煤的真相对密度和视相对密度的测定

煤的真相对密度和视相对密度的测定
密度是煤的重要物理性质之一，凡涉及煤的体积和质量关系的各种工作，都需要用煤的密度，如：煤的真相对密度用于煤的可选性判定、选煤厂涉及、制样、煤质研究及煤的结构计算，视相对密度用于计算煤的储量等。

一、煤的真相对密度的测定
煤的真相对密度的测定通常采用密度瓶法和转换法。

密度瓶法近似地测出煤的真相对
密度，其方法简单。

下面介绍密度瓶法测定煤的真相对密度。

本实验根据GB/T 217 —2008制定。

1. 实验目的
通过实验掌握密度瓶法测定煤的真相对密度的方法要点，熟悉测定步骤。

2. 实验原理
以十二烷基硫酸钠溶液为浸润剂，使煤样在密度瓶中润湿、沉降，排除所吸附的气体。

根据阿基米德原理测定出与煤同样体积(不包裹任何裂隙、毛细孔的体积)的纯水的质量，并计算出煤的真相对密度。

3•仪器设备和试剂
(1 )分析天平：感量0 • 00lg。

(2)水浴。

(3)恒温水浴器：控温范围10〜35C,控温精度士0.5 C。

(4 )密度瓶：容量为50mL，带有磨口毛细管塞。

(5 )带刻度移液管：10mL。

(6)温度计：量程0〜50C，分度值02C。

(7)十二烷基硫酸钠：C j2H25NaO4S,化学纯，配成2%的水溶液。

4.实验步骤
(1)准确称取粒度小于0.2 mm的空气干燥煤样2g (称准到0.0002g )，通过无颈小漏斗全部移入密度瓶中。

(2)用移液管向密度瓶中注入2%的十二烷基硫酸钠溶液3mL，并将瓶颈上附着的煤粒冲入瓶中，轻轻转动密度瓶，放置15min使煤样浸透，然后沿瓶壁加入约25ml蒸馏水。

(3)将密度瓶移到沸水浴中加热20min，以排除吸附的气体。

(4)取出密度瓶，加入新煮沸过的蒸馏水至水面低于瓶口约10 mm处并冷至室温。

然后于(20±0.5) C的保温器中，恒温1h。

如没有恒温水槽，可在室温下放置过夜，并记录室温。

（5）用吸管沿瓶颈滴加新煮沸过的并冷却到20 C或室温的蒸馏水（注意应与测定温
度一直）至瓶口，盖上瓶塞，使过剩的水从瓶塞上的毛细管溢出。

注意观察，密度瓶中和瓶塞毛细管内都不得有气泡存在，否则应重新加水、盖塞。

这一过程必须迅速完成，贴别是恒
温器温度与室温相差较大时，应快速完成。

（6 ）迅速擦干密度瓶，立即称出密度瓶加煤、浸润剂和水的质量。

（7）空白值的测定。

按上述方法，密度瓶中不加煤样、不经煮沸，测出密度瓶加浸润剂及蒸馏水的质量。

注意：在恒温条件下，每月应测定一次空白值，同一密度瓶重复测定之差不得超过0.0015g，室温条件下，测煤样真相对密度的同时，就要进行空白值测定。

5•结果计算
在恒温（20 C）条件下测定煤的真相对密度，其结果按下式计算：
----------- （3-75）
式中
――干煤的真相对密度；
-- 干煤样质量，g;
――分析煤样质量，g;
——密度瓶、浸润剂及蒸馏水的质量，g;
――密度瓶、浸润剂、煤样及蒸馏水的质量，g。

室温下测定煤的真相对密度，其结果按下式计算：
-------- （3-76）
式中
――温度校正系数；
t――室温温度，C；
-- 水在t温度时的密度，g/cm3;
――水在20 C时的密度，g/cm3。

值可由表3-46查出
6、精密度
同一化验室重复性限：0.02。

不同化验室再现性临界差：0.04。

7•注意事项
如果煤样用十二烷基硫酸钠做浸润剂，测值偏高时，可用相同数量的中性酒精代替十二烷基硫酸钠做浸润剂。

二、煤的视相对密度的测定
煤的视相对密度也称为煤的假密度。

其测定方法有凡士林法、水银法和涂蜡法。

目前我国采用涂蜡法测定煤的视相对密度。

本实验根据GB/T 6949—1998制定。

1•试验目的
通过试验掌握涂蜡法测定煤的视相对密度的原理、方法。

3•试验原理
取一定粒度具有代表性的煤样，煤粒称量后涂蜡(放置介质渗入煤粒孔隙)，然后放入
密度瓶内，用十二烷基硫酸钠作为浸润剂，根据阿基米德原理，测出涂蜡煤煤排开同体积水
的质量，计算出涂蜡煤粒的体积，再减去蜡的体积，即可求出煤的视相对密度。

