制样设备在煤炭样品制备中的应用(论文)1

制样设备在煤炭样品制备中的应用

吉林省电力科学研究院李春艳

样品制备的目的是经过过筛、破碎、掺合、缩分、干燥等步骤将采集的煤样制备成能代表原来煤样特性的分析用煤样。按照标准要求进行采制样是商品煤特性检测中最为重要的环节，是获得可靠检测结果的必要前提。大量试验表明：若以方差表示误差的话，采样误差占80%，制样误差占16%，化验误差占4%。故在商品煤的采制化中，关键是采样，其次是制样。

我国现行商品煤样的制备方法是GB474—1996《煤样的制备方法》，按标准要求，制样时必须配备各种制样设备及工具，操作程序复杂，劳动强度很大。在实际操作中，制样人员很难按标准严格操作，制样过程带来的误差较大。在制样精密度测试中很难达到标准规定的精密度要求。合理配备制样设备在很大程度上可以减少人员劳动强度，提高制样的精密度。

标准规定煤样的制备要使用合适的破碎机，如：鄂式破碎机、锤式破碎机、对辊破碎机、钢制棒（球）磨机、其他密封式研磨机以及无系统偏差、精密度符合要求的各种缩分机和联合破碎缩分机等。制样工作的本质就是通过破碎和缩分不断减小粒度和减少质量的过程，那么如何配备破碎缩分设备才能组成一个优良的制样系统？既能提高工作效率、减少劳动强度又能满足制样精密度要求是从事煤炭采制化专业人员值得探讨研究的课题也是制样设备生产厂家开发生产新产品的基础。而合理配备制样设备，建立优良的制样系统的前提必须满足标准的要求，在不违备标准的前提下灵活应用标准。

1．GB474—1996主要精髓

GB474—1996规定的制样程序如图1，其主要基本点是：煤样的缩制分阶段进行，而各个阶段互相衔接，不同阶段是以粒级划分的，通常分为＜25mm、＜13mm、＜6mm、＜3mm、＜1mm五个阶段，最后制成＜0.2mm的分析煤样。标准同时还规定，粒度＜3mm的煤样，缩分至3.75 kg后，如使之全部通过3mm圆孔筛，则可用二分器直接缩分出不少于100g和不少于500g分别用于制备分析用煤样和作为存查煤样，而不经＜1mm这一阶段。在制样的各个阶段，都必须进行筛分、破碎、掺合、缩分等相似的操作，只是各个阶段因煤样粒度不同其所保留的样品量有所不同（见表1）。

表1 粒度和最少留样量的关系（缩分后试样的最小质量）

2.国内制样设备主要性能指标

⑴各种规格的破碎机

鄂式破碎机，出料粒度通过调整鄂板间距来控制；锤式破碎机，出料粒度通过更换不同孔径的筛板来控制；对辊破碎机，出料粒度通过调整对辊的间隙来控制。不论使用何种破碎机，出料粒度都需通过筛分试验来确定，实践证明，并不是多大孔径的筛板，就保证出多大粒度的样品，由于反复破碎，往往出料粒度远小于筛板的孔径，如锤式破碎机的筛板孔径为6mm，其出料粒度95%以上为3mm。换言之若想制备出料粒度为3mm的样品，就要选择6mm孔径的筛板，且要通过筛分试验来确定。

⑵破碎缩分联合制样机组

随着技术的发展和产品的更新，近几年国内制样设备的生产厂家对传统的制样设备进行了升级改造，由单一的破碎、缩分设备组装成性能可靠的制样系统，生产出破碎缩分机及多功能破碎缩分联合制样机组。使制样工作变得简单、轻松，工作效率大大提高，深受用户的喜爱。

破碎缩分机及多功能破碎缩分联合制样机组基本流程是：送料

一级破碎机（出料粒度＜13mm或6mm）一级缩分（缩分比1：2~1：16可调）二级破碎机（出料粒度＜3mm或1mm）二级缩分（缩分比约1：2）最终样品。

目前多数厂家在一级破碎时都用锤式破碎机，用更换筛板来调整出料粒度。

二级破碎都采用对辊破碎机，通过调整对辊的间隙来控制出料粒度。缩分比根据样品的处理量进行调整。不同厂家生产的破碎缩分联合制样机组除了具备破碎缩分基本功能外，有的还具有送料、弃料系统等，并在水分适应性上都有较大的提高。

⑶制粉机

国内的制粉机原理都是撞击破碎，通过撞击时间来控制制粉粒度。在设计上可同时制1~7个样品。

3.优化制样工艺

GB/T211—1996规定，测定全水分的煤样粒度为＜13mm或＜6mm，分析煤样（空干基样品）为0.2mm，而要制备0.2mm的样品，必须从3mm或1mm粒度级的样品中制备，若采用3mm粒度级的样品制备0.2mm的样品，必须保证3mm 粒度级的样品全部通过3mm圆孔筛。虽然GB474-1996规定制样程序分为五个阶段，但笔者认为为了减少制样和化验误差，在条件许可时，应尽量减少缩分阶段。缩分是制样的最关键的程序，目的在于减少试样量。为减小误差应尽量使用机械缩分，并要保证缩分后试样的最小质量。结合目前国内制样设备的性能指标，以制备出全水分样品和空干基样品为例，进行如下制样工艺的设计：

⑴选择鄂式破碎机或錘式破碎机或破碎缩分机，将煤样一次破碎至13mm或6mm，在此用九点法制备出不少于2 kg或500 g的全水分样品。余下的样品缩分出不少于15 kg或7.5 kg，再用对辊破碎机将煤样破碎至3mm（圆孔筛）或1mm 并缩分出不少于100g，然后进行空气干燥，使用制粉机磨制成0.2mm空气干燥基样品。

13mm或6mm，在此用九点法制备出不少于2 kg或500 g的全水分样品。余下的样品缩分出不少于15 kg或7.5 kg，再用对辊破碎机将煤样破碎至3mm，并缩分出3.75 kg，再用对辊破碎机破碎至1mm并缩分出不少于100 g，然后进行空气干燥，使用制

粉机磨制成0.2mm空气干燥基样品。

⑶选择二级破碎二级缩分破碎缩分联合制样机组。将煤样直接破碎缩分出13mm 或6mm全水分样品和3mm或1mm粒度的样品，将3mm（圆孔筛）或1mm粒度的样品缩分出不少于100 g，空气干燥后使用制粉机磨制成0.2mm空气干燥基样品。

⑴⑶的流程虽然一样，但设备配置不同。⑴由鄂式或锤式破碎机、对辊破碎机、制粉机三台设备共同完成，⑶是由二级破碎二级缩分联合制样机组、制粉机二台设备共同完成。实际制样中可根据具体情况予以调整。制样设备和程序应根据GB474—1996附录A和B所述进行精密度检验。

合理的制样工艺（制样流程或制样方案）的设计有助于提高制样效率，减少制样误差。

4.结束语

本文论述了通过合理使用制样设备来优化制样工艺，立足于在满足标准的前提下灵活应用标准，并结合实例设计了几种制样流程。制样工作虽然环境差、劳动强度大、质量难保证，但通过优化制样工艺可使制样工作变得相对简单、轻松，