煤岩显微组分鉴定成果表
安全工程专业实验教程3.4煤的显微组分鉴定与定量
显微镜观察
数据整理
将观察到的显微组分信息整理成表格或图表形式。
定量分析
根据观察结果，对各显微组分进行定量分析，得出各组分的比例。
结果分析
根据定量分析结果，分析煤样的性质、结构、成因等信息。
实验报告撰写
撰写实验报告，总结实验过程、结果及结论。
数据记录与处理
04
实验结果分析
通过显微镜观察和鉴定，可以确定煤样中的显微组分，如有机质、矿物质、水分等。
煤的显微组分通常包括有机显微组分和无机显微组分两大类。有机显微组分是由古代植物遗体形成的，包括镜质组、木质组和壳质组等；无机显微组分则是由矿物质形成，包括黏土矿物、方解石、黄铁矿等。
煤的显微组分定义
镜质组
由植物的木质部分经过腐殖化作用转化而成，是煤中最重要的有机显微组分，占煤中有机质总量的50%~90%。镜质组的煤化程度最高，具有较高的氢含量和挥发分，是燃料燃烧的主要物质。
研磨与筛分
将研磨后的煤样制成薄片，以便于显微镜观察。
制备薄片
对薄片进行染色处理，以便更好地观察显微组分。
染色处理
样品准备
根据需要调整显微镜的放大倍数、光源亮度等参数。
调整显微镜参数
在显微镜下观察煤样的显微组分，包括镜质组、惰质组和矿物组。
观察显微组分
详细记录各显微组分的形态、大小、分布等信息。
记录观察结果
实验目的达成情况
实验操作流程规范，从样品制备到显微镜观察和数据记录，每一步都有详细的指导，确保了实验结果的准确性和可靠性。
实验操作流程
实验结果清晰，能够反映出不同煤的显微组分含量和分布情况，为后续的煤质评价和利用提供了基础数据。
实验结果分析
实验过程中存在一些操作上的小问题，如样品研磨不够均匀、显微镜操作不够熟练等，需要在后续实验中加以改进。
显微煤岩组分定量测试结果
树皮体
18
沥青体
19
荧光体
20
结构藻类体
21
层状藻类体
22
壳屑体
23
矿物成分
粘土
24
硫化物
25
碳酸盐
26
氧化硅
27
其他
表2显微煤岩组分定量测试结果（％）
序号
组 分
DC21
DC21-2
DC21-3
DC22
DC23-3
DC24
GC12-2
1
镜质组
结构镜质体1
2
结构镜质体2
3
均质镜质体
4
基质镜质体
5
团状镜质体
6
胶质镜质体
7
镜屑体
8
惰质组
半丝质体
9
丝质体
10
粗粒体
11
微粒体
12
菌类体
13
惰屑体
14
壳质组
孢子体
15
角质体
16
树脂体
17
树皮体
18
沥青体
19
荧光体
20
结构藻类体
21
层状藻类体
22
壳屑体
23
矿物成分
粘土
24
硫化物
25
碳酸盐
26
氧化硅
27
其他
表3显微煤岩组分定量测试结果（％）
序号
组 分
GC23-1
GC89-2
层状藻类体
22
壳屑体
23
矿物成分
粘土
24
硫化物
25
碳酸盐
26
氧化硅
27
其他
煤岩测定
煤岩分析仪测定煤的镜质体反射率和煤岩显微组分一、实验目的1、了解MCA SmartScope 2000 series全自动智能型煤岩分析仪测定原理和应用。
2、熟悉煤样的制备、镜质体反射率和煤岩显微组分的测定方法。
二、实验原理1、镜质体反射率的测定原理：在显微镜油浸物镜下，对镜质体抛光面上的限定面积内垂直入射光的反射光（λ=546nm）进入光电转换器由光信号转换为电信号，经仪器放大后由精密仪器测出，再与已知反射率的标准物质在相同条件下的反射光强度进行对比计算，结果即为镜质体反射率，用Rmax或Re表示。
2、煤岩显微组分的测定：根据煤中不同的显微组分颜色、反射力、突起、形态、结构特征，将粉煤光片置于反射偏光显微镜下，白光入射，用数点法统计各种显微组分的百分比。
三、仪器和药品仪器：MCA SmartScope 2000 series全自动智能型煤岩分析仪1台、稳压器1台、测温仪1台、打印机1台、预磨机1台、抛光机1台、超声波清洗器1台、干燥箱1台；坩埚、玻璃棒、（冷胶模具）、（镶嵌机、电热炉）等；药品：冷成型：[冷胶粘结剂（不饱和聚酯树酯）、固化剂[过氧化环已酮和二丁酯溶液（1+1）]、促进剂（钴皂液在苯乙烯中6%溶液）]、热成型：镶嵌粉抛光剂、香柏油、乙醇等。
四、实验步骤1 煤砖光片的制备1.1 粉煤样的制取将空气干燥煤样通过反复过筛和反复破碎筛上物，直至完全通过1mm试验筛，使小于0.1mm的煤样质量不超过10%。
1.2 制备煤砖1.2.1 冷胶法制备煤砖不饱和聚酯树脂冷胶的配制：依次滴入粘结剂（不饱和聚酯树脂）、促进剂（钴皂液在苯乙烯中6%溶液）、固化剂 [过氧化环已酮和二丁酯溶液（1+1）]，树脂大约5g，固化剂和促进剂约10-12d。
将配好的不饱和聚酯树脂倒入坩埚中，称取煤样约10g边倒边搅拌，使煤胶混合均匀，搅拌至胶变稠到可以阻止煤粒下沉时，停止搅拌，快速倒入冷胶模具槽内，拍打使气泡排出，待固化后取出。
岩矿鉴定结果登记表
电气石英岩
12
bTC01—47
BTC01—47
TC01
363.7米
2007.7.14
电气石英角岩
石英电气石角岩
电气石英岩
13
bTC02—8
BTC02—8
TC02
44.0米
2007.6.16
电气石英角岩
石英电气石角岩
电气石英岩
14
bTC02—12
BTC02—12
TC02
69.0米
2007.6.16
电气石英角岩
石英电气石角岩
电气石英岩
15
bTC02—13
BTC02—13
TC02
82.5米
2007.6.16
电气石英角岩
含电气石绿帘石英角岩
含电气石绿帘石英岩
岩矿鉴定结果登记表
序号
薄（光）片编号
标本编号
工程编号
采集位置
采集日期
野外定名
室内鉴定名称
采用名称
16
bTC02—14
BTC02—14
TC02
91.0米
TC15
50.0米
2008.7.15
透闪透辉石矽卡岩
金云母石榴石矽卡岩
金云母石榴石矽卡岩
80
bTC15—14
BTC15—14
TC15
75.0米
2008.7.15
透闪透辉石矽卡岩
金云母石榴石矽卡岩
金云母石榴石矽卡岩
81
bTC17—1
BTC17—1
TC17
1.0米
2008.6.3
透闪石矽卡岩
石榴石透闪石矽卡岩
TC07
29.0米
煤的岩石组成(煤岩学基础)
细胞腔往往被无结构镜质体充填。
精选课件
11
透射光，松柏银杏结构镜质体，横切面示 生长年轮。
精选课件
12
透射光，鳞木结构镜质体
精选课件
13
透射光，真菌结构(镜质)体。
精选课件
14
透射光，科达木结构镜质体，横切面， 正方形或近等径多边形大管腔
精选课件
15
透射光，科达木结构镜质体，径切面，显示 交叉场或紧挤的纹孔
精选课件
16
透射光，结构镜质体（红），树脂体（黄）
精选课件
17
透射光，松柏-银杏结构镜质体，木质部， 胞腔充满树脂体
精选课件
18
透射光，结构镜质体，具有裸子植物单列 射线（长焰煤）
精选课件
19
B、无结构镜质体：经历了强烈的凝胶化作用 在一般反射光和透射光下难以见到植物细 胞结构的凝胶化组分。
精选课件
75