4•仪器设备
(1 )分析天平：感量0 • ig。

(2 )优质石蜡：熔点50〜60 C。

(3)小铝锅或小铝盆。

(4)密度瓶：容量为60mL,带有磨口的毛细管塞，毛细管塞内径小于1mm，密度瓶口为20mm 或16mm。

(5)网匙：用3mm 3mm的筛网制成。

(6)温度计：量程0〜100C，分度值05C。

(7)十二烷基硫酸钠：C j2H25NaO4S,化学纯，配成0.1%的水溶液。

(8)量筒：容量50mL。

(9)烧瓶：容量1000mL。

(10)万能电炉：500〜600W (或酒精灯)。

(11)塑料布：300mm 300mm。

4•试验步骤
(1 )将已达到空气干燥状态的煤样(粒度10mm〜13mm )，均匀地取出20〜30g,放
在1mm的筛子上用毛刷反复地刷去煤粉，然后将筛子上的煤粒称量( ),准至0.0002g。

对灰分大于30%或全硫大于2%勺煤称取40〜60g，分别放在两个密度瓶中测定，计算结果并取其平均值；由于煤芯煤样量少，故可做单样，但应在报告中注明。

(2)称量后的煤样置于网匙上，浸入预先加热
至70〜90 C的石蜡中，用玻璃棒迅速
拨动煤粒至表面不再产生气泡为止。

立即取出网匙，稍冷，将煤粒撒在塑料布上，并用玻璃
棒迅速拨开煤粒，勿使煤粒黏结。

冷却至室温，清除煤粒表面的蜡屑，准确称量( )，准
至0.0002g。

(3)将涂蜡的煤粒装入密度瓶中，加0.1%十二烷基硫酸钠溶液至密度瓶2/3处。

盖上密度瓶塞，摇荡或用手指轻敲密度瓶，使煤粒充分浸润至表面不附着气泡，再加0.1%十二烷基硫酸钠溶液至距瓶口10mm处。

置于恒温器中，在(20± 0.5 )C下恒温1h,也可在室温下记录溶液的温度。

(4)用吸液管滴加溶液至瓶口，小心塞紧瓶塞，使过剩的溶液从瓶塞上的毛细管上端溢出，确保瓶内和毛细管内没有气泡。

(5)迅速擦干密度瓶立即称量( )，准至0.0002g。

(6)空白值的测定
在密度瓶中只加0.1%十二烷基硫酸钠水溶液，并按上述操作步骤的( 3) (4)规定操
作。

称出密度瓶和水溶液的总质量( )，准至0.0002g。

密度瓶连续两次测定值的差值不
得超过0.01g。

在恒温条件下测定，每季度测定空白值一次；如在室温条件下测定，则在做煤样的同时测定空白值。

5•石蜡密度的测定
(1 )在试管中放入约15g石蜡，加热至蜡完全融化，轻轻振动驱出蜡内存在的气泡。

(2)将试管静置，带蜡完全冷却、凝固后微微加热试管四周，倒出蜡块。

制出的蜡块应无裂纹和气泡。

(3 )蜡块用细线系好，称重(准至0.0002g )。

(4)在蜡块下方系一块金属块(10〜25g)，借其质量将蜡块浸入20C的0.1%十二烷基硫酸钠水溶液中。

勿使蜡块或金属块与容器壁或底接触，称出蜡块和金属块在水中的质量
(准至0.0002g )。

(5)金属块单独用细线系好浸入20 C的0.1%十二烷基硫酸钠水溶液中，称量(准至0.0002g )。

(6)按下式计算出石蜡密度：
式中
3
---- 石蜡的密度，g/cm ；
--- 石蜡块质量，g;
――石蜡块和金属块在水溶液中的质量，g;
――金属块在水溶液中的质量，G；
――0.1%十二烷基硫酸钠溶液密度(见表3-47), g/cm。

表3-47 0.1%十二烷基硫酸钠溶液的密度
温度/C 密度/g • cm3温度/C 密度/g • cm3
煤的视相对密度按下列公式计算:
式中
――煤在20C时的视相对密度;
煤样的质量，g；
――涂蜡煤粒的质量，g;
――密度瓶、涂蜡煤粒及水溶液的质量，g;
――密度瓶、水溶液的质量，g;
3
-- 石蜡的密度，g/cm ；
――0.1%十二烷基硫酸钠溶液的密度(见表3-47), g/cm3;
——水在20C时的密度(可近似取为 1.0000g/cm3)。

7.精密度(见表3-48)
表3-48精密度
(1 )测定煤的真相对密度时，为什么要用浸润剂：
(2) 为什么说密度瓶法测定煤的真相对密度是一种近似值？
(3) 纯煤真相对密度与煤化度有什么关系？试结合煤的分子机构概念加以解释。

(4) 简述涂蜡法测定煤的视相对密度原理。