煤的(de)工藝性（一）煤的(de)粘結性和(hé / huò)煤的(de)燃點及煤灰熔點
[煤的(de)工藝性質]煤的(de)工藝性質包括：
（1）煤的(de)粘結性和(hé / huò)結焦性指數；
（2）煤的(de)發熱量和(hé / huò)煤的(de)燃點；
（3）煤的(de)反應活性；
（4）煤灰熔融性（煤的(de)灰熔點）和(hé / huò)結渣性等
1、煤的(de)粘結性和(hé / huò)結焦性
煤的(de)粘結性和(hé / huò)結焦性，是(shì)兩個(gè)有聯系、有區别，又難以(yǐ)嚴格區别開來(lái)的(de)概念。煤的(de)粘結性是(shì)煤粒（d<0.2mm）在(zài)隔絕空氣受熱後能否粘結其本身或惰性物質（即無粘結力的(de)物質）成焦塊的(de)性質；煤的(de)結焦性是(shì)煤粒隔絕空氣受熱後能否生成優質焦炭的(de)性質。兩者都是(shì)煉焦煤的(de)重要(yào / yāo)特性之(zhī)一。
煤在(zài)幹餾結焦過程中，一般要(yào / yāo)經過軟化、熔合、膨脹、固化和(hé / huò)收縮幾個(gè)階段，最後生成品質不(bù)同的(de)焦炭。當溫度等于(yú)或高于(yú)煤的(de)軟化點（一般爲(wéi / wèi)315～350c）時(shí)，煤都軟化成膠質體。當溫度等于(yú)或高于(yú)煤的(de)固化點（一般爲(wéi / wèi)420c～450c）時(shí)，煤都結成半焦。從軟化到(dào)固化的(de)時(shí)間愈長，煤就(jiù)熔化得愈好，焦炭結構愈均勻。
爲(wéi / wèi)了(le／liǎo)了(le／liǎo)解煤的(de)結焦性，人(rén)們設計了(le／liǎo)許多實驗室方法，直接測試模拟工業焦化條件下所得焦炭品質（2200Kg小焦爐試驗）；或測試上(shàng)述膠質體的(de)某一性質也(yě)有的(de)直接觀察實驗室所得焦塊的(de)性質，表征煤的(de)結焦性。本節隻闡述與我國(guó)煤的(de)現行分類有關的(de)幾個(gè)測試指标。
（1）煤的(de)膠質層指數
煤的(de)膠質層指數，又稱煤的(de)膠質層最大(dà)厚度，或Y值。它是(shì)原蘇聯、波蘭等國(guó)家煤的(de)分類指标之(zhī)一，也(yě)是(shì)我國(guó)煤的(de)現行分類中區分強粘結性的(de)肥煤、氣肥煤的(de)一個(gè)分類指标。
煤的(de)膠質層指數，是(shì)原蘇聯列.姆.薩保什尼可夫和(hé / huò)列.帕.巴齊列維奇提出(chū)的(de)。它的(de)測試要(yào / yāo)點是(shì)根據不(bù)同結焦性的(de)煤在(zài)幹餾過程中膠質層的(de)厚度、收縮情況和(hé / huò)膨脹曲線的(de)不(bù)同，測試膠質層的(de)最大(dà)厚度（Y值）、最終收縮度（X值）和(hé / huò)體積曲線，來(lái)表征煤的(de)結焦性。其中，Y值應用的(de)最廣。Y值是(shì)通過測試膠質層的(de)上(shàng)部層面高度和(hé / huò)下部層面高度得出(chū)的(de)（一般出(chū)現在(zài)520～630C之(zhī)間），X值是(shì)曲線終點與零點線間的(de)距離。Y值、X值和(hé / huò)體積曲線都是(shì)通過膠質層指數測試儀上(shàng)的(de)記錄轉筒和(hé / huò)記錄筆記記錄下來(lái)的(de)。膠質層指數測試曲線如圖30-11所示。膠質層曲線類型如圖30-12所示。
250 280 310 340 370 400 430 460 490 520 550 580 610 640 670 700 730
