淺談煤真相對密度測定的幾個關鍵步驟

摘要：從影響因素、測定方法對實驗過程中的幾個關鍵步驟進行分析，闡述煤的真相對密度在測定過程中的應注意事項，以獲得準確、可靠及有價值的數據。

關鍵詞：測定 煤 真相對密度

煤的真相對密度是指20℃時煤(不包括煤的內外孔隙)的質量與同溫度、同體積水的質量之比，是表征煤物理特性的指標。它在研究煤的煤化程度、選定煤在減灰時的重液分選密度均有重要作用，同時，也是計算煤層平均質量的重要指標之一。

1影響煤真相對密度的主要因素

煤的真相對密度取決于煤的變質程度、煤巖組成和煤中礦物質的特征及其含量。

1.1 煤的變質程度：它是影響真相對密度的主要因素之一。隨煤變質程度的加深，純煤真相對密度值增大，如褐煤真相對密度一般小于1.3，煙煤多為1.3～1.4，而無煙煤則為1.4～1.9。

1.2 煤的巖相組成：同一變質程度的煤，其不同巖相組分的真相對密度也不同。如絲炭組分的真相對密度為1.39～1.52，暗煤為1.30～1.37，亮煤為1.27～1.29，鏡煤為1.28～1.30，角質化物質為1.20～1.25。

1.3 煤的成因：不同成因煤的真相對密度也不相同。腐泥煤的真相對密度要比腐植物的小，除去礦物質的純腐植煤的真相對密度要在1.25以上，而純腐泥煤的真相對密度為1.0。腐植煤的真相對密度較腐泥煤類的大，是由其分子結構所決定。因為，在腐植煤有機質中的芳香結構較多。其主要巖相組成有絲炭、鏡煤、暗煤、亮煤，而腐泥煤成煤物質中主要是浮游生物及一些藻類，而藻類相對密度較小。

1.4 煤中礦物質：煤中礦物質的相對密度比有機物的大得多。例如，常見的礦物質中，粘土相對密度為2.4～2.6，石英為2.65，黃鐵礦為5.0。因此，煤的礦物質含量越高，煤的真相對密度也越大，也就是煤的真相對密度隨煤中灰分而增高。粗略地講，灰分每增加1%，煤的真相對密度增加0.01%。

1.5 水分及風化：水分含量越高，煤的相對密度越大。煤風化后，相對密度增加，因為煤風化后，其水分和灰分都相對增加了。

2測定方法

2.1主要儀器與試劑

分析天平：最大稱量120g，感量0.1mg；密度瓶：同GB/T217-2

008中規定；恒溫水浴：控溫范圍10～35℃，控溫精度±0.5℃；沸水浴：能恒溫在100℃；刻度移液管：容量10ml；水銀溫度計：0～50℃，最小分度0.2℃；十二烷基硫酸鈉為化學純。

2.2方法要點

以十二烷基硫酸鈉溶液為浸潤劑，使煤樣在密度瓶中潤濕、沉降并排出所吸附的氣體，根據煤樣質量和所排出的純水質量計算出煤的真相對密度。

３幾個關鍵步驟

3.1浸潤劑的配制

十二烷基硫酸鈉作為實驗用的浸潤劑，可以促使煤樣與水親合浸潤而下沉。因此，它對于該項目的測定速度與準確性都有非常重要作用。因此，要求是化學純，而且配制過程中必須嚴格控制濃度為20g/L，配制后其水溶液應該是清澈的，如因放置時間較長或室溫過低出現渾濁，可適當加熱使析出物溶解，不影響繼續使用。

3.2密度瓶的選擇

實驗所用的密度瓶應符合GB/T217-2008的規定。除容積尺寸符合要求外，其瓶口直徑及帶磨口的毛細管塞必須配合嚴密。因此，實驗前必須檢查磨口的嚴密程度，以瓶塞蓋上后水能充滿毛細管并穩定地在毛細管口5min左右為合格；如不嚴密，應及時更換。

3.3恒溫器內水面的高度

放入密度瓶后，恒溫水槽的水面應低于密度瓶口1cm，使密度瓶盡可能完全地浸入水中。如水面過高，加熱過程中蒸餾水可能由毛細孔徑進入密度瓶；水面過低，則可能引起密度瓶內內容物的溫度不均勻，造成實驗誤差。

3.4蒸餾水的加入

在整個實驗過程中，需往密度瓶中3次加入蒸餾水，但對這3次蒸餾水均有嚴格要求：首先，必須是新煮沸的除去二氧化碳的蒸餾水，而且第一次加入的25ml水必須是新煮沸過的，但不必冷卻到室溫。因為后面還要將密度瓶放在沸水浴中加熱。第2次加入的水要煮沸過并冷卻至室溫或20℃左右。因為下一步要放在(20±0.5)℃的恒溫器中恒溫1h。如果水溫較高，則難以在1h內達到室溫。第3次(在恒溫1h后)用吸管滴加的水必須煮沸過并冷卻至(20±0.5)℃。因為，雖然只加入幾滴，但如果水溫稍高或稍低，都會影響瓶內溶液溫度而產生誤差。

3.5空白值的測定

實驗過程中，空白值非常重要。因為，浸潤劑及水的密度以及密度瓶的容積隨溫度而改變，定期測定空白值可以消除這些變化對測值的影響。因此國標規定，恒溫條件下，應每月測空白值且同一密度瓶的2次重復測定值之差不得超過0.0015g；在室溫條件下，空白實驗應與煤樣實驗同時進行。

3.6 煤粒及小氣泡的處理

密度瓶從恒溫水浴中取出后，如發現瓶口有漂浮的煤粒，則必須加入2～3滴酒精，使漂浮的煤粒充分潤濕并沉降后再加水和蓋塞，否則在蓋瓶塞時會使煤粒逸出瓶處，造成實驗誤差。

在加水和蓋塞后，要認真觀察瓶口與毛細管內是否有小氣泡，如果有，則應重新加水及蓋塞，否則會因氣泡的存在而使內容物質量偏小，影響實驗結果。

3.7密度瓶的取出及稱量

密度瓶從恒溫器中取出時，要用一小塊濾紙輕輕擦去毛細管口上溢出的水滴，注意不要將毛細管中的水吸出。稱量密度瓶時，要從恒溫器中取一個稱一個，不可一下子全部取出，以避免溫度變化帶來誤差。

4結論

煤真相對密度的測定是一項規范性很強的實驗，不僅受儀器設備及浸潤劑的影響，還會因人為操作的隨意性而產生誤差。所以，測定時，應嚴格按國家標準進行操作，詳細了解影響因素和掌握應注意事項，把握好各個細小環節，才能得到準確的測定結果。

參考文獻：

[1]李英華.煤質分析應用技術指南[M].北京：中國標準出版社，1999.

[2]GB/T 217-2008，煤的真相對密度測定方法[S].