21.02.2021

Ситовые и фракционный анализы проб углей и горючих сланцев


Ситовый анализ производят по ГОСТ 2093—59 для определения выхода классов в пробе угля (сланца) и характеристики их качества.

Пробы отбирают от отдельных шахто-пластов по ГОСТ 930—55. Минимальный вес набираемых в пробу порций: при максимальном размере кусков угля (сланца) более 150 мм — 150 кг, от 50 до 150 мм — 100 кг, от 25 до 50 мм — 50 кг, менее 25 мм — 25 кг. Минимальное количество порций: при зольности (сланца) до 10% включительно — 18, более 10 до 20% включительно — 27 и более 20% — 36. В случаях необходимости ситовому анализу можно подвергать и другие пробы.

Рассев пробы производят механизированным способом на классы: > 150, 100—150, 50—100, 25—50, 13—25, 6—13, 3—6, 1—3, 0,5—1 и < 0,5 мм. Сито 0,5 X 0,5 мм применяют при испытании углей для коксования. При повышенной влажности мелких классов (например, < 13 мм) их подсушивают, а потерю веса распределяют пропорционально выходам классов подсушенного угля (сланца).

Классы размерами 25 мм разделяют на уголь (сланцы), колчедан, сростки и породу. Эти компоненты, а также классы < 25 мм взвешивают отдельно с точностью до 0,1 кг и вычисляют выход каждого в процентах к весу пробы. При одновременном производстве фракционного анализа от соответствующих классов и их компонентов отбирают пробы согласно ГОСТ 4790—58.

По этим пробам определяют зольность (Aс) углей и содержание влаги (Wa), а для углей, идущих на коксование, также содержание серы и колчедана; для горючих сланцев — теплоту сгорания (Qбс) и содержание влаги.

Установки для рассева пробы должны удовлетворять следующим требованиям:

- производить рассев на штампованных ситах с круглыми отверстиями 0 150, 100 и 50 мм и проволочных ситах с квадратными отверстиями 25х25, 13х13, 6х6, 3х3, 1х1, 0,5х0,5 мм последовательно от наибольшего к меньшим размерам;

- не допускать замазывания сит, потери и переизмельчения пробы;

- обеспечить равномерную подачу пробы на грохоты;

- обеспечить возможность разделения классов более 25 мм на составляющие их компоненты и взвешивание компонентов и классов менее 25 мм с точностью до 0,1 кг.

Коэффициент эффективности грохочения должен быть не менее 0,94.

Фракционный анализ производят для определения обогатимости угля по ГОСТ 4790—58. Сущность метода заключается в разделении (расслоении) в тяжелых жидкостях пробы угля на фракции различной плотности, определении выходов полученных фракций и их химическом анализе.

Вес пробы для фракционного анализа принимается в зависимости от крупности испытуемого угля; он численно совпадает с максимальным размером кусков угля в пробе. Например, для класса 50—100 мм вес пробы должен быть 100 кг, для класса 25—50 мм — 50 кг и т. д.

Для фракционного анализа классов крупностью 1 мм применяют в качестве тяжелых жидкостей водные растворы хлористого цинка плотностью 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,8; 2,0 г/см3; для анализа классов крупностью < 1 мм — смеси четыреххлористого углерода с бензолом или бромоформа с четыреххлористым углеродом либо с бензолом (табл. 7).
Ситовые и фракционный анализы проб углей и горючих сланцев

Пробы отбирают от классов, полученных при производстве ситовых анализов методом квартования. От каждого компонента классов 25—50 и 50—100 мм отбирают часть, пропорциональную его выходу в процентах от класса, после чего эти части смешивают.

Пробу угля крупностью 1 мм предварительно подсушивают до воздушно-сухого состояния, взвешивают и отделяют от нее путем отсева или обесшламливания зерна крупностью < 1 мм (шлам). Затем пробу порциями не более 10 кг каждая расслаивают в тяжелых жидкостях на фракции плотностью: угля — < 31,3; 1,3—1,4; 1,4—1,5; 1,5—1,6; 1,6—1,8 и больше 1,8 г/см3; антрацита — < 3 1,6; 1,6—1,8; 1,8—2,0 и больше 2,0 г/см3.

Расслоение пробы на фракции производят погружением последовательно в жидкости от наименьшей плотности к наибольшей. При наличии в пробе размокающей породы расслоение производят, начиная с жидкости наибольшей плотности. Перед расслоением проверяют

плотность жидкости.

Порцию пробы помещают в бачок с сетчатым дном. Последний погружают в бак с тяжелой жидкостью, заполняющей бачок через отверстия в его дне. Содержимое бачка осторожно перемешивают мешалкой и дают ему отстояться в течение 1—2 мин. при крупности угля 25 мм, 2—3 мин. при крупности от 3 до 25 мм и 3—5 мин. при крупности 1—3 мм.