透射光，微暗亮煤；树脂体。
精选课件
76
透射光，树脂体（黄色）
精选课件
77
透射光，树脂体，基质镜质体，小袍子体等
精选课件
78
透射光，树脂体。
精选课件
79
树脂体、基质镜质体，小孢子
精选课件
80
结构镜质体，胞腔充填树脂体
精选课件
81
E、树皮体：细胞壁和细胞腔充填物栓质化 的植物根或茎的皮层的组织。
精选课件
45
C粗粒体：一种无结构或者没有显示结构的 无定形的丝炭作用基质，胶结着孢子体、 角质体、树脂体和丝质体等显微组分。
具有不固定的形态特征，其大小为10~100 微米或更大。
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46
含煤岩系岩性鉴定标准
含煤层系沉积岩标准鉴定手册岩层的分层鉴定与描述2007年8月20日岩层的分层鉴定与描述第一节岩石的分层1.凡厚度大于0.5米的不同岩层应单独分层。
2.具有特殊意义的标志层、煤层顶底板、有益矿层等，厚度虽小于0.5米，亦应单独分层。
3.厚度大于0.7米的夹矸应单独分层。
4.岩层的倾角变化较大时，须在骤变点注明深度或按倾角变化单独分层。
5.分层时不用“互层”一词。
当两种不同岩石厚度均小于0.5米，且交替出现时，应取其厚者确定岩石基本名称，描述时应在“其他”栏中注明。
第二节岩石的鉴定与描述一、各类岩石的鉴定与描述内容各类岩石的鉴定与具体描述内容，按表2-1各“√“符号所表示，逐项填写。
各类有益矿产达到国家工业品者，均按不同矿种进行鉴定与描述。
二、各项鉴定、描述的具体规定（表2-1种各项，须按下列规定进行鉴定与描述。
）注：1.复色命名法：深浅度+次要色+基本色;2.不准使用实物形容颜色。
2．岩层单层厚注：岩层单层厚系指岩层内上、下层面之间的垂直厚度。
3．结构需要说明的是：01~09主要指陆源碎屑岩的结构；10~12主要指火山碎屑岩的结构；13~22主要指机械—生物—化学岩的结构；23~32主要指可燃有机岩的结构。
5．圆度（图2）6．分选性注：百分数系指主要粒级数量所占比例。
7．填隙物质需要说明的是：（1）砾岩（角砾岩）的填隙物质，包括充填物和胶结物。
充填物质指粒径小于2mm （φ=-1）的陆源碎屑物质；胶结物指化学及胶体成因的、起胶结作用的物质。
（2）砂岩填隙物质，包括杂基（粒径<0.03mm ，>5φ）和胶结物。
8．胶结类型和胶结物结构（图3、图4）需要说明的是：（1）胶结类型指胶结物的分布状况及胶结物与碎屑颗粒之间的关系。
（2）胶结物结构主要指胶结物的晶体大小、晶体生长方式及重结晶程度等。
9．结核需要说明的是：（1）结核指成分、结构和颜色与围岩有明显差别的团块状矿物集合体。
（2）手标本中结核含量小于5%为少量，大于5%为丰富。
煤的显微组成
第二节煤的显微组成在显微镜下才能识别的煤的组分，叫做显微组分。
由植物转变而成的是有机显微组分,而矿物质是无机显微组分。
显微镜下通常采用两种方法观察煤片：一种是在透射光下观察煤的薄片，鉴定标志主要是颜色（透光色）、形态和结构等；另一种是在反射光下观察煤的光片，鉴定标志除颜色（反光色）、形态和结构外，还有突起等。
反射光下用油浸物镜代替干物镜时，由于浸油的折光率与物镜透镜光学玻璃的折光率相近，使物镜透镜与光片之间形成一个介质均匀的整体，使射入物镜的成象光线增多，减少了有害的反射光，提高了视野中各显微组分影象的反差和清晰度，使之更易于识别。
因此，反射光下通常用油浸物镜进行观察。
当前国外岩石学研究发展趋势是较多地以反光透光相结合的研究方法，代替单独透光或单独反光的研究方法。
透反两用的光薄片除了用于镜下鉴定外，还便于电子探针、电子显微镜的研究。
在研究煤中某些特殊组分和显微组分的细微结构时，运用荧光显微镜和电子显微镜，取得了良好的效果。
一、煤的有机显微组分腐植煤的各种显微组分基本上可分为三类，即凝胶化组分、丝炭化组分和稳定组分。
腐泥煤主要是由藻类及其分解产物组成。
现分述其特征：（一）凝胶化组分凝胶化组分是腐植煤中最主要的显微组分。
它是植物茎、叶的木质纤维组织经过凝胶化作用形成的各种凝胶体。
透射光下，凝胶化组分透明，具有橙红色（指低变质程度的烟煤而言，下同），反光色为灰色，油浸反光色为深灰色，没有突起。
我国大多数煤田的煤都以凝胶化组分为主，一般占50～80%，有些中、新生代煤甚至达90%以上。
凝胶化组分由于凝胶化作用深浅不同，分解程度不同，可分出木煤、木质镜煤、镜煤以及凝胶化基质等组分。
1．木煤特点是细胞结构保存完好，细胞壁保持原厚或稍有膨胀，胞腔清晰，排列整齐，横切面呈圆形、椭圆形，纵切面呈长条形，通常是空腔，但也可能被矿物质或有机质所充填(图版Ⅱ‒7)。
正交偏光下具有明显的条带状消光现象。
木煤是木质纤维组织在沼泽中吸水膨胀的初期产物。
(完整版)第七章 煤矿地面生产系统
第七章地面生产系统第一节煤质及其用途一．煤层本井田煤层赋存于侏罗系中下统延安组，主要可采煤层，自上而下编号为Ⅲ—2煤层、Ⅳ - 2煤层、Ⅴ -1煤层、Ⅴ—2煤层。
其余煤层为局部可采煤层。
Ⅲ—2煤层:矿区内均有赋存,除东南部不可采外，其余地段可采,煤层自然厚度0。
15～4.52米，平均2.92米，可采纯煤厚度1。
40~4。
52米，平均3。
12米，煤层结构简单，不含夹矸.顶板岩性为泥质粉砂岩及砂质泥岩，底板为粉砂岩.与下部Ⅳ—2煤层间距38.93～68。
85米，平均50.36米。
Ⅳ—2煤层：矿区内全部可采,煤层自然厚度0。
18～4。
57米，平均2。
66米，可采纯煤厚度0.88～4.57米,平均2.77米，煤层结构简单，不含夹矸或含1层夹矸,夹矸岩性为灰黑色泥岩.顶板岩性为细粒砂岩、砂质泥岩,底板以砂质泥岩为主.与下部Ⅴ—1煤层间距37。
60～87。
00米,平均47.00米.Ⅴ—1煤层：矿区内全区可采，煤层自然厚度0.13～2。
00米，平均1。
40米,可采纯煤厚度0。
82～2。
00米，平均1。
46米，煤层结构简单，不含夹矸。
顶板岩性为细粒砂岩或泥质粉砂岩，底板以粉砂质泥岩、泥岩为主。
与下部Ⅴ—2号煤层间距10.11～29。
16米，平均17.57米.Ⅴ—2煤层：矿区内全区可采，煤层自然厚度即为可采厚度，厚度1.36~2。
12米，平均1。
66米，煤层结构简单，不含夹矸.顶板岩性为粉砂岩或砂质泥岩，底板为砂质泥岩。
二．煤质1．煤的物理性质及煤岩特征⑴。
煤的一般物理性质区内煤呈黑色，条痕褐黑色,沥青光泽,局部为油脂光泽，贝壳状及参差状断口，裂隙较发育，局部充填有黄铁矿或方解石薄膜。
条带状结构，层状构造。
燃点300℃左右，燃烧试验为剧燃，残灰为灰白色粉状。
显微硬度19。
5～20.3kg/mm2。
⑵。
煤岩特征①. 宏观煤岩类型：Ⅲ—2、Ⅳ—2、Ⅴ—2煤层以亮煤为主,夹镜煤暗煤条带，含少量丝炭,为半亮型.Ⅴ—1煤层以暗煤为主，丝炭次之，夹镜、亮煤薄条带，为半暗型.②. 显微煤岩类型:各煤层显微组份中，有机质含量均在90%以上，其中镜质组加半镜质组含量为57.42~64.32%，丝质组加半丝质组含量为33。
