烟煤粘结指数测定的方法要点

问：烟煤粘结指数测定的方法要点、实质和意义是什么？答：烟煤粘结指数测定方法是将一定质量的试验煤样和标准专用无烟煤（简称专用无烟煤），在规定的条件下混合，快速加热成焦，所得焦块在一定规格的转鼓内进行强度检验，以焦块的而磨强度，即抗破坏力的大小来表示试验煤样的粘结能力。

因此，烟煤粘结指数实质是试验烟煤样在受热后，煤颗粒之间或煤粒与惰性组分颗粒间结合牢固程度的一种度量，它是各种物理和化学变化过程的最终结果。

粘结指数是判别煤的粘结性、结焦性的一个关键性指标。

煤的结焦过程是由很多环节构成的一个极其复杂的工艺过程。

炼焦工艺的主要目的是制取焦炭。

要想得到高强度的焦炭，煤在室式焦炉内受热后，其软化、膨胀（析气）、熔融和固化（收缩），必须进行到“恰到好处”，这样，煤的粘结能力就是结焦过程中的一个很关键性因素，它在以下方面有着重要作用：1、评价烟煤粘结能力：因为任何一个煤，如果没有粘结力，就不可能结焦，因此，测定煤的粘结性的首要意义是用它来评价烟煤在热加工过程中的粘结能力；2、进行煤炭分类：在GB5751-1986《中国煤炭分类》中，粘结指数作为表征烟煤粘结性的主要参数，即烟煤分类的主要工艺指标。

测定烟煤的粘结指数后，就能确定它的工艺类别（简称牌号）；3、合理利用煤炭资源：根据煤样粘结指数的高低可以大致确定该煤样的主要用途，是适宜于炼焦，还是造气或其他加工工艺；4、根据Vdaf——G图，知道粘结指数和挥发分V，可以知道该煤样在炼焦配煤中的地位，并以此来指导炼焦配煤或确定最经济的配煤比。

粘结指数也是GB/T16772-1997《中国煤炭编码系统》中的主要工艺参数。

由于它的科学性和实用性，粘结指数测定方法于2006年被国际标准化组织采用为国际标准ISO15585：2006《硬煤——粘结指数测定方法》。

问：试验气氛对灰熔融性有何影响，为什么？煤灰熔融性测定的试验气氛有几种，常用的气氛是什么，为什么？答：试验气氛是影响煤灰熔融温度的主要因素。

这是因为煤灰中含有的铁在不同的气氛中将以不同的价态出现：在氧化性介质中它转变成三价铁（Fe2O3）；在弱还原性介质中，它将转变成二价铁（FeO）；在强还原性介质中则将转变成金属铁（Fe）。

三者的熔点以FeO最低（1420ºC），Fe2O3最高（1560ºC），Fe居中（1535ºC），且FeO能与煤灰中的SiO2生成熔点更低的硅酸盐及其低（共）熔混合物，所以煤灰在弱还原性气氛中熔融温度最低。

