1 第一章 實(shí)驗(yàn)室安全知識(shí) 第一節(jié) 用電安全與安全操作規(guī)程 一、 用電安全 人體 是一種導(dǎo)體，當(dāng)人體與帶電體或火線接觸時(shí)，就有電流通過人體。人體通過電流的大小與電壓、人體的情況有關(guān)。 人的皮膚的電阻很大，約在 100-500000 之間。 220 、 0.001 的電流人體就能感覺到；電流達(dá)到 0.006 人體就會(huì)感覺發(fā)麻，很容易 把儀器摔壞或碰壞周圍的儀器；電流達(dá)到 0.01 以上會(huì)使肌肉劇烈收縮，手無法脫開電器；電流達(dá)到 0.025 以上則呼吸困難，甚至停止呼吸；電流達(dá)到 0.01 以上則使 心臟產(chǎn)生纖維 性顫動(dòng)，甚至無法救治。為防止工作過程中觸電，就在人體與地面之間增加高電阻的絕緣物，如干的木板、厚的絕緣橡膠板，盡量阻止電流通過人體到達(dá)地面而形成通電回路。 如實(shí)驗(yàn)室在放干燥箱、馬弗爐的地面上墊上絕緣橡膠就是起這個(gè)作用。一般儀器的導(dǎo)線都是紅、黑、白三股橡皮絕緣的電纜構(gòu)成，通常是紅線接火線，黑線接地線。發(fā)生觸電 事故時(shí)，應(yīng)首先設(shè)法把電路切斷，立即拉開閘刀。（在電流未能切斷時(shí)，他人勿接觸被觸電者）如果觸電者已經(jīng)昏迷不醒應(yīng)立即進(jìn)行人工呼吸搶救， 并立即送醫(yī)院。因此，在首次進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，應(yīng)先熟悉本室的電路分布情況及開關(guān)閘刀的位置，在 有事故發(fā)生時(shí)便于處理，不讓事故擴(kuò)大。 二、 安全操作規(guī)程 （ 1）、 在實(shí)驗(yàn)室中，任何藥品都或多或少具有毒性，因此不可去嘗其味，不要直接俯向容器去嗅其 味，應(yīng)慢慢地?fù)u動(dòng)手掌將氣體引向自己鼻孔。 （ 2）、 在稀釋濃強(qiáng)酸（特別是濃硫酸） 時(shí) ，必須一邊攪拌冷卻，一邊把濃強(qiáng)酸以細(xì)流狀注入水中，切勿將水倒入酸中，以免濺出傷人，甚至爆炸。 （ 3）、 任何化學(xué)藥品一經(jīng)放置于容器后，應(yīng)立即貼上標(biāo)簽，標(biāo)明名稱、規(guī)格、濃度和日期，對標(biāo)簽有懷疑，應(yīng)查問或檢驗(yàn)清楚。 （ 4）、 不能在有易燃燒品的附近加熱，應(yīng) 移去易燃、易炸物品。 （ 5）、 對不同的被加熱物有不同的加熱方式，加熱沸點(diǎn)在 30 60 的乙醚、二硫化碳、丙酮等必須注意只可以用溫水浴加熱， 而且只能從冷水加熱開始，加熱沸點(diǎn)在 60 80 間的苯、乙醇、氯仿等則可用 80 100的水浴加熱；加熱沸點(diǎn)在 80 以上的液體則可以使用液體油浴或在隔石棉網(wǎng)的火焰上加熱。 （ 6）、 使用玻璃管或玻璃棒，一定要用火把棒斷面燒圓， 以免割破手。 （ 7）、 用試管加熱時(shí)，勿使管口朝向自己或別人，以免加熱不均勻時(shí)，溶液從試管濺出傷人。 （ 8）、 切不可以對試劑瓶或量筒直接加熱，也不可以在試劑瓶、量筒中配制溶液，以免容器發(fā)熱使容器破裂 。 （ 9）、 用移液管吸取溶液時(shí)必須小心謹(jǐn)慎，吸取揮發(fā)性、強(qiáng)堿性、腐蝕性、刺激性或有毒的液體時(shí)，必須用吸爾球或水泵抽氣吸取，不能用嘴吸取，以確保安全。經(jīng)常注意管的尖端是 否插在液面之下，任何疏忽都可能把液體吸入口中。 （ 10）、 使用酒精燈注意要點(diǎn)。當(dāng)燈內(nèi)酒精不多時(shí)，往往會(huì)使玻璃爆炸，使剩余酒精淌出引起著火。給 酒精燈添加酒精時(shí)，一定要熄滅火后，用漏斗小心加入；點(diǎn)燃酒精燈，不能用已燃酒精燈來引燃，因?yàn)榫凭珶魞A斜， 使酒精溢出， 造成失火。 （ 11）、 使用酒精噴燈注意要點(diǎn)。坐式或掛式的酒精噴燈 燈座應(yīng)放在石棉板或瓷磚上進(jìn)行工作，掛式 酒 精燈在引火的酒精快燒完時(shí) ， 才打開懸掛的酒精筒下端的活門，使酒精流入噴燈內(nèi)。如引燃的酒精不足，噴燈溫度不夠高或其他原因需添加引燃酒精時(shí)，必須等噴燈 上的火焰 全熄滅后才能添加。坐式酒精噴燈熄滅、燈座溫度下降后才能打開其酒精 壺上的蓋子。 第二 節(jié)實(shí)驗(yàn)室的防火常識(shí) 一、 失火的原因 失火除 了主觀上粗心大意或違反操作規(guī)程外，有時(shí)也是由于不了解某種化學(xué)物品或某種化學(xué)反應(yīng)的性能和缺乏某些基本知識(shí)引起的。一般在實(shí)驗(yàn)過程中，要事先了解實(shí)驗(yàn)內(nèi)容 ，嚴(yán)格遵守操作規(guī)程，提高警惕，細(xì)心操作。 火災(zāi)發(fā)生的條件有三個(gè) : （ 1）、 可燃性的物質(zhì)。如可燃性固體（木料、紙張等）、可燃性液體（乙醚、 酒精等） ，自燃性物質(zhì)（白磷、烷基金屬等）和可燃?xì)怏w（煤氣等）。 （ 2）、氧的供給。這個(gè)條件最易滿足，對于 像 氧化劑這類藥品，它們在隔絕空氣下，也能自行供氧而燃燒。 （ 3） 達(dá)到燃燒的起始溫度。達(dá) 到燃燒的起始溫度，是可燃性物質(zhì)導(dǎo)致燃燒的最關(guān)鍵條件，這是實(shí)驗(yàn)室操作者最易忽略的，同時(shí)也是預(yù)防和 消滅火災(zāi)發(fā)生的關(guān)鍵點(diǎn)。 二、滅火的常識(shí) 在了解火災(zāi)發(fā)生的三個(gè)條件后，我們在日常的實(shí)驗(yàn)工作中，如果一旦失火時(shí)，應(yīng)保持鎮(zhèn)靜，同時(shí)采取以下措施，不然就會(huì)錯(cuò)過容易撲滅火的時(shí)機(jī) 而 釀成火災(zāi)。 （ 1） 首先要弄清楚 發(fā)生火災(zāi)的原因，對不同原因和不同對象的燃燒，采取不同的撲滅方法 。一般來講 ，若是因用電起火，則先拉開電閘刀；若由灼燒起火，則先滅掉火源等；若能溶于水的物質(zhì)或與水沒有反應(yīng)的物質(zhì)起火可以用水來滅火； 若非水溶性有機(jī)溶劑在燃燒，只能用 CO2 等來滅火。所以對失火的原因和現(xiàn)場情況作出判斷是至關(guān)重要的，否則，不但撲不滅火，反而有加劇火勢的可能。 （ 2） 防止火勢擴(kuò)散，馬上關(guān)熄所有的加熱設(shè)備，把附近一切可燃的（尤其是有機(jī)溶劑）或爆炸性物質(zhì)移至遠(yuǎn)處。值得注意的是：在撲滅火焰時(shí)，切勿打翻附近裝有有機(jī)溶劑的儀器或打破在燃燒的盛有可燃性物質(zhì)的容器，這樣往往會(huì)加劇火勢。 （ 3） 迅速采取有效的滅火措施，撲滅火焰有三種可能性： 1、排除燃燒的物質(zhì)； 2、冷卻燃燒物質(zhì)使之降到燃燒點(diǎn)以下，一般可用水，但不是所有場合都適用； 3、使燃燒物隔絕空氣而滅媳，這是最常用的滅火方法。 三、 常用的消防器材的性能介紹 1. 黃砂 黃砂裝于砂箱或砂袋內(nèi)，當(dāng)著火時(shí)，只要將其擲灑于著火物上就可將火熄滅， 適用于一切不能 用水撲滅的燃燒，特別是有機(jī)物質(zhì)的燃燒。但對火勢猛，燃燒面積達(dá)的情況，效果不佳。注意，濕的砂有時(shí)不但不能滅火，還會(huì)增加火勢， 所以黃砂一定要經(jīng)常保持干燥，放置在最方便取到的地方。 2. 水 水是常用的滅火劑，但在化學(xué)試驗(yàn)室中一般不宜用水滅火，除非確定燃燒物系水溶性 或用水沒有其他危險(xiǎn)時(shí)，方允許用水。 3. 壓縮二氧化碳滅火器 滅火器鋼瓶內(nèi)裝有壓縮二氧化碳，鋼瓶口有手把式開關(guān)，開關(guān)接高壓橡皮管和喇叭形噴射筒。