1、第二章 煤的一般性質(zhì) 煤的物理性質(zhì) 煤的化學(xué)性質(zhì) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),第一節(jié) 煤的宏觀特征和微觀特征,一、煤巖學(xué)概念 1、什么是煤巖學(xué)？ 用巖石學(xué)的觀點(diǎn)和方法研究煤的組成和性質(zhì)。 2、煤巖學(xué)研究方法 宏觀方法用肉眼或放大鏡觀察煤，根據(jù)其顏色、條痕色、光澤、硬度、斷口等特征，識(shí)別煤巖類(lèi)型、判斷煤的性質(zhì)。 微觀方法用顯微鏡研究煤,微觀方法用顯微鏡研究煤 透射光下：薄片 22 cm，厚 0.02 mm。 根據(jù)顏色、形態(tài)和結(jié)構(gòu)識(shí)別顯微煤巖組分、判斷煤的性質(zhì)； 反射光下：光片 直徑 2 cm，厚1.5-2 cm 圓柱體。在普通反射光或油浸反射光下，根據(jù)顏色、形態(tài)、結(jié)構(gòu)、突起、反光性等特征識(shí)別煤巖組分、判斷

2、煤的性質(zhì)。 光片分為煤光片和粉光片（磚光片）。,二、 煤的顯微組分,煤的顯微組分(maceral, micropetrological unit)，是指煤在顯微鏡下能能夠區(qū)別和辨識(shí)的基本組成成分。分為： 有機(jī)顯微組分：在顯微鏡下能觀察到的煤中成煤原始植物組織轉(zhuǎn)變而成的顯微組分。 無(wú)機(jī)顯微組分：在顯微鏡下能觀察到的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)。,1、煤的有機(jī)顯微組分,腐植煤的有機(jī)顯微組分包括：鏡質(zhì)組、惰質(zhì)組和殼質(zhì)組。在顯微鏡下的特征是： 鏡質(zhì)組：透射光下呈橙紅色，透明或半透明，較均一，不含或少含礦物質(zhì)，見(jiàn)垂直裂紋。普通反射光下呈灰色，油浸反射光下呈深灰色，無(wú)突起。 惰質(zhì)組：透射光下呈黑色，不透明。反射光下突起高，

3、呈白色，油浸反射光時(shí)呈亮白色。 殼質(zhì)組：透射光下透明到半透明，呈黃色或橙紅色，輪廓清晰，外形特殊。普通反射光下大多有突起，呈深灰色，油浸反射光下灰黑色或黑灰色。,1.1 鏡質(zhì)組（又稱(chēng)凝膠化組分）的成因,通過(guò)凝膠化作用形成。成煤植物的組織在氣流閉塞、積水較深的沼澤環(huán)境下，產(chǎn)生極其復(fù)雜的變化。一方面是植物組織在微生物作用下，分解、水解、化合形成新的化合物并破壞植物組織器官的細(xì)胞結(jié)構(gòu)；另一方面植物組織在沼澤水的浸泡下吸水膨脹，使植物細(xì)胞結(jié)構(gòu)變形、破壞乃至消失，或進(jìn)一步再分解為凝膠的過(guò)程。植物組織經(jīng)凝膠化作用并經(jīng)煤化作用后形成凝膠化組分（鏡質(zhì)組）。鏡質(zhì)組是煤中最主要煤巖組分，含量5080，甚至90。

4、根據(jù)凝膠化程度的不同，鏡質(zhì)組還可細(xì)分為：結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體，無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體和碎屑體。,1.2、惰質(zhì)組（又稱(chēng)絲質(zhì)組）的成因,惰質(zhì)組是通過(guò)絲炭化作用或火焚作用形成。 絲炭化作用：成煤植物的組織在積水較少、濕度不足的條件下，木質(zhì)纖維組織經(jīng)脫水作用和緩慢的氧化作用后，又轉(zhuǎn)入缺氧的環(huán)境，進(jìn)一步經(jīng)煤化作用后轉(zhuǎn)化為惰質(zhì)化組分。絲炭化作用也可以作用于已經(jīng)受不同程度凝膠化作用的組分上，但經(jīng)絲炭化作用后的組分不能再發(fā)生凝膠化作用成為凝膠化組分。 火焚作用：有的絲炭化組分是由于古代沼澤森林火災(zāi)后，由燒焦的炭化組織轉(zhuǎn)化而來(lái)的，稱(chēng)為火焚絲質(zhì)體。在顯微鏡下觀察，該類(lèi)絲炭化組分細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整清晰，且由于沒(méi)有經(jīng)受凝膠化作用，細(xì)胞壁沒(méi)有發(fā)

