淺談煤泥的采制樣方法

紀(jì)長順

（安徽省煤炭科學(xué)研究院，安徽 合肥230001）

隨著我國工業(yè)科技的發(fā)展，煤炭加工的深度和廣度都在快速發(fā)展，煤泥的產(chǎn)量明顯上升，煤泥的綜合利用也受到煤炭生產(chǎn)企業(yè)和用戶越來越多的重視。以大唐淮北發(fā)電廠為例，2009年該廠全年共摻燒煤泥10萬噸，節(jié)約燃料成本達(dá)1000萬元，可見電廠摻入煤泥燃燒帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)效益，同樣也給整個社會帶來了巨大的環(huán)境效益。由于煤泥的采制樣是煤泥質(zhì)量工作中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此隨著煤泥交易市場的發(fā)展，供需雙方將更加注重煤泥采制樣工作的開展以確保各自企業(yè)的利益。

煤泥的采制樣工作，在煤炭檢驗(yàn)行業(yè)長期以來沒有受到足夠的重視，隨著煤炭交易市場的不斷發(fā)展和完善，煤泥質(zhì)量工作的重要性日益顯現(xiàn)出來。現(xiàn)行的國家標(biāo)準(zhǔn)對煤泥的采制樣工作并沒有做出明確的規(guī)定，實(shí)際操作中，多數(shù)情況下是參照混煤的采制樣操作方法實(shí)施，而煤泥又有其特殊性，例如水分、粘性較大等，相對于混煤的采制樣操作來說，不具有完全可模仿性，因此在實(shí)際操作中，不同的人員和單位的操作過程與方法往往不盡相同，隨意性較大，甚至有的單位和人員面對煤泥交易時，不明白應(yīng)該如何去進(jìn)行采制樣的操作。要順利完成煤泥的采制樣工作，就應(yīng)當(dāng)做好煤泥的采樣、共用煤樣的制備、分析樣的制備三個過程的工作，同時該方法也是減少煤泥采制樣誤差的有效手段。

1 煤泥采制樣概述

1.1 煤泥的概念

煤泥泛指煤粉含水形成的半固體物，是煤炭生產(chǎn)過程中的一種產(chǎn)品。根據(jù)品種的不同和形成機(jī)理的不同，其性質(zhì)差別非常大，可利用性也有較大差別，其種類眾多，用途廣泛。煤泥粒度細(xì)、微粒含量多，尤其是小于200目的微粒約占70%～90%。同時煤泥還有持水性強(qiáng)、水分含量高、灰分含量高、發(fā)熱量較低、黏性較大等特性?；茨系貐^(qū)貿(mào)易煤泥多是通過淮河，經(jīng)由船舶外運(yùn)到用戶單位，以滿足用戶單位不同的使用需求，其水分含量多在20%～30%之間，灰分含量一般在30%以上的中等灰分煤泥。

1.2 煤泥的采制樣原理

煤泥因其水分含量較大、黏性較大，因此采制樣過程相對混煤而言，有其特殊性。想要從一個采樣單元中取得有代表性的煤泥樣，就要確定合理的采樣方案和控制采樣過程，使采樣工作標(biāo)準(zhǔn)化。同時還要注意加強(qiáng)對制樣過程的控制，盡量減少水分的損失和一些自然因素對煤泥樣數(shù)據(jù)結(jié)果的干擾，通過一系列的操作方法，科學(xué)、公正的采制出具有代表性的煤泥樣。

2 煤泥的采樣

煤泥的采樣過程是一個確定子樣數(shù)量和質(zhì)量，同時合理科學(xué)布置子樣點(diǎn)的過程。正確的確定子樣數(shù)量與質(zhì)量是順利完成煤泥采樣工作的前提，在確定煤泥子樣數(shù)目和質(zhì)量的情況下，努力優(yōu)化子樣點(diǎn)的布置以達(dá)到采樣工作的完整性和可靠性。

1.1 子樣數(shù)目的確定

采樣單元煤泥子樣數(shù)的確定要求既能充分代表煤樣的平均質(zhì)量，又需要具有較強(qiáng)的可操作性，本人長期參加貿(mào)易煤泥的采制樣實(shí)踐，在結(jié)合混煤標(biāo)準(zhǔn)GB475－2008的情況下，通常按照質(zhì)量基方式用以下方法確定煤泥子樣數(shù)目：

1）對于煤泥量1000t及以下的采樣單元，其子樣數(shù)目可取60個。

2）對于煤泥量大于1000t的采樣單元，其子樣數(shù)目可按照下式計算：

式中：N為應(yīng)采子樣數(shù)；M為被采樣煤泥批量，單位t；1000為一個基本采樣單元的煤泥量，單位t。

1.2 子樣質(zhì)量的確定

新版國家標(biāo)準(zhǔn)GB475－2008中對常用混煤的子樣質(zhì)量確定方法為：子樣的最小質(zhì)量按以下公式計算，但最少為0.5kg。

式中：Ma為子樣最小質(zhì)量，單位，kg；D為被采樣煤標(biāo)稱最大粒度，單位，mm。

結(jié)合煤泥粒度細(xì)、微粒含量多的特點(diǎn)，綜合采樣器具和現(xiàn)場操作實(shí)際可取煤泥子樣質(zhì)量為0.5kg。

1.3 煤泥子樣點(diǎn)的布置

淮南地區(qū)貿(mào)易煤泥多通過小型駁船外運(yùn)到用戶單位，因此在實(shí)際采樣過程中多選擇在小型運(yùn)載工具或駁船上采取子樣。對于較大噸位的船舶等運(yùn)載工具，適宜在裝卸過程中采取子樣，采樣方式均按照質(zhì)量基方式，將子樣均勻布置于煤泥載運(yùn)工具之中，保持在深度0.4m以下采取子樣，確保子樣點(diǎn)布置的科學(xué)性與合理性。