山东省阳谷——茌平煤田聊城煤矿区显微煤岩组成及其特征
镜质组 半镜质组 惰性组 壳质组
# % ! % ! 镜质组 镜质组含量从$ 至, ， 一 . )（ #煤） . )（ 0 1 !煤） 般在. 沿垂向有自上而下增加的趋势。 )左右， 镜下反射色为灰色， 一般质地均一， 常见明显的
垂直裂纹。依据镜下形态和结构的差异， 镜质组可 划分为结构镜质体和无结构镜质体 + 类， 后者又可 划分出#类亚显微境质体， 各组分及其含量变化范 围见表/ 。
山东地质
第! 2卷第"期
! " # $ % & % ’ % ( ) * + ( ,% ) # . , 成果与方法
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山东省阳谷—茌平煤田 聊城煤矿区显微煤岩组成及其特征
刘广哲!， 武金秀"
（ 山东省第二地质矿产勘查院， 山东 兖州 " ； 山东省第七地质矿产勘查院， 山东 临沂 " ） ! # $ " ! % % " # $ & % % &
收稿日期： ； 修订日期： ； 编辑： 王先起 " % % " 1 % ! 1 " 2 " % % 0 1 % " 1 % ( 作者简介： 刘广哲（ ， 男， 山东济宁人， 工程师， 主要从事地质矿产勘查工作。 ! 2 & " 1）
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成果与方法 ! " # $ % & % ’ % ( ) * + ( ,% ) # . ,
基质镜质体 # ! % # ! $ ! % , # ! % # ! $ / % - / % , ! $ $ % , # # % ! / ! % 0 # % 0 ! $ 0 % 0 / + % ! ! $ 0 % / + 0 % ! ! / ! % / + % ! # . % + 均质境质体 团块镜质体 + % $ ! ! + % # ! + % 0 % $ ! ! % + 少量 ! ! % . ! ! % . ! ! % $ 少量 # % . ! ! . % + 少量 # % , ! / % + 少量 ! % + ! + % * 少量 ! % + ! $ % ! ! ! % -
大煤沟岩矿鉴定报告第一批
原编号:D0001-b1 室内编号:1鉴定名称:含白云质中细砾状砾屑灰岩野外定名：灰黑色微晶灰岩结构:中细砾、砾屑结构构造:块状构造1、矿物成分: 砾屑：60-70％中细砾砂屑灰岩细粒砂屑灰岩2、细晶白云石填隙物：30-40％描述：岩石由上列矿物组成，呈中中细砾、砾屑结构，块状构造。
砾屑约占岩石的60-70％，成分如上所列。
中粗粒砂屑灰岩由砂屑和粉晶方解石胶结物组成。
砂屑成分为泥晶方解石，色暗，形状不规则，粒径大小主要在0.5-2mm的粗砂级，少数在0.3-2mm的粗砂级，少数在0.3-0.5mm的中砂级，磨圆度高，呈次圆-圆形。
砂屑分布均匀，由粉晶方解石胶结。
细粒砂屑灰岩由砂屑和粉晶方解石胶结物组成，含少量藻迹和细小的模糊的生物碎片。
砂屑成分为泥晶方解石，砂屑大小在0.05-0.25mm的细砂级。
呈次圆-次棱角状。
砾屑形状不鬼咋，粒径大小在5-15mm的中细砾级，呈次圆状。
有些被胶结物交代后边界模糊，杂乱散布。
胶结物约占岩石的30-40％，成分为白云石，呈不规则粒状，菱面体状，粒径大小在0.06-0.25mm的细晶级，充填于砾石之间。
呈基底式胶结。
原编号:D0002-b1 室内编号:2鉴定名称:粉屑灰岩野外定名：灰白色白云石化灰岩结构:粉屑结构构造:块状构造矿物成分：方解石：100％描述：岩石由方解石组成。
呈粉屑结构，块状构造。
方解石含量100％，呈细小的粒状，粒径大小在0.01-0.03mm，有些小于0.01mm，均匀致密分布。
少数发生重结晶，粒径到0.05-0.2mm，但呈小集合体状散布。
薄片中未见有白云石化特征。
原编号:D0002-b2 室内编号:3鉴定名称:含硅质细晶白云岩野外定名：灰白色白云岩结构:细晶结构构造:块状构造矿物成分: 白云石：＞90％次生石英碳酸盐脉硅质物：5-10％描述：岩石由上列矿物组成，呈细晶结构，块状构造。
白云石含量在90％以上，呈半自形菱面体状，粒径大小在0.1-0.25mm的细晶级，均匀分布。
煤岩显微组分荧光特征与激发时间的关系
DOI: 10.1016/S1872-5813(23)60339-1煤岩显微组分荧光特征与激发时间的关系张雅茹1,2，白金锋2，靳立军1，李 扬1，胡浩权1,*（1. 大连理工大学 化工学院煤化工研究所精细化工国家重点实验室, 大连 116024；2. 辽宁科技大学 化学工程学院, 鞍山 114051）摘 要：本研究采用360 nm 波长的单波长激光作为激发光源，在偏光显微镜下对煤光片进行激发，研究激发时间对显微组分荧光特征的影响。
通过对六种炼焦煤各显微组分的荧光强度与激发时间的关系研究表明，煤岩显微组分的荧光特征与煤岩类型及变质程度有关；激发时间对各显微组分的荧光参数具有一定的影响。
通过对比不同激发时间下的相对荧光强度，发现15 s 内的平均相对荧光强度可作为表征不同显微组分的结构和变质程度的光学参数。
该方法的实质是将原子核外层电子的运动状况通过宏观的荧光光谱和具体的相对荧光强度进行表达,使其微观上的复杂性简化为宏观上和数值上可以被人们普遍接受的形式。
关键词：煤；显微组分；荧光特征；激发时间中图分类号： TQ520.1 文献标识码： ARelationship between fluorescence characteristics of coal macerals and excitation timeZHANG Ya-ru 1,2，BAI Jin-feng 2，JIN Li-jun 1，LI Yang 1，HU Hao-quan1,*（1. State Key Laboratory of Fine Chemicals , Institute of Coal Chemical Engineering , School of Chemical Engineering , DalianUniversity of Technology , Dalian 116024, China ；2. School of Chemical Engineering , University of Science and Technology Liaoning , Anshan 114051, China ）Abstract: The fluorescence characteristics of coal macerals can be used as one of the indexes to evaluate the properties of coking coal. In this work, a single-wavelength laser with