重，保证两次称重后的质量差不超过0.2%。采用空气干燥法是基本步骤同氮气干燥法。
采用微波干燥法时，首先将煤样置于微波炉中，在炉内交变电场的作用下，水分迅速蒸发，其优点是加热均匀，水分蒸发迅速，并且在其中的交变电场作用下，水分子更容易蒸发，但对于无烟煤和焦炭等导电性强的煤质，不适合于用微波干燥法进行全水分的额定。待灰分蒸发后，进行冷却后称重，直至两次称重后的质量差小于0.2%即可认为水分已经蒸发完全。
煤质的化验对于煤炭产业来说有着非常重要的意义，在确定的煤的成分以后，就能够确定其热值、粘结性等物理化学特性，这对于煤炭的配比、精煤的制备和对外销售等有着很好的促进作用，并且能够节约一次能源，这对于我国的节能减排有着非常重要的意义，并且根据煤质中各种矿物质灰分，就可以推断相应地区的地质情况，这对于地质勘探和煤炭储量的探测也有着非常重要的参考价值。
五、商品煤的化验举例
通过对2010年12月2011年11月首钢、鞍钢、河北钢铁集团等大型钢厂的精煤进行化验后，煤质中的水分、灰分、全硫、全灰和干燥无灰基挥发份和结焦特性进行检测，其结果如表1所示：
对某煤厂2011年11月的不同煤质进行化验，其中入洗原煤、国内精煤、洗中煤等的生产快水、快灰和快硫含量如表2所示。
参考文献
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（责任编辑：赵秀娟）
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