5、生吸水膨脹，因此，胞壁薄。煤中含量在1020，對(duì)煤的性質(zhì)有重要影響。,1.3、殼質(zhì)組（又稱(chēng)穩(wěn)定組）的成因,殼質(zhì)組又稱(chēng)穩(wěn)定組，是由成煤植物中化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)的組織器官轉(zhuǎn)化而來(lái)的。在泥炭化作用階段，因化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，沒(méi)有遭受生物化學(xué)作用的破壞而保存在煤中，經(jīng)煤化作用后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定組分。 煤中常見(jiàn)的穩(wěn)定組分有：孢子體、花粉體、樹(shù)脂體、角質(zhì)體、木栓體等。穩(wěn)定組分在透射光下透明到半透明，呈現(xiàn)黃色到橙紅色，輪廓清楚，外形特殊；在反射光下呈現(xiàn)深灰色，大多數(shù)有突起。 穩(wěn)定組分在煤中的含量不大，對(duì)煤的性質(zhì)影響很小。個(gè)別情況下，有穩(wěn)定組分富集的煤出現(xiàn)，如樂(lè)平樹(shù)皮煤、撫順燭煤。穩(wěn)定組分的氫含量高，發(fā)熱量高。,2、 煤中的礦

6、物質(zhì)無(wú)機(jī)顯微成分,煤的無(wú)機(jī)顯微成分主要是指粘土礦物、黃鐵礦、石英、方解石等，在顯微鏡下可以進(jìn)行區(qū)分。 粘土類(lèi)礦物：高嶺石，伊利石，水云母， 硫化物類(lèi)礦物：黃鐵礦，白鐵礦， 碳酸鹽類(lèi)礦物：方解石，菱鐵礦， 氧化物類(lèi)礦物：石英， 硫酸鹽類(lèi)礦物：石膏，,三、 顯微煤巖組分的反射率,在反射光下，顯微組分表面的反射光強(qiáng)度和入射光強(qiáng)度之比稱(chēng)為反射率。反射率可以在空氣中即干物鏡下測(cè)定，以R(%)表示；也可以在油浸物鏡下測(cè)定，以Ro(%)表示。從長(zhǎng)焰煤到無(wú)煙煤，Ro增加十幾倍，而R只增加兩三倍。在與煤層層面成任意交角的切面上最大反射率不變，而最小反射率則隨交角不同而變化。在三種有機(jī)顯微組分中，隨煤化程度的變化

7、，只有鏡質(zhì)組呈現(xiàn)較為均勻的變化，因此，一般將油浸物鏡下測(cè)定的鏡質(zhì)組最大反射率Romax作為分析比較的指標(biāo)。 煤的反射率是煤巖學(xué)定量研究煤性質(zhì)的重要指標(biāo)，特別是在反映煤的變質(zhì)程度、預(yù)測(cè)煤的黏結(jié)性，用于煤炭分類(lèi)、指導(dǎo)煤炭加工利用等方面，具有十分重要的實(shí)用價(jià)值。,四、 煤的宏觀特征,根據(jù)顏色、光澤、硬度、裂隙和斷口等，利用肉眼或放大鏡可以區(qū)分的煤的基本組成單位，包括鏡煤、亮煤、暗煤和絲炭。在顯微鏡下觀察，鏡煤和絲炭是單一成分，亮煤和暗煤是混合成分。,1、 腐植煤的煤巖類(lèi)型,1.1 鏡煤 鏡煤呈黑色，光澤最強(qiáng)，質(zhì)地均勻，性脆，斷口多呈貝殼狀，內(nèi)生裂隙特別發(fā)育。在煤層中鏡煤常呈透鏡狀或條帶狀，大多厚幾毫