a wavelength of 360 nm was used as the excitation source to excite the surface of particulate block under a polarizing microscope. Effect of excitation time on fluorescence characteristics of the macerals was studied. The relationship between spontaneous fluorescence intensity and the excitation time of each maceral of six kinds of coking coals show that the fluorescence characteristics of coal macerals are related to the type and metamorphism of coal. The excitation time has a certain effect on the fluorescence parameters of the macerals. By comparing the relative fluorescence intensity values under different excitation times, it is found that the mean relative fluorescence intensity within 15 s can be used as an optical parameter to characterize the structure and metamorphic grade of different macerals. The essence of this method is to express movement of electrons in outer layer of nucleus by macroscopic fluorescence spectrum and relative fluorescence intensity of the initial state value and simplify microscopic complexity into macroscopic and numerical form generally accepted.Key words: coal ；maceral ；fluorescence characteristics ；excitation time在现代焦化工业中，捣固炼焦、顶装煤炼焦工艺，特别是最近针对“双碳”战略目标开发的富氢高炉应用的高反应性焦炭制备技术等都需要精细化配煤作为支撑[1−3]。
中国主要矿区煤的显微组分分布特征
文章编号:0253-2336(2000)09-0031-04中国主要矿区煤的显微组分分布特征李文华1,陈亚飞1,陈文敏1,李向利2(11煤炭科学研究总院北京煤化学研究所,北京 100013;21秦皇岛进出口商品检验局,河北秦皇岛 066000)摘 要:以中国不同矿区、不同成煤时代、不同类别的400余个煤样的显微组分鉴定结果为基础,分别研究了镜质组、惰质组和壳质组等组分的分布特征,发现不同时代、不同煤种和不同矿区煤的显微组分均有显著差异。
关键词:显微组分;镜质组;惰质组;壳质组中图分类号:TQ531 文献标识码:B 基金项目:国家重点基础研究专款资助项目1 概 述 煤的各种有机显微组分分布范围的显著差异,表明了其原始成煤物质的沉积环境有显著的不同,通常在强还原条件下形成的煤,其显微组分中的镜质组(V )含量高,而在弱还原条件下形成的煤,其显微组分中的惰质组(I )含量就高,而壳质组(E )含量高的煤,表明其原始成煤植物中较稳定的树皮、树蜡、树脂、孢子、木栓等组分在成煤过程中得到了富集。
而不同的煤岩显微组分含量对煤的物理、化学性质均有显著的影响。
如惰质组高的煤,其挥发分低、含碳量高、粘结性差、焦油产率低,而镜质组高的炼焦煤,其粘结性好、发热量高、含氧量较低。
2 中国不同时代煤的显微组分分布特征 在中国不同时代形成的煤中,各显微组分的分布均有明显差异,且总的趋势是成煤时代越晚的新生代第三纪煤的镜质组最高,平均在85%以上,其中尤以早第三纪煤的镜质组含量最高,平均达8818%;镜质组含量最低的是中生代的早、中侏罗世煤,其平均含量低至4315%,晚古生代晚二叠世煤的平均镜质组含量也低至4518%;惰质组含量最高的是中生代的早、中侏罗世煤,其平均含量达4914%,居第二位的晚古生代早石炭世煤的惰质组平均含量也高至4810%,惰质组含量超过30%的还有晚石炭世、晚二叠世和早二叠世及时代不易明显区分的石炭、二叠纪煤,只有早、晚第三纪煤的惰质组平均含量最低,分别为116%和2108%,从而表明中国煤中的惰质组含量普遍较高,也就是说除生成于第三纪的褐煤惰质组含量甚低以外,其他各时代煤(以烟煤为主)的惰质组含量普遍较高;壳质组含量则以南方晚二叠世煤相对最高,平均为15135%,晚第三纪煤(几乎都是褐煤)中的平均壳质组含量也达10%以上。
煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究——以任楼煤矿为例
2020年12月伊犁师范学院学报（自然科学版）Dec.2020第14卷第4期Journal of Yili Normal University（Natural Science Edition）Vol.14No.4煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究——以任楼煤矿为例董致成1，2，冯松宝1，2*，闫顺风1，2（1.宿州学院资源与土木工程学院，安徽宿州234000；2.安徽省教育厅矿井水资源化利用重点实验室，安徽宿州234000）摘要：为阐明在相同煤化程度下煤中显微组分结构差异特征，运用傅里叶红外光谱仪测试相同煤化程度下煤中不同显微组分的官能团，并采用Origin9.0软件进行分峰拟合与计算.结果表明：富氢程度参数镜质组高于壳质组、壳质组高于惰质组；脂肪结构参数壳质组高于镜质组、镜质组高于惰质组；芳构化程度镜质组高于惰质组、惰质组高于壳质组；生烃潜力镜质组强于壳质组和惰质组，壳质组的脂肪链较长利于生油，而惰质组的芳构化程度更高于壳质组.关键词：任楼煤矿；FTIR；镜质组；壳质组；惰质组中图分类号：TQ53文献标识码：A文章编号：1673-999X（2020）04-0046-070引言煤的组成较为复杂，一般由有机显微组分、无机矿物质和水等组成，其中有机显微组分为煤中主要组分，且有机显微组分的结构与煤的性质有着直接关系.因此分析煤的性质与特征要对煤中显微组分的结构特征进行研究.