使用時(shí)應(yīng)將手把式開關(guān)下面的一支銷釘拔下來，按緊手把，將喇叭筒對準(zhǔn)火場噴射出二氧化碳，使火場與空氣隔絕，效果較快，且能用于電器、有機(jī)溶劑和貴重儀器著火等場所。 4. 泡沫滅火器 與二氧化碳滅火器相似，泡沫滅火器的滅火劑是由 NaHCO3 和硫酸鋁溶液制成，并加有固沫擠，翻轉(zhuǎn)滅火器時(shí)產(chǎn)生 co2 和氫氧化鋁泡沫直噴火場，這些泡沫就像氈子一樣將燃燒體包住而使火熄滅。泡沫滅火效果比二氧化碳更強(qiáng)，除用電起火外，大部分場合都適宜。 注意，噴口處需定期檢查，以防阻塞；瓶內(nèi)的藥液，要定期更換，否則會(huì)失效，平時(shí)勿搖動(dòng)。 5. 四氯化碳滅火器 四氯化碳沸點(diǎn)低，噴到燃燒物表面后能迅速氣化 ，而 成為阻燃?xì)怏w，包裹住燃燒物而使之熄滅。常用的四氯化碳滅火器有壓縮噴射式和玻璃瓶裝式兩種。這種滅火器的優(yōu)點(diǎn)是可以熄滅因電流引起的火 ，不損壞用電儀器和精密儀器；缺點(diǎn)是蒸汽有毒，尤其是可能產(chǎn)生更毒的光氣，所以在不通風(fēng)的地方，最好不用它。 6. 干粉滅火器 干粉滅火器也是一種 通用型的滅火器。滅火器桶內(nèi)粉末的主要成分 NaHCO3 等鹽類物質(zhì)，并加入適量的潤滑劑和防潮劑。在滅火器桶旁或桶內(nèi)裝有灌裝高壓 co2 的小鋼瓶，作為噴射的動(dòng)力。 干粉滅火器噴出的滅火粉末蓋在燃燒物上 ，能夠構(gòu)成阻礙繼續(xù)燃燒的隔離層，而且通過受熱還會(huì)分解出不燃性氣體，降低燃燒區(qū)域中的含氧量。同時(shí)，干粉還有中斷燃燒連鎖反應(yīng)的作用 ，因此，滅火速度快。 干粉滅火器綜合了泡沫、二氧化碳和四氯化碳滅火器的優(yōu)點(diǎn)，它適用于撲救油類、可燃?xì)怏w、儀器設(shè)備和遇水燃燒等物品的初始起火 。 干粉滅火器的粉末是無毒的， 一般情況下是不會(huì)溶化 、不分解的 ，沒有腐蝕作用，可長期保存。 發(fā)生火災(zāi)時(shí)，先把干粉滅火器取下提到現(xiàn)場 ，在離火源 7 8m 左右時(shí)，把滅火器豎立在地上 ，然后一手握緊噴嘴膠管， 另一手 將提環(huán)用力向上拉起 。這時(shí)，干粉滅火器 內(nèi)的二氧化碳的瓶蓋即打開 ，二氧化碳就沖進(jìn)干粉瓶中，產(chǎn)生較大的壓力，此時(shí)立即靠近火源， 桶內(nèi)的干粉就會(huì)伴隨二氧化碳一起從噴嘴射出，一股帶有粉末的強(qiáng)大氣流撲向燃燒區(qū) ，將火熄滅。 第二章煤質(zhì)分析的一般規(guī)定 第一節(jié) 煤質(zhì)分析實(shí)驗(yàn)方法 一 、 煤質(zhì)分析試 驗(yàn)方法的分類 煤質(zhì)分析試驗(yàn)方法 一般分為兩大類 ：一類是煤的固定成分 和固有特性的分析試驗(yàn)方法 ，如煤中元素的測定 、煤中全硫和形態(tài)硫的測定 等 ； 另一類是煤的非固有成分 和特性的分析試驗(yàn)方法 ，也稱煤的規(guī)范性試驗(yàn)方法 ，即在規(guī)定條件下， 使煤發(fā)生轉(zhuǎn)化，然后測定生成物的量 和特性的試驗(yàn)方法，如煤中灰分 、揮發(fā)分的測定等。 煤的固有成分和特性的分析試驗(yàn) ，無論用什么分析方法（化學(xué)分析法或儀器分析方法 ），不管在什么條件下， 測出的化驗(yàn)結(jié)果都必須是實(shí)際的結(jié)果 。例如煤中的全硫的測定 ，無論用艾氏卡重量法 ，還是庫侖法，得出的結(jié)果都應(yīng)是一致的 煤的規(guī)范性試驗(yàn)方法 ，其試 驗(yàn)結(jié)果是隨著試驗(yàn)方法 、條件 、儀器設(shè)備而變的。例如煤的揮發(fā)分產(chǎn)率的測定 ，在 850 和900 下測定的結(jié)果是不一樣的 ，而且因坩鍋的質(zhì)量、坩堝蓋的嚴(yán)密不同所得到的結(jié)果也不一樣 。因此，在這類分析試驗(yàn)中，必須嚴(yán)格執(zhí)行 分析方法規(guī)定的操作條件和程序 ，才能得到準(zhǔn)確的結(jié)果。 二、 煤質(zhì)分析試驗(yàn)項(xiàng)目符號(hào)、測定值和報(bào)告值 煤質(zhì) 分析 試驗(yàn)項(xiàng)目采用英文名詞 第一個(gè)字母或縮 略字 ，以及元素符號(hào)或分子式作為它們的代表符號(hào)。煤質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào) 、測定值和報(bào)告值（部分）見表 表 1-1 煤質(zhì)分析項(xiàng)目符號(hào)、 測定值和報(bào)告值 （部分） 項(xiàng)目名 稱 符 號(hào) 單位 測定值 報(bào)告值 工業(yè)分析 水分 M 小數(shù)點(diǎn)后兩位 小數(shù)點(diǎn)后兩 位 灰分 A 小數(shù)點(diǎn)后兩位 小數(shù)點(diǎn)或兩位 揮發(fā)分 V 小數(shù)點(diǎn)后兩位 小數(shù)點(diǎn)后兩位 固定碳 FC 小數(shù)點(diǎn)后兩位 小數(shù)點(diǎn)后兩位 元素分析 發(fā)熱量 Q MJ/Kg 小數(shù)點(diǎn)后三位 小數(shù)點(diǎn)后兩位 膠質(zhì)層指數(shù) X、 Y mm 0.5 0.5 粘結(jié)指數(shù) G 小數(shù)點(diǎn)后一位 個(gè)位 第二節(jié) 煤樣 與 測定 一、 煤樣 為確定某些特性而按 規(guī)定方法采取的、 具有代表性的一部分煤叫煤樣 。 制備煤樣應(yīng)注意以下幾點(diǎn) ： （ 1） 分析煤樣一律按 GB474 煤樣的制備方法 制備。在制備煤樣時(shí) ，若在室溫下連續(xù)干燥 1 小時(shí)后， 煤樣質(zhì)量變化不超過 0.1 ，則為達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。 （ 2） 煤樣應(yīng)裝入嚴(yán)密的容器中，通?？捎脦в袊?yán)密的玻璃塞 或塑料塞的廣口玻璃瓶。煤樣量占玻璃瓶總?cè)莘e的 1/2-3/4. （ 3） 稱取煤樣時(shí)，應(yīng)先將其充分混勻， 在進(jìn)行稱取。 （ 4） 接受煤樣時(shí)， 應(yīng)核對樣品標(biāo)簽、通知單等，確認(rèn)無誤后，再檢查樣品的粒度 、數(shù)量是否符合規(guī)定， 符合規(guī)定方可收樣。 二 、煤樣測定 煤樣測定除特別要求外，每項(xiàng)分析試驗(yàn)都應(yīng) 對同一煤樣進(jìn)行二次測定。 為什么要進(jìn)行二次測定 ？這是因?yàn)楦鶕?jù)兩次測定結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)在測試過程中是否有意外差錯(cuò)， 以保證結(jié)果的可靠性。二次測定值的差， 如不超過規(guī)定限度（重復(fù)性限 T） ,則取其算術(shù)平均值作為測定結(jié)果， 否 則 ，需進(jìn)行第三次測定。如三次測定值的極差 小于或等于1.2T， 則去三次測定值的算術(shù)平均值作為測定結(jié)果 ，否則需要進(jìn)行第四次測定。 如四次測定值的極差小于或等于 1.3T， 則取四次測值的算術(shù)平均值作為測定結(jié)果，如極差大于 1.3T，而其中三個(gè)測定值的極差小于或等于 1.2T時(shí)，取該三個(gè)測值的平均值作為測定結(jié)果。如上述條件均未達(dá)到，則應(yīng)舍棄全部測定結(jié)果，并檢查儀器和操作，然后重新進(jìn)行測定。 【例 1-1】 測定煤中灰分，二次測定值超過允許差 ，三次測定的數(shù)據(jù)是 10.00 、 10.21 、10.18 ， T 值為 0.20，問如何報(bào)出結(jié)果？ 