煙煤粘結指數測定的影響因素

為了探討和分析煙煤粘結指數測定的影響因素，對專用無煙煤的質量、采樣、制樣、化驗分析過程進行了大量的試驗研究，結果表明專用無煙煤的質量、采樣、制樣、化驗分析中的不規范操作、烘干時間和煤樣粒度對粘結指數測定影響較大，為提高粘結指數分析準確率奠定了堅實基礎。

專用無煙煤；采樣；制樣；化驗分析

粘結指數（用G表示）將一定質量的試驗煤樣和專用無煙煤在規定的條件下混合，快速加熱成焦，所得焦塊在一定規格的轉鼓內進行強度檢驗，用規定的公式計算粘結指數，以表示試驗煤樣的粘結能力。它是判別煤的粘結性、結焦性的一個關鍵性指標，可以預測煤的膠質體情況和焦炭的機械強度，了解各種煤在煉焦配煤中的作用，指導配煤，為生產提供科學依據。所以是化驗室煤焦分析的重要項目。它的準確與否直接影響客戶的結算和焦炭質量。但是，粘結指數又是一個規范性很強的分析項目，涉及采樣、制樣與分析，操作環節多，步驟繁瑣，影響因素較多。通過多年的工作實踐，對粘結指數測定中遇到的問題進行了大量的試驗、研究和分析，尋找影響煙煤粘結指數的測定因素，與大家共同探討。

1.專用無煙煤質量

國標要求采用的無煙煤為寧夏汝箕溝煤礦的專用無煙煤，并且具有一定的技術要求，我公司購進的無煙煤雖是寧夏汝箕溝煤礦的專用無煙煤（可能有時不是真正廠家的），大多數符合技術要求，但有時粒度、灰分達不到要求（目前還未發現水分、揮發分不符合要求的），如某次進回來的A#、B#無煙煤質量如下：

表1-1 專用無煙煤質量技術指標

A#無煙煤。均符合標準，而粒度不符合標準；

B#無煙煤Mad、Vdaf、粒度均符合要求。不符合要求.我們分別用合格無煙煤、A#和B#對同一分析煤樣作G值對比，結果如表1-2、表1-3：

表1-2 合格無煙煤與A#無煙煤對照表

表1-3 合格無煙煤與B#無煙煤對照表

由上表可知，專用無煙煤的質量是否符合要求直接影響G值的測定結果和準確性，專用無煙煤粒度、灰分高于標準時，G值偏低，不能代表煤的真實值。

2.采樣

數理統計表明：在煤質鑒定的采、制、化三個環節中，采樣造成的誤差占總誤差的80%，制樣占16%，化驗占4%，可見采取有代表性的煤樣在煤質分析中具有重要意義，它對分析結果的準確與否起著決定性的作用。同時由于煤炭是一種化學組成和粒度組成都很不均勻的混合物，要想從大量的煤樣中采取少量的能在化學性質和物理性質上代表初始煤樣的試驗用樣品就必須嚴格按照規定采樣，采具有代表性的樣品。我廠煤樣的采取是根據每天供煤礦點，要求車車采樣，五車為一分樣，每車按不同車型、不同堆形采五個點，這種采樣方法對于煤礦固定，煤質較穩定的供戶采的煤樣具有代表性，分析結果差別不大，而對于煤質不穩，供戶故意夾雜的情況下采的煤樣代表性就不好，分析結果差別就較大，如不同的人采同一戶煤，結果如表2-1。

表2-1 不同人對同一戶煤的采樣G對照

其中12#、13#有固定煤礦，G波動為3—6，9#—11#沒有固定煤礦，且有夾雜物G波動在16—34。

3.制樣

制樣不規范。在正常采樣、制樣和化驗分析的情況下，采樣誤差大于制樣誤差，制樣誤差大于分析化驗誤差，但制樣操作不當造成的誤差并不亞于采樣誤差。尤其是制樣時不按規定進行嚴格的破碎、混合、縮分、至少三遍，而是在來樣中隨意采幾點就進行制樣，或是在制樣過程中，由于粒度的離析作用和留棄的不恰當，造成被保留和被棄掉的兩部分粒度組成發生偏倚，造成縮分誤差。如同一戶煤，把一個大樣分成兩份，分別由A、B兩個單位分析所得結果如表3-1，再把A室的小樣拿到B室分析，所得結果如表3-2。

表3-1 同一煤樣不同室 表3-2 同一小煤樣不同

人制樣G對照 室人分析G對照

從上兩表可知，同一個小樣分析，G波動為2—3，在國標允許的誤差范圍內，說明分析化驗的誤差影響不大，而同一個大樣分析，G竟然從10—28波動，說明制樣不規范是一個不可忽視的重要的影響因素。

烘干時間。國標規定試驗煤樣依次經過破碎、混合、縮分、重復操作至少3次，最后研磨，及時制成空氣干燥煤樣。實際工作中對破碎、混合、縮分無異議，大家都能嚴格執行操作規程，但煤樣在進研磨機前需要烘干（否則因煤樣濕無法研磨），而烘干時間卻因煤而異，無法確定具體時間，國標也無規定。我們對同一個煤樣不同的烘干時間做粘結指數對照，結果如表3-3：