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
圖30-11 膠質層指數測試曲線
1 2
3 4
膠質層指數測試的(de)允許誤差。同一煤樣平行測試結果的(de)允許誤差爲(wéi / wèi)：
Y值≤20mm 誤差1mm；
Y值〉20mm 誤差2mm；
X值 誤差3mm。
膠質層指數報出(chū)結果。應選取在(zài)允許誤差範圍内的(de)各結果的(de)平均值。
膠質層指數表征煤的(de)結焦性的(de)最大(dà)優點是(shì)Y值有可加性。這(zhè)種可加性可以(yǐ)從單煤Y值計算到(dào)配煤Y值，可以(yǐ)估算配煤煉焦Y值的(de)較佳方案。在(zài)地(dì / de)質勘探中可以(yǐ)通過加權平均計算出(chū)幾個(gè)煤層的(de)綜合Y值。它的(de)缺點一是(shì)規範性強，煤樣粒度、升溫速度、壓力、煤杯材料、爐轉耐火材料等都能影響測試結果。所以(yǐ)必須使儀器、制樣和(hé / huò)操作等都符合嚴格規定；二是(shì)用樣量大(dà)，一次平行測試需要(yào / yāo)煤樣200克，在(zài)地(dì / de)質勘探中常常由于(yú)煤芯煤樣數量不(bù)足而(ér)無法測試；三是(shì)膠質層指數能反映膠質層的(de)最大(dà)厚度，但不(bù)能反映出(chū)膠質層的(de)質量。
（2）煤的(de)羅加指數
羅加指數（R.1），是(shì)波蘭煤化學家羅加教授1949年提出(chū)的(de)測試煙煤粘結力的(de)指标。
現已爲(wéi / wèi)國(guó)際硬煤分類方案所采用。我國(guó)1985年頒發了(le／liǎo)煙煤羅加指數測試的(de)國(guó)家标準（GB5549-85）,但在(zài)我國(guó)現行煤的(de)分類中，羅加指數不(bù)作爲(wéi / wèi)分類指标。
羅加指數的(de)測試要(yào / yāo)點：将1克煤樣和(hé / huò)5克标準無煙煤樣（甯夏汝箕溝礦專用無煙煤标樣，下同）混合均勻，在(zài)規定的(de)條件下焦化，然後把所得焦渣在(zài)特定的(de)轉鼓中轉磨3次，測試焦塊的(de)耐磨強度，規定爲(wéi / wèi)羅加指數。其計算公式如下：
R.1=[(a+d)/2+b+c]/3Q×100
式中：
a——焦渣過篩，其中大(dà)于(yú)1mm焦渣的(de)重量，g；
b——第一次轉鼓試驗後過篩，其中大(dà)于(yú)1mm焦渣的(de)重量，g;
c——第二次轉鼓試驗後過篩，其中大(dà)于(yú)1mm焦渣的(de)重量，g;
d——第三次轉鼓試驗後過篩，其中大(dà)于(yú)1mm焦渣的(de)重量，g;
Q——焦化後焦渣總量，g;
羅加指數是(shì)測試的(de)允許誤差：每一測試煤樣要(yào / yāo)分别進行二次重複測試。同一化驗室平行測試誤差不(bù)得超過3，不(bù)同化驗室測試誤差不(bù)得超過5。取平行測試結果的(de)算術平均值（取整數）報出(chū)。
羅加指數表征煤的(de)粘結力的(de)優點是(shì)煤樣量少，方法簡便易行。它的(de)缺點是(shì)，規範性也(yě)很強，對标準無煙煤的(de)要(yào / yāo)求很嚴。羅加指數區分強粘煤靈敏度不(bù)夠。
（3）煤的(de)粘結指數
煤的(de)粘結指數（G.R.I或G）,是(shì)我國(guó)現行煤的(de)分類國(guó)家标準（GB5751-86）中代表煙煤粘結力的(de)主要(yào / yāo)分類指标之(zhī)一。其方法測試要(yào / yāo)點是(shì)：将1克煤樣與5克标準無煙煤混合均勻，在(zài)規定條件下焦化，然後把 所得焦渣在(zài)特定的(de)轉鼓中轉磨兩次，測試焦渣的(de)耐磨強度，規定爲(wéi / wèi)煤的(de)粘結指數，其計算公式如下：