解：因?yàn)?10.21-10.00=0.21,1.2T=1.20.20=0.24,即 0.21 1.2T 所以報(bào)出結(jié)果是 =(10.00+10.21+10.18)/3=10.13% 【例 1-2】 測定一煤樣灰分， 二次測定值超過允許差，得到的數(shù)據(jù)是 10.03%、 10.25%,第三次測定值為 10.46%，三次極差大于 1.2T,又進(jìn)行第四次測定 ，測值為 10.23%，問如何報(bào)出結(jié)果 ？ 解：因?yàn)?10.46 10.03=0.43， T 為 0.20，1.3T=1.3X0.20=0.26,即 0.43 1.3T，所以四個(gè)數(shù)據(jù)不能平均報(bào)出 ，需要看其中三個(gè)測定值的極差是 否小于或等于 1.2T。 因?yàn)?10.25 10.03=0.22,1.2T=1.2X0.20=0.24,即 0.221.2T 所以 Aad=（ 10.03+10.25+10.23） /3=10.17% 但 10.46 10.23=0.23 1.2T 所以 Aad=(10.25+10.23+10.46)/3=10.31% 那么分析 結(jié)果應(yīng)該是 10.17%還是 10.31%？國標(biāo)沒作規(guī)定， 我們認(rèn)為以這二個(gè)結(jié)果的 算術(shù)平均值報(bào)出較為合理 ，即 A ad=(10.17+10.31)/2=10.24% Aad 值以 10.24%報(bào)出 凡需根據(jù)水分測定結(jié)果進(jìn)行 校正和換算的分析試驗(yàn)，應(yīng)同時(shí)測定煤樣的水分 。如不能同時(shí)進(jìn)行，兩者測定也應(yīng)在煤樣水分不發(fā)生 顯著變化的期限（最多不超過7d）內(nèi)進(jìn)行。 四、 數(shù)據(jù)修約 煤質(zhì)分析采用 “四舍六入，五 單雙”法進(jìn)行數(shù)據(jù)修約。凡 末位有效數(shù)字后的第一位數(shù)字大于 5， 則在前一位上增加 1，小于 5 則舍去。 末位有效數(shù)字后邊的第一位等于 5，而 5 后面的數(shù)字并非全部為零時(shí)， 則在 5前面一位增加 1， 5 后面的數(shù)字全部為零時(shí)，如 5 前面一位數(shù)為奇數(shù)，則增加 1；如 5 前面一位 偶數(shù) ，則將 5舍去。 所舍去的數(shù)字為兩位以上數(shù)字時(shí) ，不應(yīng)連續(xù)進(jìn)行修約。 例入， 煤的灰分測定結(jié)果要保留兩位小數(shù)， 那么以下數(shù)字的修約結(jié)果 為： 15.2544 修約為 15.25； 15.2560 修約為 15.26； 15.2550修約為 15.26； 15.2650 修約為 15.26； 15.2651 修約為15.27； 15.2549 修約為 15.25. 有人把數(shù)字修約規(guī)則 編成一句順口溜 ，以便能熟記：六要上 ，四要舍，五后有數(shù)進(jìn)為一，五后無數(shù)看單雙，奇數(shù)在前進(jìn)為一，偶數(shù) 在前全舍去 ，數(shù)字修約有規(guī)定，連續(xù)修約不應(yīng)當(dāng)。 五、 煤質(zhì)分析試驗(yàn)方法的精密度 煤質(zhì)分析試驗(yàn)方法的精密度 ，以重復(fù)性限 （ 同一化驗(yàn)室的允許誤差）和再現(xiàn)性 臨界差（不同化驗(yàn)室的允許差）來表示。 1. 重復(fù)性限 在同一試驗(yàn)室中由同一操作者 、用同一臺(tái)儀器對同一分析試驗(yàn)煤樣， 在短期內(nèi)所做的 重復(fù)測定所得結(jié)果差值（ 95%概率下）的臨界值叫做重復(fù)性限。 重復(fù)測定與平行測定是不相同的，例如測定揮發(fā)分 時(shí)，重復(fù)測定是將 同一煤樣分兩次進(jìn)爐測定； 而平行測定是在一爐中同時(shí)測定。所以重復(fù)測定比平行測定的精密度要高的多 。 2、再現(xiàn)性臨界差 在不同試驗(yàn)室中，對從煤樣縮制 最后階段的同一煤樣中分取出來 、具有代表性的部分所做的重復(fù)測定 ，所得結(jié)果的平均值的差值（在 95%概率下）的臨界值叫做再現(xiàn)性臨界差。 第三節(jié) 煤質(zhì)分析的 “基” 一、“基”的概念及符號(hào) 煤所處的狀態(tài)稱為基準(zhǔn)，簡稱為 “基”。常用的基有 ： 1. 空氣干燥基 空氣干燥基是以與 空氣濕度達(dá)到平衡狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) ，其表示符號(hào)是 ad。 煤質(zhì)分析都是測定 各種指標(biāo)的空氣干燥基數(shù)值， 這是因?yàn)椴捎每諝飧稍锩簶觼頊y定而造成 的。 如將煤樣在空氣中連續(xù)干燥 1h，其 質(zhì)量變化不大于 0.1%，則認(rèn)為煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。 煤樣過干或太濕，都將對分析結(jié)果產(chǎn)生直接影響 。 2. 干燥基 干燥基是以假想無水狀態(tài)的煤為基準(zhǔn) ，表示符號(hào)是d。 實(shí)際上不含水分的煤是不能穩(wěn)定存在 的，當(dāng)煤樣在干燥箱中 干燥失去空氣干燥基水分后，移出干燥箱 ，遇到空氣，立即吸收空氣中的水分 ，直到平衡為止，所以說無水狀態(tài)的煤是不存在的。 由 于煤的干燥基分析結(jié)果不受煤樣水分的影響，就使得不同 單位在不同環(huán)境下所測得的煤樣各項(xiàng)指標(biāo)就有了可比性。 所以國標(biāo)中對不同化驗(yàn)室的允許誤差都是以干燥基來表示的 。標(biāo)準(zhǔn)煤樣的不確定度也是以干燥基來表示的 。 3干燥無灰基 干燥無灰基是以假想無水、無灰狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)，表示符號(hào)是 daf。無水、無灰的煤實(shí)際上就是指常說的純煤 。但任何煤都帶有灰分 ，因此，無水、無灰狀態(tài)的煤是不可能存在的。 干燥無灰基常用于揮發(fā)分 。干燥無灰基揮發(fā)分的高低反映了煤的變質(zhì)程度 ，在我國煤炭分類中作為主要分類指標(biāo)之一。 4.收到基 收到基是以用戶收到狀態(tài)的煤為基準(zhǔn)，其表示符號(hào)是 ar。 二、 “基”的表示方法 “基”有多種表示方法， 為了區(qū)別以不同基表示的煤炭分析結(jié)果， 采用英文字母，標(biāo)在有關(guān)符號(hào)的右下角，項(xiàng)目細(xì)劃分符號(hào)后面 ，并用逗號(hào)分開。 例如：空氣干燥基全硫 St， ad 收到基恒容低位發(fā)熱量 Qnet， v,ar 三、“基“的換算 在化驗(yàn)室中所測定的各項(xiàng)煤質(zhì)指標(biāo) ，一律采用空氣干燥煤樣進(jìn)行測定 ，其測定結(jié)果也是用空氣干燥基來表示，如 Mad、 Qb,ad 等。煤的全水分 Mt 結(jié)果也常用收到基水分 Mar 來表示。 進(jìn)行基準(zhǔn)之間 的換算，首先要清楚各種基準(zhǔn)的 含義和不同點(diǎn)，才能熟練地進(jìn)行換算， 而不必去死記硬背眾多換算公式。我們知道干燥基的數(shù)劇比空氣干燥基數(shù)據(jù)要大，因此當(dāng)空氣干燥基換算為干燥基時(shí)，一定要在空氣干燥基數(shù)據(jù)上乘上大于 1 的數(shù)。我們把基準(zhǔn)的含義從小到大排列為 ：收到基 空氣干燥基 干燥基 干燥無灰基。 已知前面的基， 求后面的基，必定乘上大于 1 的數(shù) ；反之則乘上小于 1 的數(shù)。 當(dāng)然，也可用移項(xiàng)的方式熟知公式 。不同基的換算公式見表 1 2。 