表3-3同一個煤樣不同烘干時間的G對照

由上表可知：制樣過程中的烘干時間對粘結指數影響非常大，切不可粗心大意，烘樣時一定要不時的觀察，只要達到空氣狀態即可，不可烘干過度。

煤樣粒度。國標要求煤樣應達到空氣干燥狀態，粒度小于0.2mm，其中0.1—0.2mm的煤粒占全部煤樣的20—35%，在實際操作中，由于樣子太多，逐級破碎后，不是采用人工制樣，而是采用研磨機自動制樣，這樣粒度較細，小于0.1mm粒度級的比例增加，如果制樣后不過篩，使某些小于0.2mm的顆粒經過軋磨又重新軋在一起，形成大小不等的亮晶晶的小片，使煤粒較粗，或者某些煤粒本身不易破碎如不過篩，造成G偏低。如同是一戶煤，制完樣后過不過0.2mm篩的結果如表3-4。

表3-4 研磨后的煤樣是否過篩的G對照

由表可知，由于煤質不同，粒度的影響也不同，如21#、24#煤質較勻，雖未過篩，但篩上物較少，粒度的影響可忽略；但是象22#、23#尤其是25#，煤質不勻粒度較大，它影響就不能忽略。因粒度大的煤樣中有許多煤顆粒不易破碎，所以它的灰分也較高，而煤中灰分的增多又使G隨之減小，一般G在41—75時，灰分每增加1%，G值就減小2。所以操作時，必須嚴格執行操作規程。

4.化驗分析

粘結指數G測定是一個規范性很強的方法，其測定結果隨實驗條件而變化，只有嚴格遵守國家標準的各項規定，才能獲得準確而精密的結果。

混勻程度。國標規定，G攪拌時，用攪拌絲將坩堝內的混合物攪拌2min。攪拌方法是：坩堝作45℃左右傾斜，逆時針方向轉動；每分鐘約15轉，攪拌絲按同樣傾角作順時針方向轉動，每分鐘約150轉。攪拌時，攪拌絲的圓環接觸坩堝壁與底相連接的圓環部分。經1min45s后，一邊繼續攪拌，一邊將坩堝與攪拌絲逐漸轉到垂直位置，2min時攪拌結束。不言而喻，二者混合越均勻，測定結果越可靠。因此，試驗中應一絲不茍地按照規定，將試樣充分混合均勻，切不可不注意傾斜度，隨意攪拌，或是攪拌時不注意將樣子濺出來，造成人為誤差，進而影響G的測定，如不同的分析工對一煤樣進行攪拌的分析結果如表4-1。

表4-1 同一煤樣不同分析工的G對照

由上表可知：只要按規范攪拌，混勻程度對粘結指數影響不大。

焦化溫度。國標規定測G時，溫度要控制在850+10℃，而煤焦站因馬弗爐和控溫器少，做揮發分和粘結指數共用一個爐子，揮發分的溫度控制在900+10℃，所以操作時要根據不同項目調整溫度，而有些人為了省事做G時，不調溫度而直接在900+10℃的爐內灼燒，致使G有所偏高，如表4-2。

表4-2 不同焦化溫度粘結指數對照

由上表可知：焦化溫度對粘結指數影響不大，基本都在國標要求的誤差范圍之內，但系統結果偏高。

過篩。國標規定第一次、第二次轉鼓試驗后必須過1mm的圓孔篩，而在實際操作中因人員少，樣子多，有些人就以目測代替過篩，甚至只要大塊，不要小塊或者人為地捏一捏焦塊，致使粘結指數不太好的煤捏得粉碎，人為地影響G的準確度，如表4-3。

表4-3 轉鼓后的煤樣是否過篩的G對照

由上表可知：轉鼓后的煤樣過不過篩對粘結性好的煤影響不大如36#—38#，對粘結性不好的煤影響較大如39#、40#。

5.結論及改進措施

綜上所述，影響粘結指數G的主要因素是專用無煙煤的質量、制樣粒度和烘干時間，采、制、化操作不規范等。所以在實際工作中，對購進的專用無煙煤先檢驗鑒定，符合技術要求再接收，否則拒收；對職工進行技術培訓，從采樣、制樣到分析，嚴格執行技術操作規程中的各項規定，達到要求后方可上崗；針對采樣實際情況，建議在進廠煤入口設一臺自動采樣機，改進操作方法，使煤樣具有更好的代表性；鑒于煤質不穩，煤又有雜物的情況，一方面建議公司終止合同，另一方面改進采樣方法，參照國標，在汽車頂部沿斜線方向按五點循環每車采一個子樣的方法采取，盡量避免因為采樣不均勻而帶來的偏差；加強管理，加大抽查力度，采取自查、專查、互查的方式，進行不定期抽查，并將抽查結果記入個人檔案。

[1]李向利，張國良主編.煤炭采制樣理論與實踐.中國標準出版社

[2]李英華主編.煤炭科學研究總院北京煤化學研究所.煤質分析應用技術指南

[3]段云龍主編.煤炭試驗方法標準及其說明.中國標準出版社