摘要：本文對低階煤透光率的定義、測定的意義及原理方法進(jìn)行了介紹，分析總結(jié)了影響透光率測定值準(zhǔn)確性的幾個(gè)影響因素，從而使檢測結(jié)果準(zhǔn)確、可靠。

關(guān)鍵詞：低階煤；透光率；測定；準(zhǔn)確性；影響因素

1低階煤透光率概述

所謂低煤階煤（簡稱低階煤）的透光率，就是指褐煤、長焰煤和不粘煤等低煤化度煤在規(guī)定條件下用稀的硝酸和磷酸混合酸水溶液（1+1+9）處理后所得的有色有機(jī)溶液對一定波長（457nm）的光的透過百分率。因目前我國國家標(biāo)準(zhǔn)方法GB/T2566-2010中規(guī)定采用目視比色法測定低階煤的透光率，故其代表符號為PM（%）。由于煤樣用混合酸處理后的有色溶液中的組分十分復(fù)雜，無法繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，故不采用分光光度計(jì)法來測定低階煤的透光率。

目視比色法測定透光率能較好地表征低煤化度煤的煤化程度，這一指標(biāo)和恒濕無灰基高位發(fā)熱量（Qgr，maf）都作為區(qū)分褐煤和長焰煤以及褐煤劃分小類使用的分類指標(biāo)，已列入中國煤炭分類國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T5751-2009中。即Vdaf >37%、PM >50%、GR.I ≤ 5的均劃分為長焰煤；Vdaf >37%、PM ≤30%的均劃分為褐煤；Vdaf >37%、PM >30%～50%的年輕煤需要再用恒濕無灰基的高位發(fā)熱量（Qgr，maf）來區(qū)分褐煤或長焰煤。即Qgr，maf > 24.00MJ/kg的劃分為長焰煤，Qgr，maf ≤ 24.00MJ/kg的則仍劃分為褐煤。低變質(zhì)煤隨著變質(zhì)程度的加深，透光率逐漸加大，一般褐煤透光率小于50%，氣煤透光率大于90%。

2低階煤透光率測定原理

低階煤透光率測定的原理是在一定的酸度和溫度下，根據(jù)稀硝酸對低煤化度煤的大分子結(jié)構(gòu)的破壞程度的不同來確定煤的類別。即稀硝酸對低煤化度煤的芳核結(jié)構(gòu)裂解得越多，則溶液中產(chǎn)生的有色物質(zhì)也越多，溶液顏色越深，表示煤的透光率越低，也就是其煤化程度越低，反之，表示煤化程度越高。用目視比色法將該低階煤的硝酸處理液與一系列已知透光率的標(biāo)準(zhǔn)有色溶液比色，就可得出該溶液的透光率。

3影響透光率測定值準(zhǔn)確性的幾個(gè)因素

3.1測定煤樣的正確使用

測定低階煤的透光率需用經(jīng)過重液減灰后的浮煤樣或干燥基灰分不大于10%的原煤樣（對用重液減灰時(shí)容易泥化的褐煤，則也可選取灰分較低一些的原煤）來測定。這主要是由于原煤中都含有一部分原性礦物質(zhì)，如白鐵礦、黃鐵礦、方解石等碳酸鹽礦物，這些會與稀硝酸發(fā)生氧化反應(yīng)和分解作用，從而降低硝酸的濃度，使生成的硝基化合物減少，使透光率測值偏高。另外稱取的煤樣量要求是相當(dāng)于1.0000g的干燥無灰基的空氣干燥煤樣。

3.2配制重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時(shí)，硫酸濃度的影響

當(dāng)重鉻酸鉀的濃度一定時(shí)，如硫酸濃度越高，則配成的重鉻酸鉀硫酸溶液的顏色也越深。這是因?yàn)橹劂t酸鉀在硫酸溶液中以鉻酸根形態(tài)存在，而鉻酸根呈現(xiàn)紅色。所以，硫酸越多，則重鉻酸根轉(zhuǎn)變成鉻酸根的數(shù)量也多，故其溶液的顏色也越深。為了使透光率的測值穩(wěn)定、可靠，在配制重鉻酸鉀標(biāo)準(zhǔn)系列溶液時(shí)，一定要嚴(yán)格控制硫酸濃度為10%。

3.3用混合酸處理煤樣時(shí)加熱溫度的影響

加熱溫度的高低不同對透光率測值的影響最為敏感。溫度過高，硝酸與煤樣反應(yīng)生成的有色物質(zhì)會增多，從而使測值偏低；如果處理煤樣時(shí)的水浴溫度低于99℃，則生成的有色物質(zhì)減少，會使透光率測值偏高。因此測定透光率處理煤樣時(shí)的水浴溫度應(yīng)控制在（99.5±0.5）℃。對于某些水的沸點(diǎn)達(dá)不到100℃高原地區(qū)，可以在水浴鍋中加入甘油使其沸點(diǎn)達(dá)到（99.5±0.5）℃。