例如，陈建平［1］通过红外光谱法进行煤中干酪根的芳香族结构和脂族结构参数测定，最终按照干酪根脂族结构指数和芳香族结构指数划分出煤沼相、湖泊煤沼过度相和湖相3种不同有机相，对有机质类型也进行了划分；黄福堂［2］运用红外漫反射光谱和谱带分离技术对海拉尔盆地煤的显微组分进行研究，得出煤中显微组分来源不同，分子结构也不同，还通过相关参数将煤中显微组分的生油潜力与生烃潜力进行分析；王华［3］对石马洼煤进行显微组分富集与红外光谱测定，计算结果与相关参数比较后得出石马洼煤中惰质组与镜质组相比，惰质组中芳构化程度较高、脂肪链长度较短、支链较多且氧化程度较弱；冯杰［4］选取不同地区不同煤化阶段的样品进行研究，通过傅里叶红外光谱进行定量分析，得出随煤化程度的增高，羟基振动逐渐减弱至无烟煤完全消失、芳氢与脂氢比例增大，随煤芳香度的增加，羧基、羰基、羟基逐渐消失.以上研究为傅里叶红外光谱对煤中显微组分结构研究建立了相关参数模型，对煤中显微组分的含量和结构进行了比较.但各项研究内容较为单一，其内容只针对煤中显微组分结构研究或只针对构建相关参数，没能将相关参数与显微组分结构分析进行结合.基于此，本文以任楼煤矿的煤作为研究对象，通过傅里叶红外光谱仪对煤中显微组分结构进行分析，再收稿日期：2019-11-10基金项目：宿州学院新工科试点专业建设项目“资源勘查工程”（szxy2018xgk04）；安徽省教育厅自然科学重点项目“岩浆侵入作用下煤成烃动力学参数变化规律及其控制机理研究——以淮北煤田为例”（KJ2016A771）；宿州学院重点课程建设项目“应用地球化学”（szxy2018zdkc62）.作者简介：董致成（1999—），男，吉林白城人，研究方向：地球化学.*通信作者：冯松宝（1982—），安徽宣城人，博士，副教授，研究方向：有机地球化学及环境地球化学.董致成，冯松宝，闫顺风：煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期运用相关参数进行计算与比较，最终得出其显微组分结构的傅里叶红外光谱特征.1样品及实验方法1.1地质背景任楼煤矿位于安徽省宿州市西南约30km 外濉溪县与蒙城县的交界处，是临涣矿区任楼井田的煤矿.井田北起界沟断层，南至F 7断层与许疃井田毗邻，东南部以F 23断层为界.浅部以11号煤层露头为界，深部至31煤层-800m.井田走向长为9.8～14km，宽为1.2～3.5km，井田面积约43km 2.该井田含煤岩系为石炭系和二叠系.煤种为优质气煤，是理想的动力用煤和炼焦煤，产品近销江浙一带，远销日本、菲律宾等东南亚国家.图1任楼煤矿构造图［5］1.2样品选取及制备任楼煤矿是皖北矿业中具有代表性的矿厂，结合了其他皖北煤矿煤的多种特征.根据任楼煤矿实际开采情况，按照GB/T 482-2008《煤层煤样采取方法》的采样方法，采集了2个样品（RL-18-4和RL-18-5），采集2个样品可以进行相互对比避免出现偶然性，样品的基本信息见表1.运用浮选法分离富集显微组分［6，7］，对2个样品的3种显微组分分别进行了富集，富集物放入202-00AB 电热恒温干燥箱内，温度调至100℃进行24h 脱水处理，储存于干燥器中待用.表1样品基本信息47伊犁师范学院学报（自然科学版）2020年1.3实验方法（1）将储存于干燥器中的样品取出，再选取一定量的（色谱纯）溴化钾试剂，将样品和（色谱纯）溴化钾放入202-00AB电热恒温干燥箱内，在100℃左右的温度下进行2h干燥.（2）干燥后选取样品与（色谱纯）溴化钾的比例1∶180混合研磨，并采用溴化钾压片法制样，压力大小为8MPa，经过15s后取出，得到模片直径和厚度分别为13mm和1mm的透明薄片.（3）采用德国布鲁克TENSORII型傅里叶红外光谱仪进行检测，其波长参数为400～4000cm-1，分辨率为4.0cm-1.将制备好的模片卡入FTIR放入样品槽中扫描32次［8］.（4）扫描结束后得到红外光谱图，进行基线校正、归一化、平滑等处理，并用Origin9.0软件进行分峰拟合，计算峰的面积.2吸收峰归宿及参数选择2.1吸收峰归宿红外光谱通常将谱图分成高频区和低频区，两区之间以1500cm-1为界.高频区对应化学键和官能团的特征频率区，吸收峰不多；低频区反映了整个分子由于振动、转动所引的整个分子的特征吸收峰，显微组分红外光谱主要分布于低频区.据红外光谱学和有机化学原理，煤的显微组分红外光谱主要存在几种类型的吸收峰［9］：脂链结构吸收峰、芳香结构吸收峰和杂原子基团吸收峰等.煤的显微组分红外光谱图中主要特征官能团吸峰带归属区见表2.表2煤的显微组分红外光谱图主要吸收峰峰位/cm-12950292028501600 1380~1460强度宽吸收强中等-弱强中等代号ⅠⅡⅢⅣⅤ归属脂肪族CH3不对称伸缩振动主要是CH2不对称伸缩振动CH2对称伸缩振动芳烃中的芳核的-C=C-伸缩振动主要是烷键结构上的CH3，CH2变形振动2.2参数选择研究红外光谱图中几个特别峰的面积比值是为了更具体更直接地反映出镜质组、壳质组和惰质组的参数差异.结合其官能团的成烃演化规律，选择以下3组红外光谱参数［10，11］：（1）脂肪结构参数KAL =A（CH2）/A（CH3）：表示脂链长度，当CH2的伸缩振动吸收峰和CH3的伸缩振动吸收峰比值越大，则脂肪连越长.具体计算方法：（A（Ⅱ）+A（Ⅲ））/A（Ⅰ）.（1）（2）富氢程度参数I HO =（A（CH2）+A（CH3））/A（C=C）：表示生烃能力和脂肪烃含量多少.波数2950cm-1、2920cm-1和2850cm-1等是类脂结构CH3和CH2的伸缩振动吸收峰.具体计算方法：（A（Ⅱ）+A（Ⅲ））/A（Ⅳ）.（2）（3）芳构化结构程度参数I Ar =（A（CH2+CH3））/A（C=C）：表征有机质热演化程度，当CH2与CH3的变形振动吸收峰共同贡献与C=C的伸缩振动吸收峰的比值越小，表明有机质热演化程度越高，反映的是芳核上的脂族结构.具体计算方法：48董致成，冯松宝，闫顺风：煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期（A （Ⅰ）+A （Ⅱ）+A （Ⅲ））/A （Ⅳ）.（3）3结果与讨论3.13种显微组分的红外光谱如图2所示，各相关官能团振动频率具有如下特点：壳质组烷基基团的特征：高波数区段烷烃（C-H 伸缩振动）呈现双峰或多峰，从整个观测波数范围来看其吸收峰强度为中等，而且其中较高波数峰（2920cm -1）的吸收峰强度大于较低波数峰（2850cm -1），在低波数区段烷烃（C-H变形振动）也呈现双峰或单峰，但其吸收峰强度低于高波数区段，其较高波数峰（1460cm -1，CH 3、CH 2变形振动）强度高于较低波数峰（1380cm -1，CH 3的对称弯曲振动）.镜质组烷基基团的特征：高波数区段烷烃为多峰出现，吸收峰强度较高，其中高波数峰（2920cm -1）的吸收峰高于较低波数峰（2850cm -1），在低波数区段烷烃（C-H变形振动）也呈现多峰，从整个波数范围来看，其低波数区段吸收峰强度低于高波数区段吸收峰强度，其较高波数峰（1460cm -1）高于较低波数峰（1380cm -1）.