G=10+(30m1+70m2)/m
式中：
m1——第一次轉鼓試驗後過篩，其中大(dà)于(yú)10mm的(de)焦渣重量，g;
m2——第二次轉鼓試驗後過篩，其中大(dà)于(yú)10mm的(de)焦渣重量，g ；
m——焦化後焦渣總重量，g。
當測得的(de)G<18時(shí)，需要(yào / yāo)重新測試，此時(shí)煤樣和(hé / huò)标準無煙煤樣的(de)比例爲(wéi / wèi)3：3，即3克煤樣和(hé / huò)3克無煙煤，其餘與上(shàng)同，計算公式如下：
G=(30m1+70m2)/5m
煤的(de)粘結指數測試的(de)允許誤差：每一測試煤樣應分别進行二次重複測試，G≥18時(shí)，同一化驗室兩次平行測試值之(zhī)差不(bù)得超過3；不(bù)同化驗室間報告值之(zhī)差不(bù)得超過4。G<18時(shí)，同一化驗室兩次平行測試值之(zhī)差不(bù)得超過1；不(bù)同化驗室間報告值之(zhī)差不(bù)得超過2。以(yǐ)平行測試結果的(de)算術平均值爲(wéi / wèi)最終結果。
（4）煤的(de)奧壓膨脹度
煤的(de)奧壓膨脹度（b值，%），是(shì)1926～1929年由奧蒂伯爾特創立的(de)，1933年又爲(wéi / wèi)亞紐所改進，現在(zài)西歐各國(guó)廣泛采用。在(zài)國(guó)标分類中，與葛金焦性并列作爲(wéi / wèi)硬煤分亞組的(de)兩種方法之(zhī)一。我國(guó)1985年以(yǐ)國(guó)标GB5450-85發布，并與Y值并列作爲(wéi / wèi)我國(guó)煤炭現行分類中區分肥煤的(de)指标之(zhī)一。
煤的(de)奧亞膨脹度的(de)測試要(yào / yāo)點，是(shì)将煤樣制成一定規格的(de)煤筆，置入一根标準口徑的(de)膨脹管内，按規定的(de)升溫速度加熱，壓在(zài)煤筆上(shàng)的(de)壓杆紀錄煤樣在(zài)管内的(de)體積變化，以(yǐ)體積曲線膨脹上(shàng)升的(de)最大(dà)距離占煤筆原始長度的(de)百分數，表示煤的(de)膨脹度b值的(de)大(dà)小。
奧壓膨脹度曲線如圖30-14所示。
T1——軟化點，體積曲線開始下降達0.5mm時(shí)的(de)溫度，C；
T2——始膨點，體積曲線下降到(dào)最低點後開始膨脹上(shàng)升的(de)溫度，C；
T3——固化點，體積曲線膨脹上(shàng)升達最大(dà)值時(shí)的(de)溫度,C;
b——最大(dà)膨脹度，體積曲線上(shàng)升的(de)最大(dà)距離占煤筆長度的(de)百分數，%；
a——最大(dà)收縮度，體積曲線收縮下降的(de)最大(dà)距離占煤筆長度的(de)百分數，%；
有關國(guó)标、行業标準 GB 3715-91 代替GB 3715-83
2、煤的(de)燃點
煤的(de)燃點時(shí)将煤加熱到(dào)開始燃燒時(shí)的(de)溫度，叫做煤的(de)燃點（也(yě)稱着火點，臨界溫度和(hé / huò)發火溫度）。測定煤的(de)燃點的(de)方法很多，一般是(shì)将氧化劑加入或通入煤中，對煤進行加熱，使煤發生爆燃或有明顯的(de)升溫現象，然後求出(chū)煤爆燃或急劇升溫的(de)臨界溫度，作爲(wéi / wèi)煤的(de)燃點。我國(guó)測定燃點時(shí)采用亞硝酸鈉做氧化劑。在(zài)燃點測定儀中進行測定。煤的(de)燃點随煤化度增加而(ér)增高，風化煤的(de)燃點明顯下降。