例如，已知干燥基灰分，要求空氣干燥基灰分 ： 已知 Ad=(AadX100) (100 Mad)，兩邊除以 100（ 100 Mad），可得到 Aad=Ad（ 100 Mad） 100 同理，可得到計(jì)算空氣干燥基揮發(fā)分的公式 Vad=Vdaf (100 Mad Aad) 100 表 1 2 不同基的換算公式 要求基 已 知基 空氣干燥基 ad 干燥基 d 干燥無灰基 daf 收到基 ar 空氣干燥基 Xad Xad 100（ 100Mad） Xad 100（ 100MadAad） Xad （ 100 Mar）（ 100Mad） 干燥基 Xd Xd（ 100 Mad） 100 Xd 100（ 100Ad） Xd（ 100 Mar）100 干燥無灰基 Xdaf Xdaf（ 100MadAad）100 Xdaf (100Ad) 100 Xdaf (100Mar Aar) 100 收到基 Xar Xar（ 100Mad）（ 100Mar） Xar 100（ 100Mar） Xar 100 （ 100MarAar） 【例 1 3】已知 Aad=10.00%,Mad 為 1.00%,求 Ad？ 解： Ad=Aad 100 (100 Mad)=10.00 100 (1001.00)=10.10% 【例 1 4】已知 Mad 為 1.00%， Ad 為 10.00%， Vad為 15.00%，求 Vdaf？ 解： Aad=Adx(100-Mad) 100=10.00（ 100-1.00） 100=9.90% Vdaf=Vadx100（ 100-Mad-Aad）=15.00x100(100-1.00-9.90)=16.84% 第四節(jié) 煤質(zhì)分析結(jié)果的表述 由于煤炭是固體物質(zhì)， 被測組分在固體試樣中的含量 ，通常以質(zhì)量分?jǐn)?shù)來表示。質(zhì)量分?jǐn)?shù)的定義為 “物質(zhì) B的質(zhì)量與混合物的質(zhì)量之比” ，其符號(hào)為 WB，即 WB=mB m 試中 m-混合物的質(zhì)量 ， g； mB-所求組分的質(zhì)量 ， g。 由定義可知，質(zhì)量分?jǐn)?shù)的數(shù)值應(yīng)小于 1。在煤質(zhì)分析中通常使用質(zhì)量 百分?jǐn)?shù)來表示被測組分的含量，是質(zhì)量分?jǐn)?shù)的一種表示形式 ，其公式為 X=mx m 100 式中 mx-被測組分的質(zhì)量 ， g； m-煤樣的質(zhì)量， g； X-被測組分的含量， % 例如，某煤樣含 St， ad 為 1.56%，就表示在 100g 煤樣中含 St， ad 為 1.56g。 第 三 章 化驗(yàn)室基礎(chǔ)知識(shí) 第一節(jié) 實(shí)驗(yàn)室用水的制取 一、 制取實(shí)驗(yàn)室用水的水源主要有兩種： 一是井水（地下水），地下水清潔而無懸浮物，但通常硬度較大，礦物質(zhì)較多，因此應(yīng)當(dāng)選用硬度較小的地下水作為制水水源；二是自來水，自來水經(jīng)過水廠的處理，硬度適中，清潔而無有機(jī)物，是最理想的水源。 二、水中的雜質(zhì) 化驗(yàn)工作中，水是必可少的。洗滌玻璃儀器、冷卻、配制溶液及分析操作都需要用到水。天然水、自來水中存在很多雜質(zhì)，不能直接用于化驗(yàn)工作，必須將水純化，有些化驗(yàn)中還要用到特別要求的水或超純水。 三、實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格 實(shí)驗(yàn)室用水應(yīng)符合國標(biāo) GB6682 1992分析實(shí)驗(yàn)室用水規(guī)格和試驗(yàn)方法。 實(shí)驗(yàn)室用水分為 3 個(gè)級(jí)別（表 3 1）：一級(jí)水、二級(jí)水和三級(jí)水。一級(jí)水用于嚴(yán)格要求的分析試驗(yàn)，二級(jí)水用于無機(jī)微量分析等試驗(yàn)，三級(jí)水用于一般化學(xué)試驗(yàn) 。 表 3 1 分析實(shí)驗(yàn)室用水的規(guī)格 項(xiàng) 目 一級(jí)水 二級(jí)水 三級(jí)水 外觀（目視觀察） 無色透明液體 PH 值（ 25 ） 5.0 7.5 電導(dǎo)率（ 25 ） /（ US cm-1） 0.01 0.10 0.50 可氧化物質(zhì) 以 O 計(jì) （ mg L-1） 0.08 0.4 吸光度（ 254nm， 1cm 光程） 0.001 0.01 蒸發(fā)殘?jiān)?105 2） C/（ mg L-1） 1.0 2.0 可溶性硅（以 SiO2） /（ mg L-1） 0.01 0.02 在煤質(zhì)試驗(yàn)中，一般用三級(jí)水，采用蒸餾法和離子交換發(fā)來制取。各級(jí)用水使用密閉的、專用的聚乙烯容器貯存。三級(jí)水也可用密閉的、專用的玻璃容器貯存。 四、實(shí)驗(yàn)室用水的檢驗(yàn) 用國標(biāo)方法對水進(jìn)行檢驗(yàn)比較復(fù)雜，一般不常用。對水進(jìn)行檢驗(yàn)，一般用以下化學(xué)方法；對用離子交換法制取得水，可用電導(dǎo)率儀監(jiān)測水的電導(dǎo)率。 （ 1） 陽離子的檢驗(yàn)。取水樣 10mL 于試管中 ，加入2 3 滴 氨緩沖液（ PH=10）、 2 3 滴鉻黑 T 指示劑，如水呈藍(lán)色， 表明無金屬離子。 （ 2） 氯離子的檢驗(yàn)。取水樣 10mL 于試管中，加入數(shù)滴硝酸溶液 （ 1.7g 硝酸銀溶于水中 ，加濃硝酸 4mL，加水稀至 100mL）搖勻，在黑色背景下看溶液是否變白色混濁， 如無氯離子，溶液應(yīng)無色。 （ 3） PH 值的檢驗(yàn)。取水樣 10mL 于試管中，加入甲基紅指示劑 2 滴不顯紅色；另取水樣 10mL 于試管中，加入溴麝香草酚藍(lán)指示劑 5 滴不顯藍(lán)色既符合要求。 亦可用精密 PH 試紙測試。 五、 蒸餾法制取蒸餾水 將原水用整流器蒸餾就得到蒸餾水，由于絕大部分無機(jī)鹽類不揮發(fā)，因此蒸餾水叫純凈，適用于一般化驗(yàn)工作。 蒸餾器一般是用銅或 其他合金制成的，也有用玻璃、 石英玻璃、銀、白金制成的。 用玻璃、石英玻璃、銀、白金制成的蒸餾器可制得高純度純水。 要得到高純度水，還可采取增加蒸餾次數(shù)的方法，例如用銅蒸餾法制得的蒸餾水， 再放在玻璃蒸餾器 中重新蒸餾 ，制得的蒸餾水叫二次蒸餾水 ，也叫全玻璃蒸餾水，純度較高。 原水 去離子水 圖：離子交換制取 去 離子水 六、 離子交換法制取“去離子水” 用離子交換法制取的水叫“去離子水”。將含有陰陽離子 雜質(zhì)的水經(jīng)過離子交換樹脂，離子交換樹脂上的 OH-和 H+分別與水中的陰離子和陽離子交換，陰陽離子交換到樹脂上， OH-和 H+離子進(jìn)入水中，由結(jié)合生成水，從而達(dá)到制取純水的目的。 離子交換法制取“去離子水”的反應(yīng)式是： ROH+Cl- RCl+OH- 2RH+Ga2+ R2Ga+2H+ OH-+H+ H2O 第二節(jié) 有效數(shù)字及計(jì)算 一、 有效數(shù)字及其位數(shù) 有效數(shù)字是指有意義的數(shù)字，在分析工作中，就是能陽 陰 實(shí)際測量到的數(shù)字。例如 ，坩堝重為 18.5734g，有六位有效數(shù)字； 滴定劑體積為 24.30mL， 有四位有效數(shù)字。 由于分析天平能稱準(zhǔn)至 0.0001g，可見上述坩堝重應(yīng)是（ 18.5734 0.0001） g，因此這個(gè)數(shù)值只有最后一位數(shù)字不是很準(zhǔn)確的，是可疑的。 如數(shù)字中有“ 0”時(shí)，應(yīng)分析具體情況。例如， 0.0054g有四位有效數(shù)字，前面“ 0”起定位作用 ； 1.0002g 有五位有效數(shù)字； 25.00mL 有四位有效數(shù)字； 0.1000g 有四位有效數(shù)字， 前面“ 0”起定位作用，后面三個(gè) “0”都是有效數(shù)字。