8、米到12cm，有時(shí)呈線(xiàn)理狀?yuàn)A在亮煤或暗煤中。鏡煤的顯微組成單一，主要是植物的木質(zhì)纖維組織經(jīng)凝膠化作用形成的鏡質(zhì)組。 性質(zhì)：V、H高，黏結(jié)性強(qiáng)，礦物質(zhì)含量少,1.2 絲炭,絲炭外觀象木炭，顏色灰黑，具有明顯的纖維狀結(jié)構(gòu)和絲絹光澤。絲炭疏松多孔，性脆易碎，碎后成為纖維狀或粉末狀，能染指。在煤層中絲炭的數(shù)量一般不多，常呈扁平透鏡體，大多厚12mm至幾mm，有時(shí)也能形成不連續(xù)的薄層。在顯微鏡下觀察，絲炭的顯微組成也是單一的，是簡(jiǎn)單的煤巖成分，主要是植物經(jīng)受火災(zāi)后的木炭轉(zhuǎn)化而來(lái)的惰質(zhì)組構(gòu)成。 性質(zhì)：致密堅(jiān)硬、密度大，H低、C高，V低，無(wú)黏結(jié)性，可選性差，孔隙大。,1.3 亮煤,顏色深黑，光澤較強(qiáng)，僅次于

9、鏡煤，性較脆，內(nèi)生裂隙發(fā)育。亮煤的均一程度不如鏡煤，表面隱約可見(jiàn)微細(xì)紋理，內(nèi)生裂隙發(fā)育程度不及鏡煤。在顯微鏡下觀察，亮煤組成比較復(fù)雜，它以鏡質(zhì)組為主，并含有不同數(shù)量的惰質(zhì)組、殼質(zhì)組和礦物質(zhì)。亮煤是最常見(jiàn)的宏觀煤巖成分，不少煤層是以亮煤為主組成的，有的整個(gè)煤層都是亮煤組成的。 性質(zhì)：亮煤的性質(zhì)接近鏡煤，但由于惰質(zhì)組和礦物質(zhì)的存在，質(zhì)量比鏡煤差。,1.4 暗煤,光澤暗淡，一般呈灰黑色，致密，密度大，內(nèi)生裂隙不發(fā)育，堅(jiān)硬而具韌性，斷面粗糙。暗煤也是煤層中常見(jiàn)的宏觀煤巖成分，在煤層中，可以由暗煤為主形成較厚的分層，甚至單獨(dú)成層。在顯微鏡下觀察，暗煤組成復(fù)雜，一般鏡質(zhì)組較少，礦物質(zhì)含量較高。 性質(zhì)：取決

10、于各組分的含量，如富含殼質(zhì)組分，V、H高，黏結(jié)性強(qiáng)；富含惰質(zhì)組分，礦物含量高，密度大，V低、弱黏結(jié)。,腐植煤的巖石類(lèi)型與顯微組分之間的關(guān)系,2、煤的光澤巖石類(lèi)型,煤的光澤巖石類(lèi)型一般按平均光澤強(qiáng)度把煤的光澤巖石類(lèi)型依次劃分為光亮煤、半亮煤、半暗煤和暗淡煤四種基本類(lèi)型。,五、 煤巖學(xué)的應(yīng)用,（1）煤的成因研究 在顯微鏡下觀察煤的薄片,可以確定成煤植物的種類(lèi)， 根據(jù)煤中保存的植物遺體(表皮,孢子,花粉)，確定成煤植物的種屬。 （2）煤的可選性研究 煤中礦物質(zhì)的種類(lèi)、粒度、數(shù)量及其分布特征對(duì)煤的可選性影響極大。通過(guò)研究顯微組分(包括無(wú)機(jī)顯微組分)的組成與其可選性關(guān)系的研究，可以預(yù)測(cè)煤的可選性，選擇合