3、煤的(de)反應性
煤的(de)反應性又叫反應活性，是(shì)指在(zài)一定溫度條件下，煤與不(bù)同的(de)氣體介質（CO2、O2和(hé / huò)H2O蒸氣）相互作用的(de)反應能力。反應性強的(de)煤，在(zài)氣化燃燒過程中，反應速度快、效率高。我國(guó)測定反應性的(de)方法是(shì)在(zài)高溫下煤或焦炭還原二氧化碳的(de)性能，以(yǐ)CO2還原率表示煤或焦炭在(zài)燃燒、氣化和(hé / huò)冶金中的(de)重要(yào / yāo)指标。反應性強的(de)煤，在(zài)汽化燃燒過程中，反應速度快、效率高。
我國(guó)測定反應性的(de)方法是(shì)在(zài)高溫下煤或焦炭還原二氧化碳的(de)性能，以(yǐ)CO2還原率表示煤或膠的(de)反應性。具體測定方法見GB220-89。
4、煤灰熔融性和(hé / huò)結渣性
煤灰熔融性是(shì)動力和(hé / huò)氣化用煤的(de)重要(yào / yāo)指标。煤灰是(shì)由各種礦物質組成的(de)混合物，沒有一個(gè)固定的(de)熔點，隻有一個(gè)熔化溫度的(de)範圍。煤灰熔融性又稱灰熔點。煤的(de)礦物質成分不(bù)同，煤的(de)灰熔點比其某一單個(gè)成分灰熔點低。灰熔點的(de)測定方法常用角錐法、見GB219-74。
将煤灰與糊精混合塑成三角錐體，放在(zài)高溫爐中加熱，根據灰錐形态變化确定DT（變形溫度）、ST（軟化溫度）和(hé / huò)FT（熔化溫度）。一般用ST評定煤灰熔融性。
圖 30-13 奧亞膨脹曲線
由于(yú)煤灰熔融性不(bù)能反映煤在(zài)氣化爐中的(de)結渣性，通常用測定煤的(de)結渣性來(lái)判斷。
測定方法見GB1572-89。主要(yào / yāo)是(shì)将煤樣送入爐内與空氣氣化，燃盡後冷卻稱重，用6mm篩分出(chū)大(dà)于(yú)6mm的(de)渣塊占總重量的(de)百分數，稱做結渣率。
5.煤的(de)工藝性試驗
序号 術語名稱 英文名稱 定義 符号 允許使用
1.3.1 結焦性 Chking property 煤經幹餾結成焦炭的(de)性能 mm mm mm
1.3.2 粘結性 Caking property 煤在(zài)幹餾時(shí)粘結其本身或外加惰性物質的(de)能力 mm mm mm
1.3.3 塑性 Plastic property 煤在(zài)幹餾時(shí)形成的(de)膠質體的(de)粘稠、流動、透氣等性能 mmmm mm mm
1.3.4 膨脹性 Swelling property 煤在(zài)幹餾時(shí)體積發生膨脹或收縮的(de)性能 mmmm mm mm
1.3.5 膠質層指數 (sapozhnikov)plastometer indices 由勒.姆.薩波日尼柯夫提出(chū)的(de)一種表征煙煤結焦性的(de)指标，以(yǐ)膠質層最大(dà)厚度Y值，最終收縮度X值等表示 mm mm mm
1.3.6 羅加指數 ROGA INDEX 由布.羅加提出(chū)的(de)一種表征煙煤粘結無煙煤能力的(de)指标 R.I. mmmm mm
1.3.7 粘結指數 Caking indexG 在(zài)規定條件下以(yǐ)煙煤在(zài)加熱後粘結專用無煙煤的(de)能力表征煙煤粘結性的(de)指标 Gr.i. mmmm G指數
1.3.8 坩埚膨脹序數 Crucible swelling number;free swell-ngindex 以(yǐ)煤在(zài)坩埚中加熱所得焦塊膨脹程度的(de)序号表征煤的(de)膨脹性和(hé / huò)粘結性的(de)指标 CSN mm 自由膨脹指數