煤灰中含铁量越高，气氛的影响越大。

当灰中Fe2O3含量达到15%以上时，氧化性气氛下的软化温度（ST）和流动温度（FT）可能将比弱还原性气氛下的ST和FT高100-300ºC。

煤灰熔融性测定的试验气氛有两种——弱还原性气氛和氧化性气氛。

常用的测定气氛是弱还原性气氛。

这是因为在工业锅炉的燃烧或气化室中，一般都形成由CO、H2、CH4、CO2和O2为主要成分的弱还原性气氛。

所以煤灰熔融性测定一般也在与之相似的弱还原性气氛中进行。

问：对胶质层指数测定用煤样有什么要求?答：胶质层指数测定应使用粒度小于1.5mm的空气干燥煤样。

煤样应用对辊式破碎机逐步破碎到全部通过筛孔为1.5mm的圆孔筛，以免产生过多的细粉。

供分类用的煤样，灰分大于10%时，必须进行浮选（减灰）。

此外，由于煤样氧化后会影响Y值的大小，所以胶质层测定用煤样，从制样到试验的时间不应超过半个月。

如超过半个月，应在报告中注明。

问：影响胶质层测定准确度的主要因素有哪些？答：胶质层测定方法是一个规范性很强的试验，对仪器设备、测定方法都做了严格的规定，必须严格执行，否则会影响测定结果。

１、升温速度是本方法中第一位重要的影响因素，尤其是在350-600ºＣ期间的升温速度。

因为这是煤样热分解的阶段，若升温速度快，Ｙ值偏高，反之则偏低。

２、试验开始时，炉砖必须处于室温。

因为热炉砖会增加煤样的受热强度，而使Y值偏高。

３、炉砖的热性质——导致系数的大小影响测定结果。

一般情况下导热系数小，Ｙ值要偏高，所以要求使用散热较好（导热系数大）而且热性质一致或相近的炉砖（全国统一生产的炉砖）。

４、以正确手感来测定上、下部层面，否则测出的结果不准确，因此，操作人员一定要经过专门培训后才能承担胶质层测定的工作。

５、加热面一定要均匀（温度场分布均匀），若不均匀，将会破坏等温面的平整，使测值不准。

６、装杯时，一定要按ＧＢ/Ｔ479的有关规定进行操作，切忌捣固或敲击煤杯而改变煤样的堆积密度，影响测定结果。

７、煤样粒度要求小于 1.5mm，在制样过程中应该用对辊破碎机逐级破碎，以保证细煤粉所占比例不大，否则会影响测定结果。

问：在制备可磨性试样时应注意什么？能否由小于3mm粒度的煤样来制备试样？答：在制备可磨性试样时一定要按照标准规定的要求，采用逐级破碎的方式破碎煤样。

这是由于本方法是取0.63-1.25mm粒度级的试样。

破碎太快，会使过于粉碎，这样煤中易磨碎的组分就有可能因为小于0.63而被抛弃。

使得试样无代表性，所得到的测定结果不能如实反映该煤样的可磨特性。

因此，首先要按照ＧＢ474《煤样的制备方法》所规定的原则将煤样破碎到小于6mm，达空气干燥后再按本方法规定逐级破碎，直至煤样全部通过1.25mm筛。

最后用0.63mm筛筛分，弃去筛下物，留取0.63-1.25mm粒度级。

称其质量，计算这部分试样的质量占破碎前煤样总质量的百分比，也就是出样率。

若出样率小于45%，则认为样品无代表性，应该作废。

重新取样并按上述规定制样。

试样不能从小于3mm粒度来制备。

因为它一般不是按逐级破碎的方式制得的，其中煤粉量较多，用它制备可磨性试样时一般难以达到45%的出样率，试样的代表性就差。

由大量的试验得知，从小于3mm开始制备试样的出样率大都在30%-40%之间，从小于6mm开始制备试样的出样率一般都能达到45%以上。

问：为什么在银坩埚中熔融灰样时，规定温度为650-700ºＣ，时间为15-20min？答：在银坩埚中熔融灰样时，因为银的熔点较低（960.5ºＣ），所以熔融温度不宜超过960ºＣ，最好在650-700ºＣ。

熔融时间也不宜过长，一般15-20min，否则银熔下来太多，当用盐酸进行酸化时，将形成氯化银沉淀，影响二氧化硅的测定。

问：煤灰熔融用水浸出后加20mL盐酸的作用是什么？答：煤灰熔融用水浸出后加20mL盐酸的作用有两点：１、灰样加氢氧化钠熔融后，硅的化合物变成硅酸钠，熔块用水提取、盐酸酸化后，可使硅酸钠转变为不易离解的偏硅酸和金属氧化物。

２、生成的硅酸，一部分成白色片状的水凝胶析出，一部分则成水溶液，同时也有一部分以分子状态存在，但这些单分子的硅酸或快或慢地聚合，变成溶胶状态。

这些溶胶胶粒均带有负电荷，同性电荷相互排斥，降低了胶粒互相碰撞结合成较大颗粒的机率。

同时，硅酸溶胶是亲水性胶体，在胶体微粒周围形成紧密的水化外壳，也阻碍着微粒互相结合成较大的颗粒，致使硅酸形成较稳定的胶体溶液，不易沉淀析出。

要想使硅酸析出，必须使硅酸胶体微粒凝聚为较大的颗粒。

蒸干脱水破坏水化外壳，可使硅酸溶胶胶体微粒聚沉。

蒸发溶液使硅酸脱水时，使用盐酸最为适宜，其变化可用下式表示：SiO32-+H+——[H2SiO3]——H2O+SiO2问：在过滤、洗涤硅酸沉淀里头，应注意哪几点？答：硅酸被动物胶凝聚后，加水溶解可溶性盐类里头，溶液体积增大、酸度降低，硅酸沉淀将会部分复溶，放置时间越长，造成复溶的量也越大，因此在加热水50mL、搅拌使盐类完全溶解后，应立即过滤。