Если расслоение пробы начинают в жидкости наименьшей плотности, то всплывшую фракцию переносят во второй бачок с сетчатым дном, отцеживают остатки тяжелой жидкости, промывают фракцию сначала холодной, а затем горячей водой и сушат на противне. Бачок с утонувшей фракцией вынимают из бака с тяжелой жидкостью, отцеживают жидкость и погружают бачок в бак с тяжелой жидкостью смежной большей плотности. Описанным способом пробу расслаивают последовательно во всех остальных тяжелых жидкостях.

Если расслоение пробы начинают в жидкости наибольшей плотности, то всплывшие фракции продолжают расслаивать в жидкостях с уменьшающейся плотностью. Утонувшие фракции после отцеживания остатков тяжелой жидкости и промывания сушат.

Высушенные до воздушно-сухого состояния фракции взвешивают с точностью до 5 г и от них отбирают лабораторные пробы для анализа на зольность и (в случае необходимости) содержание серы.

Расхождение между весом воздушно-сухой пробы данного класса, отобранной для фракционного анализа, и весом всех фракций, пыли и шлама этого класса после их высушивания не должно превышать 2% веса пробы.

Расхождение между зольностью исходной пробы и средневзвешенной зольностью всех фракций, пыли и шлама не должно превышать: ± 10% относительных для углей с Aс до 10%; ±1% абсолютного для углей с Aс более 10%.

Приготовление тяжелых жидкостей и расслоение пробы на фракции необходимо производить с соблюдением мер предосторожности против ожогов, порчи одежды и обуви, применяя индивидуальные средства защиты (очки, резиновые перчатки, фартуки, резиновые сапоги).

Фракционный анализ каменных углей крупностью < 1 мм производят центрифугированием в центрифугах лабораторного типа. Пробу угля весом 80—100 г, подсушенную до воздушно-сухого состояния, помещают равными частями в четыре стаканчика центрифуги. В стаканчики наливают по 80—90 мл тяжелой жидкости плотностью 1,3 г/см3 и тщательно перемешивают с углем до полного смачивания последнего. Каждый стаканчик взвешивают и доливают, в случае необходимости, жидкостью с таким расчетом, чтобы все стаканчики с содержимым имели одинаковый вес. Затем стаканчики помещают в гильзы держателя центрифуги и производят центрифугирование в течение 5 мин. при скорости вращения центрифуги 3000 об/мин.

После остановки центрифуги всплывшую фракцию фильтруют. Оставшийся на фильтре материал подсушивают до воздушно-сухого состояния и взвешивают с точностью до 0,01 г. Утонувшую в стаканчиках фракцию подсушивают и расслаивают таким же образом в жидкости следующей большей плотности и т. д.

Разгружу центрифуги, фильтрование и подсушивание фракций производят в вытяжном шкафу.

От каждой фракции после ее взвешивания отбирают пробу для химического анализа.

Допустимые расхождения между весом и зольностью исходной пробы и общим весом и средневзвешенной зольностью всех фракций те же, что при фракционном анализе углей крупностью больше 1 мм.

Результаты фракционного анализа оформляются актом (табл. 8) и могут быть изображены графически в виде кривых обогатимости (рис. 3).


Для построения кривых обогатимости (см. рис. 3) квадрат со стороной 200 мм делят тонкой сеткой 10х10 мм. На оси ординат с левой стороны откладывают в масштабе через каждые 5% (сверху вниз) показатели выхода всплывших, а с правой стороны (снизу вверх) показатели выхода утонувших фракций. На оси абсцисс (слева направо) через каждые 5% указывают зольность фракций.

По данным табл. 8 строят:

- кривую концентрата P (графы 5, 6);

- кривую хвостов 6 (графы 7, 8);

- кривую обогатимости λ (графы 3, 4).

На линиях выходов фракций откладывают последовательно показатели зольности отдельных фракций и из полученных точек проводят в пределах выхода каждой фракции линии, параллельные оси ординат. Через середины этих линий проводят плавную кривую так, чтобы площади треугольников, отсекаемых кривой в пределах каждой фракции, были равны между собой.

Конечная точка кривой р и начальная точка кривой 0 должны лежать на прямой, параллельной оси ординат, проведенной через точку показателя зольности исходной пробы без шлама.

Начальные точки кривых в и λ и конечные точки кривых λ и в должны совпадать. Их находят графически, соблюдая равенство площадей треугольников, отсекаемых кривой λ в пределах фракций плотностью < 3 1,3 и больше 1,8 г/см3.





Яндекс.Метрика