1.3.9 奧亞膨脹度 Audiberts arnu dilatation 由奧迪勃斯和(hé / huò)亞尼二人(rén)提出(chū)的(de)、以(yǐ)膨脹度（b）和(hé / huò)收縮度（a）等參數表征煙煤膨脹性和(hé / huò)粘結性的(de)指标 mm mmmm
1.3.10 基氏流動度 Giseeler fluidity 由基斯勒爾提出(chū)的(de)以(yǐ)測得的(de)最大(dà)流動度表征煙煤塑性的(de)指标 mm mm mm
1.3.11 葛金幹餾試驗 Gray-King assay 由葛萊和(hé / huò)金二人(rén)提出(chū)的(de)煤低溫幹餾試驗方法，用以(yǐ)測定熱分解産物收率和(hé / huò)焦型 mmmm mm mmmm
1.3.12 鉛甄幹餾試驗 Fisher Schrader assay 由費舍爾和(hé / huò)史萊德二人(rén)提出(chū)的(de)低溫幹餾實驗方法，用以(yǐ)測定焦油、半焦、熱解水收率 mm mm mm
1.3.13 抗碎強度 Resistance tobreakage 一定粒度的(de)煤樣自由落下後抗破碎的(de)能力 mmmm mm 機械強度
1.3.14 熱穩定性 Thermal stability 一定粒度的(de)煤樣受熱後保持規定粒度的(de)性能 TS mmmm mm
1.3.15 煤對二氧化碳的(de)反應性 Carboxyre activity 煤将二氧化碳還原爲(wéi / wèi)一氧化碳的(de)能力 A mmm mm
1.3.16 結渣性 Clinkering property 在(zài)氣化或燃燒過程中，煤灰受熱、軟化、熔融而(ér)結渣的(de)性質 Clin mmmmm mm
1.3.17 可磨性 Grindabili-ty 煤研磨成粉的(de)難易程度 mm mm mm
1.3.18 哈氏可磨性指數 Hardgrove grindability 用哈氏儀測定的(de)可磨性表示硬煤被磨細的(de)難易程度 HGI mmmm mm
1.3.19 磨損性 abrasiveness 煤磨碎時(shí)對金屬件的(de)磨損能力 mmmm mm mm
1.3.20 灰渣融性 Ash fusibility 在(zài)規定條件下得到(dào)的(de)随加熱溫度而(ér)變化的(de)煤灰變形、軟化和(hé / huò)流動特征物理狀态 mmmm mm 灰熔點
1.3.21 灰粘度 Ash viscosity 灰在(zài)熔融狀态下的(de)粘度 mmmm mm mm
1.3.22 灰的(de)酸度 Sah acidity 灰中酸性組分（矽、鋁、钛等的(de)氧化物）與堿性組分（鐵、鈣、鎂、錳等的(de)氧化物）之(zhī)比 mmmm mm mm
1.3.23 灰的(de)堿度 ash basicity 灰的(de)堿性組分（鐵、鈣、鎂、錳等的(de)氧化物）與堿性組分（矽、鋁、钛等的(de)氧化物）之(zhī)比 mmmm mm mmmm
1.3.24 透光率 transmittance 褐煤、長焰煤在(zài)規定條件下用硝酸與磷酸的(de)混合液處理後所得溶液的(de)透光率 Pm mm mm
1.3.25 酸性基 Acidic groups 煤中呈酸性的(de)含氧官能團的(de)總稱，主要(yào / yāo)爲(wéi / wèi)羧基和(hé / huò)酚泾基 mm 總酸性基 mmmm
1.3.26 腐植酸 Humic acid 煤中能溶于(yú)稀苛性堿和(hé / huò)焦磷酸鈉溶液的(de)一組多種縮合的(de)酸性基的(de)高分子(zǐ)化合物 HAt 總腐植酸 mm