惰质组烷基基团的特征：高波数区段烷烃为多峰叠加呈现，且吸收峰强度较高，但其中较低波数峰（2850cm -1）高于高波数峰（2920cm -1）的吸收峰，在低波数区段烷烃（C-H 变形振动）的吸收峰也较高，但其较高波数峰（1460cm -1）高于较低波数峰（1380cm -1）.壳质组芳烃基团的特征：高波数区段芳烃（1600cm -1，C=C 伸缩振动）面内变形振动，呈双峰出现，吸收强度较强.镜质组芳烃基团的特征：高波数区段芳烃（1600cm -1，C=C 伸缩振动）面内变形振动，呈单峰出现，其强度相对低于壳质组中该峰强度.惰质组芳烃基团的特征：高波数区段芳烃（1600cm -1，C=C 伸缩振动）面内变形振动，也呈单峰出现，其强度低于镜质组和壳质组.图2RL -18-4三种显微组分红外光谱图3.2数据处理在实际操作后得到的红外光谱图中，由于煤中的官能团较多，且官能团的吸收带都对红外光谱有贡献，导致有许多位置产生谱峰叠加，所以不容易确定吸收峰的位置及其边界.本文实验利用谱峰拟合方法对所得到的红外光谱图进行分峰拟合，并且计算峰的面积，从而反映样品的红外光谱特征［12，13］，运用Origin 9.0软件对RL-18-4的几个峰进行分峰拟合举例.将Origin 9.0软件处理后的图片导入CorelDRAW X7中绘制呈现，如图3所示.49伊犁师范学院学报（自然科学版）2020年图3RL -18-4分峰拟合结果50董致成，冯松宝，闫顺风：煤的不同显微组分傅里叶红外光谱特征研究第4期使用Origin 9.0软件进行分峰拟合，以RL-18-4为例，在进行分峰拟合的过程中发现由于煤中的许多官能团都对红外光谱有贡献，为了更好地得到想要的峰值，便进行多次分峰，1460cm -1如图3（a ）所示，1600cm -1如图3（b ）所示，2850cm -1、2920cm -1如图3（c ）所示；同时在软件上对其特征峰值进行面积的计算，且计算出其红外光谱参数，见表3.表3傅里叶红外光谱参数结果样品号RL -18-4RL -18-4RL -18-5RL -18-5壳质组镜质组惰质组煤样壳质组镜质组惰质组煤样A 14601.491.810.822.451.158.052.153.59A 16009.897.065.467.239.8211.2512.4511.57A 28505.085.463.584.655.809.825.027.01A 29206.585.342.565.018.229.581.726.51I HO1.181.531.121.341.431.720.541.17K AL 1.300.980.721.081.420.980.340.93I Ar0.150.260.150.340.120.720.170.313.3讨论与分析由表3可知，对任楼矿煤样的显微组分的富氢程度参数（（A （CH 2）+A （CH 3））/A （C=C ））比较，镜质组平均值为1.63，壳质组平均值为1.30，惰质组平均值为0.83，所以镜质组高于壳质组、壳质组高于惰质组；脂肪结构参数（A （CH 2）/A （CH 3））比较，镜质组平均值为0.98，壳质组平均值为1.36，惰质组平均值为0.53，所以壳质组高于镜质组、镜质组高于惰质组；芳构化程度参数（（A （CH 2+CH 3））/A （C=C ））比较，镜质组平均值为0.49，壳质组平均值为0.14，惰质组平均值为0.16，所以镜质组高于惰质组、惰质组高于壳质组.（1）镜质组特征：化学结构中含有大量的富氢基团，还含有脂肪结构，主要是以短链脂肪结构为主.原因分析：镜质组是由植物的根、茎、叶细胞壁的木质素在覆水的还原条件下，经过凝胶化作用形成的显微组分.在此过程中，因在水中环境的影响和本身为细胞壁的木质素的结构，导致氢元素增加，因此大量富集氢基团.由于细胞壁长时间在水中浸泡导致破碎，因此产生许多短链脂肪结构.（2）惰质组特征：芳香结构组成，脂肪结构较少，主要是短链脂肪结构为主.原因分析：惰质组是由植物的根、茎、叶细胞壁的木质素和纤维素在干燥的氧化条件下，经过丝炭化作用下形成的显微组分.大体上与镜质组相似，但由于经历丝炭化作用后碳化程度升高，因此芳香结构较多.（3）壳质组特征：化学结构中含有丰富的脂族侧链，主要以长链脂肪烃为主.原因分析：壳质组是由植物体中的角质膜、树脂、树蜡、木栓质等成分转化而成，是稳定性强的组分，在泥炭化作用和褐煤直到低煤级烟煤阶段的成岩作用期间，几乎没有发生过实质性的变化而保存在煤的组分中.因此以长链脂肪烃为主.4结论本文通过对任楼煤矿开采的煤进行傅里叶红外光谱测试后得出以下结论：（1）在气煤阶段，不同显微组分傅里叶红外光谱图整体趋势大致相似，但各峰值的吸光度有所不同，表明不同显微组分中官能团的种类相似，但含量不同.含量不同的原因与煤的本身的成分特征、环境和煤形成过程中经历不同的作用有关.（2）在相同煤化程度下将不同显微组分的峰值进行分峰求和得出：在脂肪结构参数比较中壳质组高于5152伊犁师范学院学报（自然科学版）2020年镜质组和惰质组，表明壳质组中脂肪链长度长于镜质组和惰质组，从而推断出壳质组的结构特征是以长链脂肪烃为主.在富氢程度参数比较中镜质组高于壳质组和惰质组，表明镜质组的生烃潜力强于壳质组生烃潜力和惰质组生烃潜力.在芳构化结构程度参数比较中惰质组最低、壳质组次之、镜质组最高，表明惰质组的有机质热演化程度最高、壳质组次之、镜质组最低.参考文献：［1］陈建平，罗平，李晋超.用干酪根红外光谱划分烃源岩有机相［J］.科学通报，1998（05）：544-547.［2］黄福堂，冯子辉，邹玉良.海拉尔盆地煤及其显微组分的红外漫反射光谱特征［J］.地球化学，1998（05）：500-506.［3］王华，杜美利，张国涛.石马洼煤显微组分结构特征的红外光谱分析［J］.煤炭转化，2015，38（03）：5-11.［4］冯杰，李文英，谢克昌.傅立叶红外光谱法对煤结构的研究［J］.中国矿业大学学报，2002（05）：25-29.［5］张旭刚，郭然.任楼煤矿矿井地质构造规律研究［J］.煤炭科学技术，2009，37（12）：103-106.［6］赵伟，张晓欠，周安宁，等.神府煤煤岩显微组分的浮选分离及富集物的低温热解产物特性研究［J］.燃料化学学报，2014，42（05）：527-533.［7］SHU X Q，WANG Z N，XU J Q.Separation and preparation of macerals in Shenfu coals by flotation［J］.Fuel，2002，81（4）：495-501．［8］张蕤，孙旭光.新疆吐哈盆地侏罗纪煤生烃模式的红外光谱分析［J］.光谱学与光谱分析，2008（01）：61-66.［9］孙旭光，陈建平，郝多虎.塔里木盆地煤显微组分显微傅里叶红外光谱特征及意义［J］.北京大学学报（自然科学版），2001（06）：832-.