3 實(shí)驗(yàn)室共用煤泥樣的制備

3.1 實(shí)驗(yàn)室共用煤泥樣的制備原理

一般對混煤而言，實(shí)驗(yàn)室煤樣的制備正常按照過篩、破碎、摻合、縮分等步驟進(jìn)行，并在縮分的每一階段嚴(yán)格監(jiān)控，使縮分出的留樣量達(dá)到相應(yīng)粒度的要求，以保持原煤樣的代表性，并最終達(dá)到實(shí)驗(yàn)室煤樣粒度。較大的水分和黏性，決定實(shí)驗(yàn)室煤泥樣無法直接采用混煤的制樣方式，實(shí)際上煤泥粒度較細(xì)，其粒度均在3mm以內(nèi)，因此對于煤泥實(shí)驗(yàn)室煤樣的制備可直接采取摻合、縮分的方式進(jìn)行。

3.2 實(shí)驗(yàn)室煤泥樣的制備過程

實(shí)驗(yàn)室煤泥樣的制備過程較為復(fù)雜，表現(xiàn)在實(shí)際操作中要考慮到多方面的因素，將取得的煤泥樣科學(xué)合理的進(jìn)行縮制，對煤泥質(zhì)量指標(biāo)的數(shù)值準(zhǔn)確性極為重要。

實(shí)驗(yàn)室煤泥樣的制備應(yīng)選擇在無強(qiáng)烈陽光照射且無風(fēng)環(huán)境下制備，以減少水分的散失，同時避免外界環(huán)境中各種雜質(zhì)混入煤泥中，首先用專用煤泥采樣鏟，將煤泥鏟成1cm左右的薄片，采用堆成橢圓的方式摻合煤泥樣3次，摻合過程中應(yīng)使采得的煤泥樣充分混合，然后將煤泥樣在鋼板表面攤成厚薄均勻的矩形，之后將矩形煤泥樣分割成大小盡可能相等的矩形小塊，根據(jù)煤泥樣量多少使小塊的數(shù)目介于20～48塊之間，塊數(shù)過少容易造成縮分不均勻，使煤泥樣結(jié)果偏差較大，塊數(shù)過多則容易導(dǎo)致煤泥樣水分散失偏大，將劃分好的矩形小塊煤泥樣，運(yùn)用棋盤法縮分出一定的煤泥樣。經(jīng)過上述摻合、縮分等一系列操作步驟，最終留取總質(zhì)量大于10kg的共用煤泥樣，在運(yùn)用棋盤法縮制煤泥樣時，對同一總樣而言，重復(fù)操作縮分過程不宜超過2次，以降低水分的散失和保證煤泥縮分樣的代表性。

4 分析煤泥樣的制備

4.1 分析煤泥樣的制備原理

分析煤泥樣的制備，是指將實(shí)驗(yàn)室煤泥樣經(jīng)過一系列的干燥、縮分、破碎、過篩等操作過程，最終制成粒度直徑在0.2mm以下，供實(shí)驗(yàn)室分析使用的煤泥樣。

4.2 分析煤泥樣的制備過程

在實(shí)驗(yàn)室共用煤泥樣中，用棋盤法留取出適量煤泥樣，用于分析和存查樣的制備，在棄樣中取出全水樣用于全水分析。

將留取的實(shí)驗(yàn)室煤泥樣切成薄片狀，放入制樣用樣盤中并攤開，后送入溫度在50℃以下的烘箱中，進(jìn)行干燥處理。在對煤泥樣進(jìn)行干燥的過程中，應(yīng)隨時觀察煤樣變化，以避免長時間的干燥對煤泥的水分產(chǎn)生影響，并根據(jù)烘干狀態(tài)，對煤泥樣進(jìn)行切碎處理，保持烘干過程的均勻性，直到煤泥樣呈疏松狀時取出，將干燥后的煤泥樣攤成薄層，接著放在空氣狀態(tài)中持續(xù)干燥8小時以上，直至干燥到連續(xù)干燥一個小時前后質(zhì)量變化不超過總質(zhì)量的0.1%的空氣干燥平衡狀態(tài)之后，參照混煤分析樣制備方式將煤泥樣全部通過0.2mm的圓孔篩，裝瓶后用于實(shí)驗(yàn)室分析之用。

5 結(jié)語

煤泥的質(zhì)量工作逐漸為煤炭行業(yè)所重視，煤泥的質(zhì)量指標(biāo)是貿(mào)易雙方結(jié)算的依據(jù)，同時也是企業(yè)指導(dǎo)生產(chǎn)的依據(jù)。通過對淮南水運(yùn)煤泥采制過程的分析和實(shí)際操作不難看出：相對混煤來說，煤泥有水分大、黏性大、粒度細(xì)等特征，因此加強(qiáng)煤泥采制過程的分析和控制十分必要。經(jīng)過大量煤泥采制樣的實(shí)踐，以及通過數(shù)次采樣對比，經(jīng)化驗(yàn)后與礦報值進(jìn)行比對，煤泥的各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均具有很好的吻合性，從而表明了該煤泥采樣方法的可行性，為煤泥的采制樣工作提供了一般的操作方法，能夠?yàn)閷?shí)際生產(chǎn)中煤泥的采樣、實(shí)驗(yàn)室共用煤泥樣的制備、分析煤泥樣的制備提供一般的指導(dǎo)。通過運(yùn)用該方法解決了多批次煤泥的貿(mào)易結(jié)算，較好的服務(wù)了煤炭交易市場的發(fā)展，給社會帶來了一定的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

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