11、理的破碎粒度、選煤工藝和流程。 （3）評(píng)價(jià)煤質(zhì)、指導(dǎo)煤炭加工利用 在煤質(zhì)評(píng)價(jià)和指導(dǎo)煤炭加工利用時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)一些僅用化學(xué)分析的方法所不能解釋的現(xiàn)象，而需應(yīng)用煤巖學(xué)的方法才能解決。,結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體 徐州夏橋 太原組16煤層 透射光 95,無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體均質(zhì)鏡質(zhì)體 徐州張小樓 下石盒子組1煤層 透射光 135 ,無(wú)結(jié)構(gòu)鏡質(zhì)體均質(zhì)鏡質(zhì)體 湖南漣邵恩口 龍?zhí)督M2煤層 油浸反射光 270 ,惰質(zhì)組，絲質(zhì)體微絲煤 山西朔縣楊澗 山西組4煤層 透射光55 ,惰質(zhì)組絲質(zhì)體，“星狀”結(jié)構(gòu) 貴州盤(pán)縣 龍?zhí)督MC12煤層 油浸反射光 270 ,殼質(zhì)組孢子體 孢子囊 徐州張小樓 山西組7煤層 反射熒光 藍(lán)光激發(fā) 135 ,殼質(zhì)

12、組角質(zhì)體，滲出瀝青體 徐州張小樓 山西組7煤層 反射熒光 藍(lán)光激發(fā) 230 ,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),一、煤的密度 1. 真(相對(duì))密度 True Relative Density, TRD (真密度) 1.1 真密度的概念：20時(shí)煤的質(zhì)量與同體積(不包括煤的所有孔隙)水的質(zhì)量之比。 1.2 真密度的用途： 真密度是煤的主要物理性質(zhì)之一，在研究煤的分子結(jié)構(gòu)、確定煤化程度、制定煤的分選密度時(shí)，都會(huì)用到煤的真密度。,1.3 純煤真密度的概念：在研究煤質(zhì)時(shí)，為了排除煤中礦物質(zhì)的影響，有時(shí)用到純煤真密度的概念。它是指煤的有機(jī)質(zhì)的真密度，用(TRD)daf表示?？蓮腡RD和煤的灰分等進(jìn)行計(jì)算，公式如下：

13、1.4 影響煤真密度的因素 影響煤真密度的因素有成因類(lèi)型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程度等。 成因類(lèi)型的影響： 腐植煤的真密度一般不低于1.25g/cm3，而腐泥煤僅為1.00g/cm3左右；,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),1.4 影響煤真密度的因素 影響煤真密度的因素有成因類(lèi)型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程度等。 煤巖組成的影響 惰質(zhì)組的密度最大，鏡質(zhì)組次之，殼質(zhì)組最低，隨煤化程度的提高這種差別減小，到無(wú)煙煤階段趨于一致；,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),1.4 影響煤真密度的因素 影響煤真密度的因素有成因類(lèi)型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程度等。 礦物質(zhì)的影響 礦物質(zhì)的密度較煤的有機(jī)質(zhì)高，因而，煤中礦物質(zhì)含量高則真密度大

14、；,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),1.4 影響煤真密度的因素 影響煤真密度的因素有成因類(lèi)型、煤巖組成、礦物質(zhì)、煤化程度等。 煤化程度的影響：對(duì)煤的真密度影響最大的是煤化程度。,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),煤化程度對(duì)煤的真密度的影響,從低煤化度開(kāi)始，隨煤化程度的提高，煤的真密度緩慢減小，到碳含量為8689之間的中等煤化程度時(shí)，煤的真密度最低，約為1.30g/cm3左右，此后，煤化程度再提高，煤的真密度急劇提高到1.90g/cm3左右。,殼質(zhì)組 鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組,煤化程度對(duì)煤的真密度的影響,煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)

15、。其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度的關(guān)鍵因素。 （1）分子結(jié)構(gòu)的影響 （2）化學(xué)組成的影響,2 煤的視(相對(duì))密度 apparent relative density, ARD 2.1 視密度的概念：20時(shí)煤的質(zhì)量與同體積（僅包括煤粒的內(nèi)部孔隙）水的質(zhì)量之比。 2.2 視密度的用途煤的視密度可用于計(jì)算煤的埋藏量。計(jì)算煤的孔隙率,，,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),3 . 煤的堆積密度(bulk relative density， BRD) 3.1 堆積密度的概念： 煤的堆積密度是指20下煤的質(zhì)量與同體積包括煤的內(nèi)外孔隙和煤粒間的空隙） 水的質(zhì)量之比。用BRD表示。堆積密度的大小除了與煤的真密度有關(guān)外