3.4處理煤樣時(shí)間長短的影響

測定透光率，要求煤樣在（99.5±0.5）℃的水浴中加熱的時(shí)間為90min。如果超過規(guī)定時(shí)間，則透光率結(jié)果偏低，且時(shí)間越長，結(jié)果偏低越多。反之，如加熱時(shí)間不足90min，則由于生成的有色物質(zhì)少，透光率結(jié)果就會偏高。因此，處理煤樣時(shí)要嚴(yán)格控制好加熱時(shí)間。

3.5加入的混合酸的用量帶來的影響

GB/T2566-2010中規(guī)定，在樣品加熱前要往容量瓶中加入25mL（1+1+9）的混合酸溶液浸潤煤樣?；旌纤峒尤肓康亩嗌贂ν腹饴蕼y定結(jié)果有一定影響，加入量偏多會使測值偏低，反之則偏高。因此，加混合酸用的量器應(yīng)采用25mL移液管準(zhǔn)確量取，而不要使用量筒、量杯、燒杯之類比較粗略的量具。

3.6加熱時(shí)煤粉外溢帶來的影響

由于低階褐煤對混合酸的浸潤性較差，當(dāng)加入混合酸浸潤煤樣時(shí)總會有一小部分極細(xì)的煤粉不易被浸潤而漂浮在容量瓶的上部；某些反應(yīng)特別劇烈的年輕褐煤或含碳酸鹽較多的煤樣，當(dāng)樣品放入水浴加熱時(shí)熱的稀硝酸會與褐煤中的羧基、甲氧基、羥基等側(cè)鏈基反應(yīng)產(chǎn)生大量的CO2、CO和水等氣體，從而把一些未充分浸潤的細(xì)煤粉從瓶口帶出。如果外溢的煤粉過多則會導(dǎo)致透光率的測值偏高。為防止煤粉外溢，我們應(yīng)盡量選用口徑較粗的100mL容量瓶，比如瓶口直徑（15±1mm）、長（135±5mm）的容量瓶，并在瓶口放置一個(gè)短頸漏斗，以防止煤粉外溢到容量瓶外。在加入混合酸浸潤煤樣時(shí)不用一次就加入25mL，可分2至3次加入，并且邊加邊搖動容量瓶，使煤樣充分浸潤?；蛟诩訜崆凹尤?mL以下分析純乙醇以浸潤煤樣。

3.7所用目視比色管帶來的影響

測定時(shí)所使用的比色管規(guī)格應(yīng)該要一致，要用同一廠家生產(chǎn)的，同一批號的產(chǎn)品，不能采用不同廠家生產(chǎn)的比色管。這是因?yàn)橥粡S家生產(chǎn)的比色管的內(nèi)徑較均勻一致，而且由于不同廠家生產(chǎn)的比色管的化學(xué)成分不盡相同，它們的透光度也會不同，從而會影響透光率測定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3.8用目視比色法測定透光率比色時(shí)應(yīng)注意的問題

進(jìn)行比色測定時(shí)既不宜在光線較暗處比色，也不能在直射光下進(jìn)行，而且應(yīng)在比色管下部稱上2～3張白色的濾紙，濾紙與比色管之間保持30mm左右的間距；比色過程中，應(yīng)把待測溶液和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的比色管的位置相互交換，需進(jìn)行多次交換觀察，這樣才能得到較為準(zhǔn)確的結(jié)果。比色管中待測溶液的高度和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的高度必須保持一致，而溶液的體積可以有所差別。因?yàn)槊恐П壬艿膬?nèi)徑可能會有差異，這樣，在相同體積下的溶液高度也會有所不同，而溶液高度的差異會對溶液的色度和明暗度產(chǎn)生影響，從而影響對結(jié)果的正確判斷。對透光率較低的年輕褐煤，由于煤樣的色調(diào)和標(biāo)準(zhǔn)系列溶液的色調(diào)不太一致，這時(shí)可以按溶液的明暗程度來判斷煤樣的透光率結(jié)果。

4結(jié)語

綜上所述，在低階煤透光率的測定過程中影響因素諸多，如果我們在測定時(shí)注意了上述幾個(gè)影響因素，盡量減小誤差，就能得到比較準(zhǔn)確可靠的透光率測值，從而使測試結(jié)果能較好地表征低煤化度煤的煤化程度。

參考文獻(xiàn)：

[1]李英華 .煤質(zhì)分析應(yīng)用技術(shù)指南[M].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2009.

[2]楊金和、陳文敏、段云龍 .煤炭化驗(yàn)手冊 [M].北京：煤炭工業(yè)出版社，2003.

[3]GB/T 2566-2010，低煤階煤的透光率測定方法[S]

作者簡介：

榮霞（1977-），女，四川西昌人，煤炭化驗(yàn)工程師，從事煤質(zhì)測試及質(zhì)量技術(shù)管理工作17年，現(xiàn)任云南省煤炭產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)站總工程師助理。