［10］LIN R，RITZ P G.Reflectance FT-IR microspectoroscopy of fossil algae contained in organil-rich shales［J］.Applied spectroscopy，1993，47（3）：265-271.［11］余海洋，孙旭光.江西乐平晚二叠世煤成烃机理红外光谱研究［J］.光谱学与光谱分析，2007（05）：858-862.［12］牛铸，冯松宝.卧龙湖煤矿煤的红外光谱特征研究［J］.黄冈师范学院学报，2018，38（06）：30-33.［13］韩峰，张衍国，蒙爱红，等.云南褐煤结构的FTIR分析［J］.煤炭学报，2014，39（11）：2293-2299.【责任编辑：张建国】Study on the Characteristics of Fourier Infrared Spectra of different Microcomponents of Coal——A case study of renlou coal mineDong Zhicheng1,2，Feng Songbao1,2*，Yan Shunfeng1,2(1.School of Resourse and Civil Engineering,Suzhou University,Suzhou,Anhui234000,China2.Key Laboratory of Mine Water Resource Utilization of Anhui Higher Education Institute，Suzhou，Anhui234000，China)AbstractAbstract::In order to clarify the structural difference characteristics of macerals in coal under the same coalification degree.Fourier infrared spectrometer was used to test the functional groups of different macerals in coal under the same coalification degree,and Origin9.0was used for peak fitting and calculation.The results showed that the hydrogen-rich parameters of vitrinite were higher than that of exinite and that of exinite were higher than that of inertinite.The fat structure parameters of exinite were higher than that of vitrinite and vitrinite than that of inertinite.The aromatization degree of vitrinite was higher than that of inertinite and inertinite was higher than that of exinite.The results showed that the hydrocarbon generation potential of vitrinite was stronger than that of exinite and inertinite,the fat chain of exinite was longer,and the aromatization degree of inertinite was higher than that of exinite.Key words::renlou coal mine;FTIR;vitrinite;exinite;inertinitewords。
煤岩显微组分分类
本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。
本标准起草单位： 煤炭科学研究总院西安分院。 本标准起草人： 群、 张 陈佩元、 窦廷焕、 罗俊文。 本标准委托煤炭科学研究总院西安分院负责解释。
率略低， 透光色略浅。该组分亦为反射率测定标准组分之一。
Ａ ． 团块镜质体 １２３ ． 多呈圆形、 椭圆形、 纺锤形或略带棱角状、 轮廓清晰的均质块体。常充填细胞腔， 其大小与细胞腔一 致； 单独出现， 也可 最大者可达３０ ０ｕ ｍ。油浸反射光下呈深灰色或浅灰色， 透射光下为红色一 红褐色。 Ａ ． 胶质镜质体 ｌ２４ ． 均一纯净， 无确定形态， 常充填在细胞腔、 裂隙及真菌体和抱粉体的空腔中。 Ｆ 镜 其他光性特征与均
作了重要修改。主要有： １ 删去半镜质组， 采用国际标准镜质组、 惰质组和壳质组的三分划分方案。
２ 删去菌类体， 增加真菌体和分泌体。 ３ 增加火焚丝质体、 氧化丝质体两个显微亚组分。 ４ 增加显微组分的英文名称。 ５ 对附录Ａ 附录Ｂ中显微组分和矿物特征的描述内容作了部分修改。 、 本标准自 实施之日 代替Ｇ ／ １５８ ９５ 起， ＢＴ ８－１９０ ５
Ｇ ／ １ ３－１９ ９７ ９５ 煤岩术语 Ｂ ｒ ２ ３ 分类依据
采用成因与工艺性质相结合的原则， 以显微镜油浸反射光下的特征为主， 结合透射光和荧光特征进
行分类。 首先根据煤中有机成分的颜色、 反射力、 突起、 形态、 结构特征， 划分出显微组分组； 再根据细胞结构 保存程度、 形态、 大小以及光性特征的差别， 将显微组分组进一步划分为显微组分和显微亚组分。 ４ 分类方案 烟煤显微组分分类方案见表 １其中包括 ， 个显微组分组，０ ２ 个显微组分、２个显微亚组分。特征 １
图像分析法测定煤的显微组分
图像分析法测定煤的显微组分张代林,任世彪(安徽工业大学化工与环境学院,安徽马鞍山 243002)摘 要:通过Optimas615图像处理与分析软件,对6种单种炼焦煤样的煤岩显微组分图进行分割和统计,确定出最佳的灰度阈值,并用该灰度阈值对单种煤各显微组分进行阈值分割和识别,实现了用图像分析法对单种煤煤岩显微组分的测定。
与传统数点测定方法相比,图像分析法具有准确性高、重现性好等优点。