16、，主要決定于煤的粒度組成和堆積的密實(shí)度。3.2 堆積密度的用途：堆積密度對(duì)煤炭生產(chǎn)和加工利用部門(mén)在設(shè)計(jì)礦車(chē)、煤倉(cāng)、估算煤堆重量、煉焦?fàn)t炭化室和氣化爐的裝煤量等都有很大的實(shí)用意義。,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),二、 煤的機(jī)械性質(zhì),機(jī)械性質(zhì)的概念：煤的機(jī)械性質(zhì)是指煤在機(jī)械力作用下，所表現(xiàn)的各種特性，如硬度、脆度、可磨性等，這些性質(zhì)對(duì)煤的開(kāi)采、破碎、燃燒、氣化和成型等工藝過(guò)程有實(shí)用意義。 1. 煤的硬度 刻劃硬度顯微硬度,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),1.1 煤的刻劃硬度,采用一套具有標(biāo)準(zhǔn)硬度的礦物刻劃煤，得到粗略的相對(duì)硬度，稱(chēng)為刻劃硬度，又叫莫氏硬度。標(biāo)準(zhǔn)礦物的莫氏硬度見(jiàn)表43。根據(jù)莫氏硬度的劃分，煤的硬度一般

17、為14。煤的硬度與煤化程度有關(guān)，中等煤化程度的焦煤，硬度較小，約為22.5，隨著煤化程度的提高，硬度增加，無(wú)煙煤的硬度最大，約為4左右。同一煤化程度的煤，惰質(zhì)組的硬度最大，穩(wěn)定組最小，鏡質(zhì)組居中?？虅澯捕鹊臏?zhǔn)確性較差，在科學(xué)研究上采用顯微硬度的指標(biāo)。,1.2 煤的顯微硬度,顯微硬度屬于壓入硬度的一種。一般采用特殊形狀（如角錐形、圓錐形等）而又非常堅(jiān)硬的壓入器，施加一定的壓力，使壓入器壓入到樣品表面，形成壓痕，卸除壓力后用顯微鏡測(cè)量壓痕的尺寸，如用方形棱錐形金剛石壓入器時(shí)，測(cè)量壓痕對(duì)角線(xiàn)的長(zhǎng)度，即可計(jì)算出顯微硬度值：,1.2 煤的顯微硬度,式中 H顯微硬度，MPa； P加在壓入器上的負(fù)荷，N；

18、d壓痕對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)度，mm； 方形棱錐體兩相對(duì)錐面的夾角，一般為136。,顯微硬度隨煤化程度的變化,從褐煤開(kāi)始，顯微硬度隨煤化程度提高而上升，在碳含量為75 % 80 %(長(zhǎng)焰煤、氣煤)之間有一個(gè)極大值；此后，顯微硬度隨煤化程度提高而下降，在碳含量達(dá)到85%左右最低；煤化程度再提高，顯微硬度又開(kāi)始上升，到無(wú)煙煤階段，顯微硬度幾乎隨煤化程度提高而直線(xiàn)增加。,1.3 煤的可磨性,煤的可磨性是指煤磨碎成粉的難易程度。目前，國(guó)際上普遍采用哈特葛羅夫法評(píng)定煤的可磨性(Hardgrove grindability index , HGI )。其基本依據(jù)是研磨煤粉所消耗的功與新產(chǎn)生的表面積成正比。,1.3 煤的

19、可磨性,哈特葛羅夫法評(píng)定煤可磨性的測(cè)定要點(diǎn)是： 將美國(guó)某礦區(qū)的煙煤作為標(biāo)準(zhǔn)煤，其可磨性指數(shù)定為100。測(cè)定時(shí)，先將四個(gè)一組可磨性指數(shù)各不相同的標(biāo)準(zhǔn)煤樣，在哈氏可磨儀上研磨，該標(biāo)準(zhǔn)煤樣在規(guī)定條件下，經(jīng)過(guò)一定破碎功的研磨，以標(biāo)準(zhǔn)煤的200目篩下物質(zhì)量為縱坐標(biāo)，相應(yīng)的可磨性指數(shù)為橫坐標(biāo)得一直線(xiàn)，此直線(xiàn)就是該哈氏可磨儀的校準(zhǔn)圖。被測(cè)煤樣在哈氏可磨儀上研磨后，根據(jù)200目篩下物的質(zhì)量在校準(zhǔn)圖上即可查出相應(yīng)的可磨性指數(shù)，用HGI表示。HGI越大，表示煤的可磨性越好，煤越容易被磨碎。,可磨性與煤化程度的關(guān)系,在低煤化度階段，隨煤化程度的增加，煤的可磨性緩慢增加，在碳含量為87%90%時(shí)，可磨性迅速增大，在碳