1.3.27 遊離腐植酸 Free humic acid 酸性基保持遊離狀态的(de)腐植酸，在(zài)實際測定中包括與鉀、鈉結合的(de)腐植酸 mm mm mm
1.3.28 黑腐植酸 Pyrotomalenic acid 一組分子(zǐ)量較大(dà)的(de)腐植酸，一般呈黑色，能溶于(yú)稀苛性堿溶液，不(bù)溶于(yú)稀酸的(de)丙酮 mmmmmm mm mm
1.3.29 黃腐植酸 Fulvic acid 組分子(zǐ)量較小的(de)腐植酸，一般呈黃色，能溶于(yú)水、稀酸和(hé / huò)堿溶液 mmmm mm mm
1.3.30 綜腐植酸 Hymatomalenic acid 一組分子(zǐ)量中等的(de)腐植酸，一般呈棕色，能溶于(yú)稀苛性堿溶液和(hé / huò)丙酮，不(bù)溶于(yú)稀酸 mm mm mm
1.3.31 苯萃取物 Benzene extracts;benzene soluble extracts 褐煤中能溶于(yú)苯的(de)部分，主要(yào / yāo)成分爲(wéi / wèi)蠟和(hé / huò)樹脂 Eb 苯抽
煤灰熔融性 煤灰熔融性和(hé / huò)煤灰粘度是(shì)動力用煤的(de)重重要(yào / yāo)指标。煤灰熔融性習慣上(shàng)稱作煤灰熔點，但嚴格來(lái)講，這(zhè)是(shì)不(bù)确切的(de)。因爲(wéi / wèi)煤灰是(shì)多種礦物質組成的(de)混合物，這(zhè)種混合物并沒有一個(gè)固定的(de)溶點，而(ér)僅有一個(gè)熔化溫度的(de)範圍。開始熔化的(de)溫度遠比其中任一組分純淨礦物質熔點爲(wéi / wèi)低。這(zhè)些組分在(zài)一定溫度下還會形成一種共熔體，這(zhè)種共熔體在(zài)熔化狀态時(shí)，有熔解煤灰中其他(tā)高熔點物質的(de)性能，從而(ér)改變了(le／liǎo)熔體的(de)成及其熔化溫度。煤灰的(de)熔融性和(hé / huò)煤灰的(de)利用取決于(yú)煤灰的(de)組成。煤灰成分十分複雜，主要(yào / yāo)有：SiO2,A12O3,Fe2,CaO,MgO,SO3等，如下表所示：
我國(guó)煤灰成分的(de)分析
灰分成分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
K20+Na20
含量（％）
15-60
15-40
1-35
1-20
1-5
1-5
煤灰成分及其含量與層聚積環境有關。我國(guó)很多煤層的(de)礦物質以(yǐ)粘土爲(wéi / wèi)主，煤灰成分則爲(wéi / wèi)SiO2,Al2O3爲(wéi / wèi)主，兩者總和(hé / huò)一般可達50─80％。在(zài)濱海沼澤中形成的(de)煤層，如華北晚石紀煤層黃鐵礦含量高，煤灰中Fe2O3及SO3含量亦較高；在(zài)内陸湖盆地(dì / de)中形成的(de)某些第三紀褐煤的(de)煤灰中CaO含量較高。
大(dà)量試驗資料表明,SiO2含量在(zài)45─60％時(shí)，灰熔點随SiO2含量增加而(ér)降低；SiO2在(zài)其含量〈45％或〉60％時(shí)，與灰熔點的(de)關系不(bù)夠明顯。Al2O3在(zài)煤灰中始終起增高灰熔點的(de)作用。煤灰中Al2O3的(de)含量超過期30％時(shí)，灰熔點1500灰成分中Fe2O3,CaO,MaO均爲(wéi / wèi)較易熔組分，這(zhè)些組分含量越高，灰熔點就(jiù)越低。灰熔點也(yě)可根據其組成用經驗公式進行計算。