同樣這些有效數(shù)字的最后一位數(shù)字是可疑數(shù)字 。 因此，在記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和計(jì)算結(jié)果時(shí)， 根據(jù)所使用儀器的準(zhǔn)確度， 注意在所保留的有效數(shù)字中，只有最后一位數(shù)字是可疑數(shù)字 。如分析天平能準(zhǔn)確到 0.0001g，所以物體的質(zhì)量如果是 10.4000g 就不能寫成10.40000g。在平時(shí)加權(quán)平均中 10.00 500 9.80400/2，這個(gè) 2 沒有可疑數(shù)字，可視為無限 有效 。一般的倍數(shù)或分?jǐn)?shù)，都是無限有效數(shù)字。 二、運(yùn)算過程中的有效數(shù)字取舍規(guī)則 1.加減法 如有三個(gè)質(zhì)量相加： 0.0121g 25.64g 1.0578g=？ 從上述數(shù)字看，三個(gè)測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度不同，第一個(gè)和第三個(gè)準(zhǔn)確到 0.0001g，第二個(gè)準(zhǔn)確到 0.01g，以第二個(gè)的絕對誤差最大 。 計(jì)算（ 1） 0.0121 計(jì)算（ 2） 0.01 25.64 25.64 1.0578 +1.06 26.7099 26.71 計(jì)算 (1)中 26.7099 后面的 099 都是不可靠的，因?yàn)?5.64 的 4 是可疑數(shù)字 ，有 0.01g 誤差，那么在其他數(shù)值中比 0.01 更小的數(shù)加在一起就沒有必要了。因此可從 0.01 處為界，以下的數(shù)字按數(shù)字修約法原則取舍，所以計(jì)算（ 2） 所得到的結(jié)果 26.71g 更符合實(shí)際情況。 1. 乘除法 與加減法不同，乘除法中取有效數(shù)字的位數(shù)決定 于相對誤差最大的那個(gè)數(shù)。如 0.0121 25.64 1.05782=？ 三個(gè)數(shù)的相對誤差 0.0001/0.0121 100= 0.8% 0.00001/1.05782 100= 0.0009% 0.01/25.64 100= 0.04% 第一個(gè)數(shù)是三位有效數(shù)字， 其相對誤差最大，應(yīng)以此數(shù)據(jù)為標(biāo)準(zhǔn)， 確定其他數(shù)字的修約數(shù)， 即用數(shù)字的修約法將各數(shù)都保留三位有效數(shù)字 ，即上述三個(gè)數(shù)字的乘積為 0.0121 25.6 1.06=0.328。 當(dāng)各數(shù)的有校數(shù)字位數(shù)不同時(shí) ，相對誤差最大的數(shù)，一定是有效數(shù)字位數(shù)最少的數(shù)。 因此在乘除法中，所得結(jié)果的有效數(shù)字位數(shù)應(yīng)以有效數(shù)字最少的數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)。 有效數(shù)字取舍規(guī)則可總 結(jié)如下 ： （ 1） 記錄分析結(jié)果時(shí)，只應(yīng)保留一位可疑數(shù)字。 （ 2） 在運(yùn)算中棄去多余數(shù)字時(shí)，一律以數(shù)字修約原則為標(biāo)準(zhǔn)。 （ 3） 幾個(gè)數(shù)相加減時(shí)，保留有效數(shù)字位數(shù)決定于絕對誤差最大的數(shù)位。 （ 4） 幾個(gè)數(shù)相乘除時(shí)，以有效數(shù)字位數(shù)最少的為標(biāo)準(zhǔn)， 棄去多余的位數(shù)，然后進(jìn)行乘除，在計(jì)算過程中，可以暫時(shí)多保留一位數(shù)，得到最后結(jié)果時(shí)再棄去多余的數(shù)字。 第 四 章 煤樣采制的方法 第一節(jié) 煤 樣 的 采 取 一、 采樣的重要性 煤炭在開采、銷售和使用過程中都有 必要知道煤炭的性質(zhì)。 煤炭的性質(zhì)需要通過煤樣的采取 、制備和化驗(yàn)等步驟才能獲得的 。從大量的煤中采取出的一小部分具有代表性的 煤樣的過程稱為采樣。所謂代表性， 是指采取出來的煤樣的質(zhì)量可代表這一批量煤的平均質(zhì)量 。采樣有兩個(gè)原因：一是如果要對全部產(chǎn)品進(jìn)行鑒定 ，工作量過大，不易實(shí)施；二是有些分析試驗(yàn)具有破壞性 ，產(chǎn)品一經(jīng)鑒定后就面目全非， 原有性能不復(fù)存在， 因而失去使用價(jià)值。 煤是一種性質(zhì)極不均勻的混合物 ，而且一批煤的數(shù)量又比較大 ，要從中采取幾十至幾百千克煤樣 ，質(zhì)量上要盡可能接近全部煤量的平均質(zhì)量是比較困難的。在采、制、 化三個(gè)環(huán)節(jié)中，采樣的誤差占總方差的 80%，制樣和化驗(yàn)僅占 20%， 可見在檢查煤炭質(zhì)量中，采樣是關(guān)鍵的一環(huán) 。不難設(shè)想，如果從一批煤中采得的煤樣， 如不能代表這一批煤的平均質(zhì)量 ，則不論隨后的制樣和化驗(yàn)如何準(zhǔn)確 ，都將毫無意義，甚至得出錯(cuò)誤的結(jié)論。 采樣工作一個(gè)突出的特點(diǎn)是： 不正確的采樣，事后很難覺察和檢查，而往往又無法補(bǔ)救。 二、 系統(tǒng)采樣和隨機(jī)采樣 1.系統(tǒng)采樣 按相同的時(shí)間、 空間或質(zhì)量間隔采取 子 樣 ，但第一個(gè)子樣在第一間隔內(nèi)隨機(jī)采取 ，其余子樣按選定的間隔采樣。例如 ：在火車頂部采取洗精煤樣，按 5 點(diǎn)循環(huán)取一點(diǎn)的原則，在第一個(gè)車皮上從 1 5 可隨機(jī)取一點(diǎn)，五塊板上分別寫上 1、 2、 3、 4、 5,然后摸板，如摸 板3，那么第一點(diǎn)就采 在 第一節(jié)車皮的第 3 點(diǎn)上，第二個(gè)車皮就采在第 4 點(diǎn)上，如此順序，采完全部子樣。 2. 隨機(jī)采樣 采取子樣時(shí)，對采樣部位和時(shí)間均不施加任何人為意志，能使任何部位的物料都有機(jī)會(huì)采出。例如 ：上面的例子，每一個(gè)車皮都要模板 ，如第一車皮摸 3，那么就采在第一節(jié)車皮的第三點(diǎn)上； 第二節(jié)車皮摸 1，那么就采在第二節(jié)車皮的第 1 點(diǎn)上 直至最后一個(gè)車皮采完全部子樣。 通常我們在收到外來煤樣時(shí)，再報(bào)出的分析結(jié)果報(bào)表上，常常寫上“ 本室僅對來樣負(fù)者 ”。這樣寫說明煤樣從制備到化驗(yàn) ，可以保證有足夠的精密度，可以對來樣負(fù)責(zé) 。在銷售中，由于煤質(zhì)發(fā)生的糾紛、問題大多出在采樣上面，可見采樣工作的重要性。為了避免和減少人工采樣的誤差 、保證采樣的精密度 ，應(yīng)盡量考慮采用機(jī)械采樣。 三、采樣要素 商品煤樣、生產(chǎn)檢查煤樣等，其基本采樣方法是一樣的。 只要掌握了一種煤樣的采樣方法 ，其他煤樣的采樣方法就 能 很快掌握了。 這里只介紹商品煤樣的采樣方法。 1. 采樣單元 一批煤中，采取一個(gè)總樣代表的煤量 為一個(gè)采樣單元，一批煤可以是一個(gè)采樣單元，也可以是幾個(gè)采樣單元。 所有煤種，按品種，分用戶，以 （ 1000 100） t 為一采樣單元，也可以以當(dāng)天或一列車 實(shí)際發(fā)運(yùn)量為一采樣單元。如需進(jìn)行煤炭 質(zhì)量核對 ，應(yīng)對同一采樣單元進(jìn)行采樣 、制樣和化驗(yàn)。在實(shí)際工作中，一批煤往往作為幾個(gè)采樣單元 。