20、含量為90%左右達(dá)到最大值，此后隨煤化程度的進(jìn)一步提高而迅速下降。,HGI,%,三 、 煤的熱性質(zhì),煤的熱性質(zhì)比熱，導(dǎo)熱性，熱穩(wěn)定性 重點(diǎn)講熱穩(wěn)定性，其他的自學(xué)。 煤的熱穩(wěn)定性的概念： 煤的熱穩(wěn)定性是塊煤在高溫下保持原來(lái)粒度的能力，用TS（Thermal Stability）表示。 熱穩(wěn)定性的用途：固定床燃燒或氣化用燃煤的重要指標(biāo)。,第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),熱穩(wěn)定性的測(cè)定要點(diǎn)： 取613mm的煤樣在850下加熱并保溫15min，取出冷卻后用6mm的篩子篩分，計(jì)算篩上物質(zhì)量占焦渣總質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，用TS+6表示，TS+6值越大，則煤的熱穩(wěn)定性越好。一般褐煤的熱穩(wěn)定性最差，其次是無(wú)煙煤，煙煤則較好。,

21、第二節(jié) 煤的物理性質(zhì),四、煤的電性質(zhì),煤的電性質(zhì)包括導(dǎo)電性和介電常數(shù)。 1、煤的導(dǎo)電性 1.1煤的導(dǎo)電性的概念 煤的導(dǎo)電性是指煤傳導(dǎo)電流的能力。導(dǎo)電性常用電阻率（即比電阻m）或?qū)щ娐剩娮杪实牡箶?shù)）表示。導(dǎo)電率越大，煤的導(dǎo)電能力越強(qiáng)。利用導(dǎo)電性可以進(jìn)行選煤。 煤的導(dǎo)電有離子導(dǎo)電和電子導(dǎo)電兩種形式，無(wú)煙煤以電子導(dǎo)電為主，褐煤是離子導(dǎo)電為主。,1、煤的導(dǎo)電性 1.2 煤導(dǎo)電性的隨煤化程度的變化規(guī)律 褐煤的電阻率較低，隨著煤化程度的加深電阻率增加，到長(zhǎng)焰煤時(shí)達(dá)到最大，此后煤化程度加深，煤的電阻率呈緩慢下降趨勢(shì)，到碳含量達(dá)到90以上的無(wú)煙煤時(shí)，電阻率迅速下降。 煤的導(dǎo)電性屬于半導(dǎo)體或?qū)w的范圍。 在中

22、、低變質(zhì)程度階段：煤的電阻率隨礦物質(zhì)含量的增加而減少;在高變質(zhì)程度階段：煤的電阻率隨礦物質(zhì)含量的增加而增大。,四、 煤的電性質(zhì),2、煤的介電常數(shù) 物質(zhì)的介電常數(shù)是指當(dāng)物質(zhì)介于電容器兩極板間的蓄電量和兩板間為真空時(shí)的蓄電量之比。 是綜合反映物質(zhì)極化行為的宏觀物理量。物質(zhì)在電場(chǎng)作用下極化能力越強(qiáng)，介電常數(shù)的值越大，導(dǎo)電性越好。 煤化程度是影響煤的介電常數(shù)的主要因素，隨煤化程度的加深，煤的介電常數(shù)減少，在含碳87左右達(dá)到最小，然后又急劇增大。因?yàn)槟贻p煤的極性含氧官能團(tuán)多，極性大，所以較大；隨煤化程度的加深，含氧官能團(tuán)減少，介電常數(shù)也減少；而年老煤的增大是因?yàn)槠鋵?dǎo)電性增大之故。水分對(duì)介電常數(shù)影響很大。