在洗涤沉淀的过程中，随着洗涤液用量的增多和洗涤时间的增长，硅酸沉淀会有极少部分复溶，因此，洗涤时，操作要迅速，洗涤液需少量多次。

问：什么是络合滴定法？应具备什么条件？有什么特点？答：络合滴定法是以络合反应为基础的容量分析方法，常用的有机络合物都是以氨基二乙酸基团[-Ｎ（CH2COOH）２]为主体的衍生物。

应用最广的络合剂为乙二胺四乙酸（简称为ＥＤＴＡ）及其二钠盐。

ＥＤＴＡ络合滴定法可采用掩蔽、解蔽、析出、差减等方法，控制不同的酸度、采用不同的指示剂来消除多元素间的相互干扰，因此，可以在不分离的情况下分别测定铝、铁、镁、锰等40余种阳离子和硫酸根等若干阴离子。

能形成络合物的反应非常普遍，但并不是所有金属离子都可以用络合滴定法，能用络合滴定的反应，必须具备下列条件：１、必须按一定的反应式定量地进行；２、反应生成的络合物应具有相当大的稳定性；３、反应必须进行得迅速。

络合滴定具有准确、简便、快速等优点，所以己在煤灰分析中普遍应用。

问：怎样选择缓冲溶液？答：在选择缓冲溶液时，首先应注意所使用的缓冲溶液不能与反应物、生成物发生作用，同时缓冲溶液的pH值应在要求的范围内。

为使缓冲溶液有较大的缓冲能力，所选择的弱酸的pK a应尽可能接近缓冲溶液的pH值，或所选择的弱碱的pK b尽可能接近缓冲溶液的pOH值。

如需要pH值为4.8或5.0的缓冲溶液时，可以选择ＨＡc-NaAc缓冲溶液，因为HAc的pK a为4.74与所需要的pH 值接近。

问：ＥＤＴＡ滴定ＣＡ２+时，采用何种方法掩蔽干扰元素？答：采用两种方法掩蔽干扰元素：１、络合掩蔽法；使干扰离子与掩蔽剂形成稳定络合物，而不再与ＥＤＴＡ发生反应。

如用ＥＤＴＡ滴定Ｃa2+时，Ｆe3+、Ａl3+等离子对测定有干扰，加入三乙醇胺使之与Ｆe3+、Ａl3+等离子生成更稳定的络合物，而不发生干扰。

通常利用络合掩蔽法必须具备下列条件：a、干扰离子与掩蔽剂形成的络合物应该比与ＥＤＴＡ形成的络合物稳定，而且形成的络合物应为无色或浅色，不影响终点的判断；b、掩蔽剂不与被测离子络合，即使形成络合物，其稳定性也应该小于被测离子与ＥＤＴＡ络合物的稳定性，以便在滴定时，很容易地被ＥＤＴＡ置换；c、掩蔽剂的应用有一定的pH范围，该范围应与测定要求的pH范围相符合。

２、沉淀掩蔽法：使干扰离子与掩蔽剂形成沉淀，从而不被ＥＤＴＡ滴定。

如在Ca2+、Mg2+共存下测Ｃa2+时，镁对测定有干扰，此时在溶液的pH大于12下，加入氢氧化钾，使Ｍg2+离子生成Mg(OH)2沉淀而分离。

问：光电比色计和分光光度计如何维护？答：光电比色计和分光光度计是一种精密仪器，因此在使用和保存过程中都必须很好地维护。

１、光电池是一种受光照而产生电流的部件，有一定的寿命，平时不应曝光，以免降低寿命。

外界光线进入仪器内部不仅影响光电池的使用寿命，而且影响测定结果。

因此放置仪器的地方要比较暗，切勿在阳光直射下工作。

在滤光片没有插入时，不应开启光源。

２、光电池一经受潮，其灵敏度急剧下降，甚至完全失效。

因此仪器要旋转在干燥处，干燥剂应及时更换。

３、悬镜式检流计是仪器的重要部件，它的张丝极易损坏，因此仪器要放置在坚固、不受振动的水泥台上。