例如，某一洗煤廠送 1000t 洗精煤到 一 鋼廠 ，鋼廠為了配煤煉焦，不可能把 1000t 煤作為一個(gè)采樣單元 ，如只需要此種煤 200t（根據(jù)煉焦?fàn)t的容量 和各種煤的配比情況），那么，鋼廠就只能以這 200t 左右的煤為一個(gè)采樣單元。就是說 1000t 煤在鋼廠要分成 4 5 個(gè)采樣單元， 然后以平均結(jié)果報(bào)出和供方進(jìn)行核對。 前面講的 1000t、一列火車 或一天的發(fā)運(yùn)量作為一個(gè)采樣單元，但在汽車運(yùn)輸中，往往不是這樣的 。供銷雙方可商定以多少噸 或多少天的總量為一個(gè)采樣單元，例如以 200t 作為一個(gè)采樣單元，以 5 天的發(fā)運(yùn)量作為一個(gè)采樣單元等等，只要雙方同意就行。 采樣人員在采樣前必須確認(rèn)采樣地點(diǎn)和采樣單元 ，滿足三個(gè)要素的要求，嚴(yán)格按國標(biāo)要求正確地布點(diǎn)， 并保證足夠的子樣數(shù)和足夠的子樣質(zhì)量。 2. 子樣數(shù) 子樣是采樣器具操作一 次所采取的或截取一次煤流 全斷面所采取的一份樣。子樣數(shù)目一般以 1000t 為參考煤量， 當(dāng)煤量為 1000t 時(shí)，由表 12 1 給出。 表 12 1 1000t 煤量最少子樣數(shù)目 子樣數(shù) 采樣地點(diǎn) 煤種 煤流 火車 汽車 船舶 煤堆 原煤、篩 選 煤 干基灰分 20% 60 60 60 60 60 干基灰分 20% 30 60 60 60 60 精煤 15 20 20 20 20 其他選煤（含中煤）和粒度大于100mm 塊煤 20 20 20 20 20 煤量超過 1000t 時(shí)的子樣數(shù)目，按下式計(jì)算 N=n m1000 式中 N 實(shí)際應(yīng)采子樣數(shù)目 ； n 表 12 1 規(guī)定的子樣數(shù)目 ，個(gè)； m 實(shí)際被采煤樣質(zhì)量， t。 煤量少于 1000t 時(shí)，子樣數(shù)目根據(jù)表 12 1規(guī)定數(shù)目按比例遞減，但最少不能少于表 12 2 規(guī)定的數(shù)目。 表 12 2 少于 1000t 煤量最少子樣數(shù)目 子樣數(shù) 采樣地點(diǎn) 煤種 煤流 火車 汽車 船舶 煤堆 原煤、篩選煤 干基灰分 20% 按表 12 1 規(guī)定數(shù)目的 1/3 18 18 按表12 1規(guī)定數(shù)目的 1/3 按表12 1規(guī)定數(shù)目的 1/3 干基灰分 20% 18 18 精煤 6 6 其他選煤（含中煤）和粒度大于 100mm 塊煤 6 6 3. 子樣質(zhì)量 每個(gè)子樣的最少質(zhì)量要根據(jù) 商品煤標(biāo)稱最大粒度，按表 12 3 規(guī)定確定。 表 12 3 子 樣 質(zhì) 量 最大粒度/mm 25 50 100 100 子樣質(zhì)量/Kg 1 2 4 5 商品煤的標(biāo)稱最大粒度就是與篩上物累計(jì) 質(zhì)量百分率最接近、但不大于 5%的篩子相應(yīng)的篩孔尺寸。 例按國標(biāo) 煤炭篩分試驗(yàn)方法 篩分某原煤煤樣后，得到下列結(jié)果（表 12 4）。 表 12 4 篩分某原煤煤樣結(jié)果 篩分組成（篩孔尺寸 ）/mm 100 50 25 13 產(chǎn)率/% 1.50 3.20 30.20 65.10 從上述數(shù)據(jù)可以看出， 100mm 和 50mm 兩個(gè)粒級(jí)篩上物產(chǎn)率最接近 5%并小于 5%。因此，上述原煤的標(biāo)稱最大粒度為 50mm。從表中可查的子樣質(zhì)量為 2Kg。 4. 采樣的布點(diǎn) 采樣的布點(diǎn)必須依據(jù)“均勻布點(diǎn)， 使每一部分煤樣都有機(jī)會(huì)被采出”的原則分布子樣點(diǎn)。 不同的采樣地點(diǎn)有不同的布點(diǎn)方法。一般采樣地點(diǎn)有煤流 ，火車、汽車、船舶和煤堆等， 這里僅講在煤流和火車頂部采 樣。 1） 煤流中采樣 移動(dòng)煤流中采樣 按相同的時(shí)間或相同的質(zhì)量間隔進(jìn)行布點(diǎn)。如對一個(gè)采樣單元按相同的 時(shí)間間隔采取子樣時(shí)： 每個(gè)子樣的時(shí)間間隔按下式計(jì)算 T 60Q/Gn 式中 T 子樣時(shí)間間隔， min； Q 采樣單元， t； G 煤流量， t/h； n 子樣數(shù)目。 如果對一個(gè)采樣單元按相同的質(zhì)量間隔采取子樣時(shí)，每個(gè)子樣的質(zhì)量間隔按下式計(jì)算 m 60Q/n 式中 m 子樣質(zhì)量間隔， t； Q 采樣單元 ， t； n 子樣數(shù)目。 第一個(gè)子樣的采取是隨機(jī)采取的。 2)火車頂部采樣 （ 1）原煤和篩選煤。 不論車皮容量大小，每車沿對角線 3 點(diǎn)采取 3 個(gè)子樣。 1、 3 子樣距車角 1m，第二個(gè)子樣位于對角線中央。 當(dāng)以不足 6 節(jié)車皮為一采樣單元時(shí)， 多出的子樣可分布在交叉的對角線上，也可分布在棋盤 格 上 。 （ 2）精煤、其他洗煤 和粒度大小 100mm 的塊煤。 每節(jié)車皮沿對角線按 5 點(diǎn)循環(huán)方式取一個(gè)子樣， 第一點(diǎn)和第五點(diǎn)距車角 1m，其余 3 個(gè)子樣均勻分布在 1、5 兩個(gè)子樣之間， 當(dāng)以不足 6 節(jié)車皮為一采樣單元時(shí)，多出的子樣可均勻分布 在個(gè)車皮的對角線上。 第 二節(jié)煤樣的制備 煤樣的制備是把較大量、較大粒度的煤樣， 按照規(guī)定的方法和 步驟 ， 經(jīng)過破碎、過篩、 混合、縮 分和干燥等環(huán)節(jié)處理成供分析化驗(yàn)用的煤樣 或較少量中間粒度級(jí)煤樣的全過程。 采集的煤樣，一般至少有幾十千克， 必須將采取的煤樣 經(jīng)過一定的程序，既要縮減和破碎到符合 各種化驗(yàn)項(xiàng)目的要求 ，又必須保持煤樣的代表性 。否則，即使采集的煤樣具有代表性，化驗(yàn)做得很準(zhǔn)確，最后得到的分析結(jié)果也是不可靠的， 毫無意義的 。 可見煤樣的制備是煤質(zhì)分析的重要環(huán)節(jié)。 一、 破碎 采集來的煤樣大 于 25mm 粒度要事先破碎后才能縮分 ，一般把煤樣破碎到小于 13mm、小于 6mm、小于 3mm,最后破碎到小于 0.2mm。 小于 13mm 和小于 6mm 為測定全水分所需粒度的煤樣 ，小于 0.2mm 的為分析煤樣。 在破碎前，必須把破碎機(jī)打掃 干凈 ，再用少量待破碎的煤樣 把破碎機(jī)清洗一遍，然后進(jìn)行全部煤樣的破碎 。在破碎過程中要防止煤樣污染和水分的損失 。 二、過篩 篩分的目的是為了將超限顆粒分離出來， 繼續(xù)破碎到規(guī)定粒度， 以保證在各制樣階段，各不均勻物質(zhì)達(dá)到一定的分散程度 ，減少縮分誤差。 過篩的篩孔直徑根據(jù)破碎的粒度， 取這粒級(jí)的篩子，使煤樣全部通過篩子 。如果煤樣太濕，必須干燥后再通過篩子。 三、混合和縮分 混合的目的是把不均勻的煤樣均勻化， 為縮分做好準(zhǔn)備，以減少縮分誤差。 混合工序只是人工堆錐四分法和全水分煤樣縮分時(shí)用 ，但用人工混合的方法往往不易混勻而 產(chǎn)生縮分誤差。用二分器縮分無需混合 。 縮分是在粒度不變的情況下質(zhì)量的減少， 以減少后續(xù)工作負(fù)荷和最后滿足檢驗(yàn)所需的煤樣質(zhì)量 。制樣誤差主要來自這一操作步驟。 因此每一階段縮分的留樣量必須符合標(biāo)準(zhǔn) 中規(guī)定的粒度與留樣的相應(yīng)關(guān)系， 否則難以保證縮分精密度。 縮分有堆錐四分法、二分器法、 機(jī)械縮分法和九點(diǎn)法?？s分最好采用二分器法和機(jī)械縮分 ，只有不得已才用堆錐四分法來縮分煤樣。 