23、,四、 煤的電性質(zhì),五、 煤的光學(xué)性質(zhì),煤的光學(xué)性質(zhì)主要有可見(jiàn)光照射下的反射率、折射率和透光率以及不可見(jiàn)光照射下的X射線(xiàn)、紅外光譜、紫外光譜和熒光性質(zhì)等。這里只介紹煤的透光率。,五、 煤的光學(xué)性質(zhì), 煤的透光率：是指煤樣在100的稀硝酸溶液中處理90min，所得有色溶液對(duì)一定波長(zhǎng)（475nm）的光的透過(guò)率。有色溶液透光率的測(cè)定有分光光度計(jì)法和目視比色法兩種。分光光度計(jì)法因其重現(xiàn)性差，一般用得不多，我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采用目視比色法測(cè)定有色溶液的透光率，用PM表示。 PM的用途 ：年輕煤煤化程度指標(biāo)，用于分類(lèi)。一般年輕褐煤的PM小于30，年老褐煤在3050之間；長(zhǎng)焰煤的PM通常大于50；氣煤的PM一般大

24、于90。,六、 煤的磁性質(zhì),煤的有機(jī)質(zhì)一般具有抗磁性，即在外磁場(chǎng)的作用下產(chǎn)生的附加磁場(chǎng)與外磁場(chǎng)的方向相反。磁化率是指磁化強(qiáng)度I（抗磁性物質(zhì)是附加磁場(chǎng)強(qiáng)度）與外磁場(chǎng)強(qiáng)度H之比，用K表示：K=I/H。 在化學(xué)上常用比磁化率表示物質(zhì)磁性的大小。比磁化率是指在1高斯磁場(chǎng)強(qiáng)度下，1g物質(zhì)的磁化率。,六 、 煤的磁性質(zhì),煤的比磁化率隨煤化程度的提高而直線(xiàn)增加，在碳含量在7991之間出現(xiàn)轉(zhuǎn)折，增大幅度減緩，此后則急劇增大。即煤的比磁化率在煙煤階段增大幅度較小，無(wú)煙煤階段最大，褐煤階段居中。 利用煤與礦物質(zhì)在磁性上的差異，將它們分離開(kāi)來(lái)，即磁選法選煤。,一、 煤的潤(rùn)濕性,1、 煤的潤(rùn)濕性 當(dāng)液體和固體接觸時(shí)，

25、如果固體分子與液體間的作用力大于液體分子間的作用力，則固體可被液體潤(rùn)濕，反之，則不能潤(rùn)濕。通常采用接觸角表示煤的潤(rùn)濕性的大小，接觸角越大，煤的潤(rùn)濕性越差。接觸角是指通過(guò)三相接觸周邊(三相接觸點(diǎn)的連線(xiàn))的任何一點(diǎn)，經(jīng)氣液界面作切線(xiàn)(即氣液界面張力)，構(gòu)成液體與固體表面的夾角，即為接觸角。,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),一、 煤的潤(rùn)濕性,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),2、 煤的潤(rùn)濕性的隨煤化程度變化規(guī)律,對(duì)水而言：隨煤化程度加深，接觸角增大，潤(rùn)濕性降低；對(duì)苯而言：隨煤化程度加深，接觸角減小，潤(rùn)濕性提高。 通常，年輕煤對(duì)水介質(zhì)的親和性較強(qiáng)，中等以上煤化程度的煤對(duì)水的親和性較差。在煤的浮選脫灰過(guò)程中，就是利用

26、煤與礦物質(zhì)親水性的差異進(jìn)行分離的。礦物質(zhì)表現(xiàn)為親水性，而煤一般表現(xiàn)為疏水性，但年輕煤由于分子中含有大量的極性含氧官能團(tuán)，表現(xiàn)為較強(qiáng)的親水性，因而其可浮性較差，不宜采用浮選工藝。,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),二、 煤的潤(rùn)濕熱,3.1 潤(rùn)濕熱的概念：煤被液體潤(rùn)濕時(shí)會(huì)釋放出熱量，通常用1g煤被潤(rùn)濕時(shí)釋放出的熱量作為煤的潤(rùn)濕熱。 3.2 潤(rùn)濕熱的本質(zhì)：年輕煤的潤(rùn)濕熱較高，但隨著煤化程度的提高而急劇下降，在碳含量為90左右達(dá)到最低值，以后又有所上升。潤(rùn)濕熱的產(chǎn)生實(shí)際上是液體在煤的孔隙內(nèi)表面上發(fā)生吸附作用的結(jié)果。吸附作用越強(qiáng)，比表面積越大，潤(rùn)濕熱就越高。,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),3.3 潤(rùn)濕熱的影響因素