关键词:图像分析;煤;显微组分中图分类号:TQ53316 文献标识码:A 文章编号:0253-2336(2003)06-0023-02Image analyzing Method to determine macerals of coalZHAN G Dai 2lin ,REN Shi 2biao(School of Chemical Engi neeri ng and Envi ronment ,A nhui U niversity of Technology ,M a ’anshan 243002,Chi na )Abstract :With Optimas 615(the image analyzing and processing software ),maceral images of 6singal coking coals were segmented and counted ,and the best threshold value was obtained.Segmented and identified the image of every maceral with the value ,it was achieved to determine the parameters of every maceral with the method of image paring with the tradifional methods ,this method has the advantages with more precise and representative etc.K ey w ords :image analysis ;coal ;macerals基金项目:安徽省教育厅青年教师科研资助项目(2002jq108) 煤的显微组分的测定方法有溶剂抽提法、煤岩显微组分定量法、煤岩显微光度计测定法、图像分析测定法和最大流动度测定法等[1,2]。
显微煤岩组分定量测试结果
胶质镜质体
7
镜屑体
8
惰质组
半丝质体
9
丝质体
10
粗粒体
11
微粒体
12
菌类体
13
惰屑体
14
壳质组
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ孢子体
15
角质体
16
树脂体
17
树皮体
18
沥青体
19
荧光体
20
结构藻类体
21
层状藻类体
22
壳屑体
23
矿物成分
粘土
24
硫化物
25
碳酸盐
26
氧化硅
27
其他
表3显微煤岩组分定量测试结果（％）
序号
组 分
GC23-1
GC89-2
17
树皮体
18
沥青体
19
荧光体
20
结构藻类体
21
层状藻类体
22
壳屑体
23
矿物成分
粘土
24
硫化物
25
碳酸盐
26
氧化硅
27
其他
表2显微煤岩组分定量测试结果（％）
序号
组 分
DC21
DC21-2
DC21-3
DC22
DC23-3
DC24
GC12-2
1
镜质组
结构镜质体1
2
结构镜质体2
3
均质镜质体
4
基质镜质体
5
团状镜质体
表1显微煤岩组分定量测试结果（％）
序号
组 分
AC6-1
AC-8
AN9-1
C-严稠1号
DC1-6
低变质烟煤有机显微煤岩组分的润湿性
段旭琴 1 , 杨慧芬 1 , 王祖讷 2
(11北京科技大学 土木与环境工程学院 , 北京 100083; 21中国矿业大学 (北京 ) 化学与环境工程学院 , 北京 100083)
摘 要 : 通过测定不同粒级镜质组和惰质组在二次去离子水中的浸湿热 , 分析了低变质烟煤有机 显微煤岩组分的表面润湿性. 结果表明 : 镜质组和惰质组均具有天然亲水性 , 润湿自发进行 ; 镜 质组的亲水性更强. 结合煤岩组分的工业和元素分析 、XPS分析及漫反射红外光谱分析认为 : 高 含氧量和羟基基团是引起镜质组亲水性更强的决定因素 ; 随粒度减小 , 有机煤岩组分的理论疏水 性增强 , 其中镜质组的变化更显著 ; 表面润湿性的差异是浮选分离煤岩组分的基础 , 但随着粒度 减小 , 镜质组和惰质组的润湿性差别减小 , 煤岩组分浮选分离的选择性降低 , 分离难度增加. 关键词 : 低变质烟煤 ; 煤岩显微组分 ; 润湿性 ; 浸湿热 中图分类号 : TQ531 文献标识码 : A
为全面了解镜质组和惰质组的基本性质和结构特征分别对镜质组和惰质组样品进行了工业分析元素分析漫反射红外光谱分析及x射线光电子能谱xps分析结果见表煤岩组分的工业分析元素分析和表面主要含氢和含氧官能团分布tableultimateanalysishydrogencontainedoxygencontainedfunctionadaffc芳香环缩合度1010212412157547672509168210003707416516052764679885993599270500650814含氢官能团wmolcharchalchalchar含氧官能团w100c无机氧有机氧0571041291618261791179118289071916092034281469211202029214793516267741395与惰质组相比较小的和高的氧氮元素含量会使镜质组亲水性增强而较高的氢元素含量和低灰分含量又会使镜质组亲水性减弱
煤显微组分表面含氧官能团的XPS分析
煤显微组分表面含氧官能团的XPS分析第４期段旭琴，等：煤显微组分表面含氧官能团的ＸＰＳ分析４９９以下，于】００℃的干燥箱中脱水至恒重，在干燥器中冷却至室温。
干燥样品用双面胶粘于金属进样托上进行ＸＰＳ测定。
中在细粒级丝炭中。
取镜质组或惰质组含量最高的粒级分别作为镜质组和惰质组样品，样品氮气保存。
样品的煤岩组分定量及工业分析、元素分析结果见表ｌ、表２。
ＸＰＳ分析前，将样品磨细至７４１ｘｒｎ表１煤岩样品的显微煤岩组成Ｔａｂ．１ｐｅｔｒｏｇｒａｐｈｉｃｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｏｆｍａｃｅｒａｌｓ表２煤岩样品的工业分析和元素分析Ｔａｂ．２ｐｒｏｘｉｍａｔｅａｎｄｕｌｔｉｍａｔｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆｍａｃｅｒａｌｓ１．２ＸＰＳ测定及数据分析同原子的存在状态进行定量分析。
２２．１ＸＰＳ测试在ＰＨＩ－－５３００［ＥＳＣＡ光电能谱仪上进行。
采用位置灵敏检测器（ＰＳＤ），选用Ａｌｋ阳极激发，发射功率２５０Ｗ，通过能量９０ｅＶ和３５．７５ｅＶ分别用于宽程扫描和窄扫描，能量分辨率０．８ｅＶ，结果分析样品表面元素组成煤岩样品表面原子组成如表３。
镜质组表面主灵敏度８０ｋＣＰＳ，角分辨为４５。
，分析室真空度为２．９ｘ１０一Ｐａ。
扫描型Ａｒ＋枪，面积８ｘ８ｍｌｎ２，溅射速率为４ｎｍ／ｍｉｎ，能量为３．０ｋｖ，发射电流２５ｍＡ。
实验得到的元素电子结合能以ＣＩＳ（２８５ｅＶ）进行校正。
ＸＰＳ谱图中横坐标表示电子结合能（ＢｉｎｄｉｎｇＥｎｅｒｇｙ），纵坐标表示电子计数。
根据宽程扫描图，利用面积灵敏度因子可定量计算出样品的表面原子组成。
窄扫面Ｃｌｓ、０１Ｓ谱图应用ＸＰＳＰＥＡＫ专业软件包进行分峰拟合，对不要存在Ｃ、Ｏ元素和少量的Ｎ元素；惰质组表面主要有Ｃ、Ｏ和少量的Ｎ、Ｓｉ。
由于Ｓ元素的含量很少，两样品中均未检测出Ｓ。
惰质组表面高的Ｓｉ含量与其灰分含量高的结论一致，说明惰质组中的无机矿物质浸染较多。
‘样品，――ｉ――――ｉ＿生型墨笔堡堕兰型鲁生―百―ｉ磊毛兰芋竺备有机ｏｗ。