縮分時(shí)所縮取的煤樣質(zhì)量 決定于煤樣的粒度 ，不宜多也不宜少。取多了增加 工作量 ，取少了增大誤差。取樣量規(guī)定見表 12 5。 表 12 5 煤樣制備粒度和質(zhì)量規(guī)定 粒度 /mm 25 13 6 3 質(zhì)量 /Kg 40 15 3.75 700g 四、干燥 干燥的目的 只是保證煤樣在制樣過程中能順利通過 各破碎機(jī)，縮分機(jī)，二分器，不糊篩底。 制取煤樣時(shí)，如水分太大影響破碎操作， 應(yīng)在取全水分煤樣后進(jìn)行干燥， 可進(jìn)行自然干燥， 也可用低于 50的干燥箱進(jìn)行干燥。 煤樣粒度達(dá)到分析要求的粒度時(shí)，一定要達(dá)到空氣干燥狀態(tài)。 五、 煤樣制備的重要意義是什么？ 為進(jìn)行煤質(zhì) 分析而采集的煤樣數(shù)量，除了地質(zhì)勘探的鉆心煤樣外，一般都比較多。比 如，煤層煤樣，約有100kg 左右；商品煤樣，若從火車頂部采集，一般為幾十公斤至幾百公斤；生產(chǎn)煤樣，少則 3 5t，多則10t 以上。而煤質(zhì)化驗(yàn)所需要的試樣，根據(jù)測試項(xiàng)目的不同，一般只需幾克到幾百克就夠了。 由于煤炭是一種化學(xué)組成和粒度組成都很不均勻的混合物，要從如此大量的煤樣中取出少量能在化學(xué)性質(zhì)和物理特性上代表初始煤樣的試驗(yàn)用樣品，就必須按照一定的操作程序?qū)γ簶舆M(jìn)行加工。例如，在制樣過程中，破碎到一定粒度之后，就要進(jìn)行縮分，即留下一部分和棄掉一部分。這種縮分，如果嚴(yán)格按照規(guī)定方法仔細(xì)操作，保留和棄去的這兩部分的品質(zhì)就很接近，反之，就可能有較大的差異，保留下來的試驗(yàn)用煤樣就不能代表原來煤樣的特性。這樣，下步進(jìn)行的分析化驗(yàn)再準(zhǔn)確，其結(jié)果也毫無意義。由此看來，對于已采集到的煤樣來說，制樣是關(guān)系到分析試驗(yàn)結(jié)果是否準(zhǔn) 確和具有實(shí)際意義的最重要的環(huán)節(jié)。 *六、 煤樣制備包括哪些工序？各工序的目的是什么？ 煤樣制備是按照規(guī)定把較大量的煤樣加工成少量的具有代表性試 樣的過程。它包括破碎、篩分、混合、縮分和干燥等工序。 破碎的目的：是為了增加煤樣的數(shù)目，以減少后續(xù)縮分產(chǎn)生的誤差 ，提高制樣精密度。 篩分的目的：是為了將超限顆粒分離出來，繼續(xù)破碎到規(guī)定粒度，以保證在各制樣階段，各不均勻物質(zhì)達(dá)到一定的分散程度，以減少縮分誤差。 混合的目的：是將煤樣均勻化。 縮分的目的：是在粒度不變的情況下質(zhì)量的減少，以減少后續(xù)工作負(fù)荷和最后滿足檢驗(yàn)所需 的煤樣質(zhì)量。制樣誤差主要來自這一操作步驟。因此每一階段縮分的留樣量必須符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的粒度與留樣的相應(yīng)關(guān)系，否則難以保證縮分精密度。 干燥的目的：只是保證煤樣在制樣過程中能順利通過各破碎機(jī)、縮分機(jī)、二分器，不糊篩底。 七、 GB474煤樣的制備方法規(guī)定的制樣用篩中為什么 3mm 篩孔的篩既有方孔 的又有圓孔的？ 按照一般的制樣程序，煤樣破碎到粒度小于 3mm 后的下一道工序是從縮分出不少于 3.75kg 的煤樣，以便進(jìn)一 步進(jìn)行制備。在煤樣量如此多的情況下，用方孔篩和圓孔篩過篩造成的 粒度上差異對試樣的代表性和制樣精密度沒什么影響，只不過用方孔篩時(shí)篩分效率要高些，因此，兩種篩孔的篩都可以用。但是，要從小于 3mm粒級(jí)的煤樣中直接縮分出 100g來磨制粒度小于0.2mm 的一般分析煤樣（不經(jīng)過 1mm 的階段）或縮分出 0.5kg 存查煤樣，就必須使這不少于 3.75kg 的煤樣全部通過 3mm 圓孔篩。因?yàn)?，目前大量試?yàn)證明此時(shí)的制樣精密度符合要求。若從通過 3mm 方孔篩的煤樣中直接縮分出 100g 來制備一般分析煤樣，則從理論上講，由于方孔篩的篩孔對角線的長度為圓孔 篩孔徑的2倍，煤樣粒度大些，因此精密度會(huì)偏低些。 從目前所得的試驗(yàn)結(jié)果來看，也有些趨勢，但由于數(shù)據(jù)不夠充分，尚不能做出完全肯定或否定的結(jié)論。 八、一個(gè)煤樣若分幾部分處理，為什么各部分必須以同一比例留樣？ 因?yàn)槊禾渴遣痪鶆蛭锪?，各部分的組成和特性可能相差較大，若不按同一比例留樣，則合成煤樣將在組成和特性上與原煤相差較大而失去代表性。例如，一個(gè)煤樣分為質(zhì)量相等的兩部分來處理，這兩部分的灰分一高一低，若不按同一比例留樣，則高灰分部分留的樣多時(shí)，灰分測定結(jié)果就高于真值，反之，結(jié)果將偏低。 九、為什么大于 25mm 的煤樣未經(jīng)破碎不得縮分？而破碎到一定粒度的煤樣留樣量不得低于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的相應(yīng)質(zhì)量？ 因?yàn)槊禾渴且环N很不均勻的固體混合物，顆粒越大，越不均勻。例如，較大顆粒中若有幾塊矸石或黃鐵礦，則在縮分時(shí)就很難保證這些顆粒能均勻地分布在留、棄的兩部分煤樣中。不管哪部分多包含了幾顆矸石或黃鐵礦，都會(huì)使最后得到的試驗(yàn)煤樣沒有代表性，從而使最終的化驗(yàn)結(jié)果不能代表原煤樣的質(zhì)量。若將大顆粒破碎，就可增加各種顆粒的分散程度。質(zhì)量相同時(shí)，粒度越小，顆粒數(shù)目就越多，就越容易分散均勻，縮分后留、棄兩部分煤樣的性質(zhì)就越容易 達(dá)到一致。從這一角度考慮，縮分時(shí)煤樣粒度越小約好，但是，在實(shí)際工作中，從提高工作效率、節(jié)能和減少破碎機(jī)耗損等方面考慮，則不能無止境地追求高分散度，而只能要求試樣具有一定的分散度，以達(dá)到足夠的縮分精密度。 權(quán)衡上述兩方面因素，并參考國際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ ISO）和其他國家的煤樣制備方法， GB474煤樣的制備方法規(guī)定大于 25mm的煤樣未經(jīng)破碎不得縮分。同理也規(guī)定一定粒度的煤樣的留樣量不得低于一定的數(shù)值。但有一點(diǎn)需要說明：大于 25mm 的煤樣不得縮分是以 GB475規(guī)定的商品煤樣數(shù)量確定的。對于現(xiàn)代化大型采制樣聯(lián)合設(shè)備 ，在一個(gè)子樣就有幾百公斤的情況下，縮分的起始粒度可根據(jù)實(shí)際情況上調(diào)。但是上調(diào)粒度必須事先按規(guī)定做精密度試驗(yàn)和系統(tǒng)偏差檢驗(yàn)。 十、 為什么堆錐四分法縮分煤樣會(huì)有較大的人為誤差？要或得符合精密度要求的煤樣，操作要點(diǎn)是什么？ 堆錐過程是使煤樣的各部分互相混合，使各種不同的組成互相分散均勻的過程。但從粒度分散來看，堆錐過程卻是粒度離析的過程。堆錐過程中，大顆粒向堆錐四周滾落，細(xì)顆粒集中于堆錐的中部。由于矸石和煤炭的硬度是不同的，因此，煤炭破碎后的大顆粒和小顆粒的組成和特性也不同。但如果堆錐操作得當(dāng)，堆錐后就會(huì)形成一由 錐頂?shù)藉F底由錐中央到四周的有規(guī)律的粒度分布，使縮分后保留和棄掉的兩部分不會(huì)產(chǎn)生較大的差異。但要做到這一點(diǎn)是不容易的，特別是對于操作不十分熟練的人員尤為明顯。所以堆錐四分法縮分煤樣會(huì)有較大的人為誤差。 要獲得符合精密度要求的煤樣，操作中要注意以下幾點(diǎn)： （ 1） 要使煤樣從堆錐頂上一小部一小部分地撒落下來，并使其沿錐面各方位下落情況大體相同。在堆錐的過程中，操作者應(yīng)不斷地改變方位。樣量大時(shí)，最好二個(gè)人對面堆摻 。 （ 2） 將煤樣堆錐攤平時(shí)，如樣量大應(yīng)采用由內(nèi)向外逐漸攤平的方式；如樣量較少，可采用均勻用力壓平的方式，最后形成的扁平樣堆盡可能的圓和各部的厚度應(yīng)大體一致。 （ 3） 縮分時(shí)，最好用十字分樣板，并且將之放在扁平樣堆的正中。無十字分樣板時(shí)，所畫十字線的交點(diǎn)要在煤樣扁平堆中心，十字線的兩線要成正交。 十一、為什么二分器的縮分精密度大大高于堆錐四分法？ 用二分器縮分時(shí)，煤樣是以煤流的形式往復(fù)擺動(dòng)均勻給入二分器的。每擺動(dòng)一次，就擺過一定數(shù)目的格槽，煤樣被分成一定數(shù)目的子樣 ，加和各次擺動(dòng)掠過的格槽數(shù)目即 為縮分時(shí)的子樣總數(shù)目 。這個(gè)數(shù)目是很多的，如二分器有 10 個(gè)格槽，擺動(dòng) 10 次，則煤樣就被分成 100 個(gè)子樣。另外，一個(gè)煤樣通過二分器，只被分成兩部分，留樣量為入樣量的二分之一。由于二分器縮分是以多子樣數(shù)目和大留樣量為基礎(chǔ)的，并且不存在堆錐四分法混合煤樣時(shí)的粒度離析現(xiàn)象。所以，它的縮分精密度大大高于堆錐四分法。 十二、 使用二分器縮分煤樣，應(yīng)注意哪些問題？ （ 1）使用前要仔細(xì)檢查二分器格槽寬度是否與煤樣粒度相稱。如格槽太寬，則同樣長度下的格槽數(shù)減少，縮分出的煤樣中所含子樣數(shù)目也相應(yīng)減少，從而難以達(dá)到較高的精密度； 而格槽太窄，又容易出現(xiàn)煤樣顆粒搭橋現(xiàn)象，使格槽阻塞。煤樣外在水分越高，阻塞越嚴(yán)重 。試驗(yàn)表明，二分器格槽寬度為煤樣上線粒度的 2.5 3倍比較合適。此時(shí)既能有效避免格槽阻塞，又能保證縮分精密度。 （ 2）檢查二分器的各格槽寬度是否一致，若不一致需要進(jìn)行調(diào)整。 （ 3）給二分器入料時(shí)，擺動(dòng)幅度要在二分器長度范圍內(nèi)，入料要均勻，速度不能過快，以免格槽上面積樣，并且樣流要經(jīng)過格槽的中心位置，不要操前或靠后，以使煤樣進(jìn)入兩邊樣斗的質(zhì)量近于相等。 （ 4）煤樣水分較高時(shí) ，要不時(shí)地振動(dòng)二分器，以免阻塞。 （ 5）縮分完煤樣 ，要仔細(xì)檢查二分器各格槽，并將其打掃干凈 十三、 在什么樣的條件下可以從粒度小于 3mm 的煤樣中直接縮分出 100g 來制備空氣干燥煤樣和縮分出0.5kg 存查煤樣？ 在達(dá)到如下兩條件時(shí)，可以直接從粒度小于 3mm 的煤樣中縮分出題中所述的兩種煤樣 。 （ 1） 必須全部制樣過程都使用二分器縮分煤樣。 （ 2） 不少于 3.75kg 的 3mm 煤樣必須全部通過圓孔篩。 十四、為什么電振式粉碎機(jī)麼制出的小于 0.2mm 的分析煤樣必須過篩？用電振式粉碎機(jī)制樣時(shí)，煤樣在麼鉢中受到擊塊、擊環(huán)與麼缽本體的軋麼 ，在幾分鐘之內(nèi)就可以麼到小于 0.2mm。但小于 0.2mm 的顆粒有的又被重心擠軋?jiān)谝黄?，形成大小不等的亮晶晶的小薄?，其形成量的多少與煤種和擠軋力有關(guān) 。一般情況下用手一碾即可將它們破碎，但由于它們的粒度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過 0.2mm，組成和特性與其他顆粒也有所差異，并且有可能燃燒不完全 。因此必須將它們?nèi)磕胨椴⑼ㄟ^ 0.2mm 篩孔篩，否則會(huì)造成試驗(yàn)誤差 。 十五、 剛麼制成的 0.2mm 粒度的煤樣是否可以立即裝瓶？為什么？ 剛從麼樣機(jī)制出的粒度小于 0.2mm 的煤樣，不應(yīng)立即裝瓶。因?yàn)閯傸N出的煤樣的水分還未與周圍環(huán)境濕度達(dá) 到平衡，一方面會(huì)使稱取煤樣時(shí)，質(zhì)量長時(shí)間不能穩(wěn)定下來（或是不斷減輕或是不斷增加）難于稱準(zhǔn)。另一方面會(huì)使稱取好的煤樣失水或吸水，而影響某些測定值（如氫測定值）的準(zhǔn)確度和精密度。因此，剛麼完的煤樣應(yīng)在空氣中放置一段時(shí)間，讓其與周圍環(huán)境達(dá)到濕度平衡即達(dá)到空氣干燥狀態(tài)后再裝瓶。 十六、為什么分析煤樣裝瓶量不能超過煤樣瓶容積的3/4？ 由于煤樣在裝瓶過程中和裝瓶后的放置和搬運(yùn)中會(huì)產(chǎn)生一定的粒度離析作用，使得瓶內(nèi)各部分煤不均勻，所以在每次稱取試樣前要對瓶中煤樣進(jìn)行攪拌混合，以保證取出試樣的代表性。因此，瓶內(nèi)需留有一 定的空間，以便攪拌混合。但對于標(biāo)準(zhǔn)煤樣，則需裝滿瓶，以盡量減少瓶內(nèi)殘流的空氣，保證煤質(zhì)穩(wěn)定。 十七、 檢驗(yàn)縮分機(jī)和破碎縮分聯(lián)合機(jī)的精密度和系統(tǒng)偏差時(shí)，為什么必須使用二分器縮分留樣和棄樣？ 大量實(shí)驗(yàn)證明，目前所有的縮分方法（包括機(jī)械）中，二分器的縮分精密度是最高的，即縮分誤差最小。因此，當(dāng)使用二分器來縮分由某一縮分機(jī)分出的煤樣（留樣和棄樣）時(shí)，可以認(rèn)為對留樣和棄樣進(jìn)行化驗(yàn)所得結(jié)果的誤差主要就是來源于被檢縮分機(jī)的初始縮分。這樣才能由留樣和棄樣的化驗(yàn)結(jié)果來檢驗(yàn)縮分機(jī)。否則，若用其他縮分方法（工具）將難以判斷最終化驗(yàn)結(jié)果的誤差是來自被檢縮分機(jī)的初始縮分，還是來自后續(xù)使用的縮分方法（工具）。 第五章 煤的工業(yè)分析 煤的工業(yè)分析包括空干基水分、灰分、揮發(fā)分產(chǎn)率測定和固定碳的計(jì)算。其中水分、灰分和揮發(fā)分產(chǎn)率是測定出來的，固定碳是在其他成分所測定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過計(jì)算得出的。本章將對煤的水分、灰分和揮發(fā)分的測定，以及固定碳的計(jì)算進(jìn)行介紹。 第一節(jié) 煤中全水分的測定 水是煤炭的組成部分，煤中水分含量與其變質(zhì)程度有一定的關(guān)系。泥炭的水分最大，可達(dá) 40%以上，其次是褐煤 ，在 5%-25%以上，煙煤含量較低，長焰煤3%-12%,貧煤 0.5%-2.5%,瘦煤 0.5%-2.0%，焦煤0.5%-1.5%,到無煙煤水分又有所增加。煤中含水量過多，會(huì)使煤泥量增多，增加加工利用的難度，同時(shí)也會(huì)給運(yùn)輸、貯存帶來不利的影響；煤中含水量高，其發(fā)熱量就降低，因?yàn)槊涸谌紵^程中，水分蒸發(fā)要消耗相當(dāng)熱量。全水分還是商品煤的定量指標(biāo)，例如，洗精煤的計(jì)量指標(biāo)定在 7.0%。 煤中水分按其存在狀態(tài)，可以分為游離水和化合水兩種。游離水是以吸附、附著等機(jī)械方式與煤結(jié)合的水；化合水是指以化合的方式同煤中的礦物質(zhì)結(jié)合的水，也叫結(jié)晶水，例如硫酸鈣（ CaSO4 2H2O）、高嶺土 （ AI2O3 2SiO2 2H2O）中的水。 煤中的游離水又分為外在水分和內(nèi)在水分。外在水分是附著在煤的表面上的水，在實(shí)際測定中是指煤樣達(dá)到空氣干燥狀態(tài)時(shí)所失去的水；內(nèi)在水分是吸附在煤顆粒內(nèi)部的毛細(xì)孔中的水。 煤中水分測定主要是指全水分的測定和空氣干燥基水分的測定，這兩種測定的原理和操作基本相同，所以把它們放在一起講述。煤中全水分的測定包括內(nèi)在水分和外在水分的測定。煤中全水分的測定有四種方法；通氮干燥法適用于各種煤；粒度 6mm 的煤樣空氣干燥法適用于煙煤和無煙煤；微波干燥法適用于煙煤和褐煤； 粒度 13mm 煤樣空氣干燥法適用于外在水分高的煙煤和無煙煤。在這里主要講粒度 6mm 和13mm 煤樣空氣干燥法。 接到全水分煤樣后，首先檢查煤樣容器的密封情