27、介質(zhì)的種類(lèi)、礦物質(zhì)的含量等均有影響，但主要與比表面積有關(guān)。試驗(yàn)表明，煤的潤(rùn)濕熱大致為0.390.42J/m2。利用潤(rùn)濕熱可以大致估計(jì)煤的比表面積，但不準(zhǔn)確。,二、 煤的潤(rùn)濕熱,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),三、 煤的孔隙率和比表面積,1、 煤的孔隙率：煤是一種固態(tài)膠體物質(zhì)，其內(nèi)部存在著很多毛細(xì)管和孔隙。 煤內(nèi)部孔隙的體積占煤的整個(gè)體積的百分?jǐn)?shù)，稱(chēng)為孔隙率。 煤中孔隙的孔徑并不均勻，通常根據(jù)孔徑大小將其劃分為大孔、中孔和微孔，分別用Vmac、Vmes和Vmic表示，總孔容用Vt表示?？讖?的劃分如下表所示：,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),煤的孔隙率隨煤化程度的變化規(guī)律。,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),2、煤

28、的比表面積： 單位質(zhì)量的煤內(nèi)部孔隙的面積，m2/g。 煤的比表面積是煤內(nèi)部孔隙的表面積的反映。測(cè)定煤比表面積最簡(jiǎn)單的方法是甲醇潤(rùn)濕熱法，這一方法誤差較大，已不再使用，現(xiàn)在多用吸附法測(cè)定煤的比表面積，常用的吸附介質(zhì)是氮、氦、氪、氙和二氧化碳。吸附介質(zhì)不同時(shí)，測(cè)定結(jié)果差別很大，見(jiàn)表47。從孔的可接近性和擴(kuò)散活化能來(lái)看，多數(shù)人認(rèn)為-78下用二氧化碳測(cè)定的結(jié)果較為可靠。,第三節(jié) 煤的固態(tài)膠體性質(zhì),煤的可磨性校準(zhǔn)圖,純煤真密度的計(jì)算公式,式中：dA灰的平均真密度，無(wú)數(shù)據(jù)時(shí)可取為3.0g/cm3； Ad干燥基灰分產(chǎn)率，。 有時(shí)用下式估算純煤的真密度： (TRD)dafTRD0.01 Ad，,TRD,煤化程

29、度對(duì)煤的真密度的影響,從低煤化度開(kāi)始，隨煤化程度的提高，煤的真密度緩慢減小，到碳含量為8689之間的中等煤化程度時(shí)，煤的真密度最低，約為1.30g/cm3左右，此后，煤化程度再提高，煤的真密度急劇提高到1.90g/cm3左右。,煤真密度隨煤化程度的變化是煤分子結(jié)構(gòu)變化的宏觀表現(xiàn)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)的角度看，煤的真密度反映了煤分子結(jié)構(gòu)的緊密程度和化學(xué)組成的特點(diǎn)。其中分子結(jié)構(gòu)的緊密程度是影響煤真密度的關(guān)鍵因素。,殼質(zhì)組 鏡質(zhì)組 惰質(zhì)組,煤的刻劃硬度,煤的浮選示意圖,煤的孔隙率隨煤化程度的變化規(guī)律,煤的比表面積,第四節(jié) 煤的化學(xué)性質(zhì),一、 煤的氧化 （一）煤氧化的程度 煤的氧化是在一定條件下，氧化劑氧化了煤分子，使結(jié)構(gòu)從復(fù)雜到簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)化過(guò)程。氧化的溫度越高、氧化劑越強(qiáng)、氧化的時(shí)間越長(zhǎng)，氧化產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)就越簡(jiǎn)單，從結(jié)構(gòu)復(fù)雜的腐植酸到較簡(jiǎn)單的苯羧酸，直至最后被完全氧化為二氧化碳和水。常用的氧化劑為：高錳酸鉀、重鉻酸鈉、雙氧水、空氣、純氧、硝酸等。一般將煤的氧化分為表面氧化、輕度氧化、中度氧化、深度