煤的真相對(duì)密度和視相對(duì)密度的測(cè)定

煤的真相對(duì)密度和視相對(duì)密度的測(cè)定密度是煤的重要物理性質(zhì)之一，凡涉及煤的體積和質(zhì)量關(guān)系的各種工作，都需要用煤的密度，如：煤的真相對(duì)密度用于煤的可選性判定、選煤廠涉及、制樣、煤質(zhì)研究及煤的結(jié)構(gòu)計(jì)算，視相對(duì)密度用于計(jì)算煤的儲(chǔ)量等。煤的真相對(duì)密度的測(cè)定煤的真相對(duì)密度的測(cè)定通常采用密度瓶法和轉(zhuǎn)換法。密度瓶法近似地測(cè)出煤的真相對(duì)密度，其方法簡(jiǎn)單。下面介紹密度瓶法測(cè)定煤的真相對(duì)密度。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)GB/T217—2008制定。實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)掌握密度瓶法測(cè)定煤的真相對(duì)密度的方法要點(diǎn)，熟悉測(cè)定步驟。實(shí)驗(yàn)原理以十二烷基硫酸鈉溶液為浸潤(rùn)劑，使煤樣在密度瓶中潤(rùn)濕、沉降，排除所吸附的氣體。根據(jù)阿基米德原理測(cè)定出與煤同樣體積（不包裹任何裂隙、毛細(xì)孔的體積）的純水的質(zhì)量，并計(jì)算出煤的真相對(duì)密度。3.儀器設(shè)備和試劑（1）分析天平：感量0.001g。（2）水浴。（3）恒溫水浴器：控溫范圍10～35℃，控溫精度士0.5℃。（4）密度瓶：容量為50mL，帶有磨口毛細(xì)管塞。（5）帶刻度移液管：10mL。（6）溫度計(jì)：量程0～50℃，分度值0.2℃。（7）十二烷基硫酸鈉：C12H25NaO4S，化學(xué)純，配成2%的水溶液。4.實(shí)驗(yàn)步驟（1）準(zhǔn)確稱(chēng)取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣2g（稱(chēng)準(zhǔn)到0.0002g)，通過(guò)無(wú)頸小漏斗全部移入密度瓶中。（2）用移液管向密度瓶中注入2%的十二烷基硫酸鈉溶液3mL，并將瓶頸上附著的煤粒沖入瓶中，輕輕轉(zhuǎn)動(dòng)密度瓶，放置15min使煤樣浸透，然后沿瓶壁加入約25ml蒸餾水。（3）將密度瓶移到沸水浴中加熱20min，以排除吸附的氣體。（4）取出密度瓶，加入新煮沸過(guò)的蒸餾水至水面低于瓶口約10mm處并冷至室溫。然后于（20±0.5）℃的保溫器中，恒溫1h。如沒(méi)有恒溫水槽，可在室溫下放置過(guò)夜，并記錄室溫。（5）用吸管沿瓶頸滴加新煮沸過(guò)的并冷卻到20℃或室溫的蒸餾水（注意應(yīng)與測(cè)定溫度一直）至瓶口，蓋上瓶塞，使過(guò)剩的水從瓶塞上的毛細(xì)管溢出。注意觀察，密度瓶中和瓶塞毛細(xì)管內(nèi)都不得有氣泡存在，否則應(yīng)重新加水、蓋塞。這一過(guò)程必須迅速完成，貼別是恒溫器溫度與室溫相差較大時(shí)，應(yīng)快速完成。（6）迅速擦干密度瓶，立即稱(chēng)出密度瓶加煤、浸潤(rùn)劑和水的質(zhì)量。（7）空白值的測(cè)定。按上述方法，密度瓶中不加煤樣、不經(jīng)煮沸，測(cè)出密度瓶加浸潤(rùn)劑及蒸餾水的質(zhì)量m0注意：在恒溫條件下，每月應(yīng)測(cè)定一次空白值，同一密度瓶重復(fù)測(cè)定之差不得超過(guò)0.0015g，室溫條件下，測(cè)煤樣真相對(duì)密度的同時(shí)，就要進(jìn)行空白值測(cè)定。5.結(jié)果計(jì)算在恒溫（20℃）條件下測(cè)定煤的真相對(duì)密度，其結(jié)果按下式計(jì)算： TRD2020式中 TRD2020—— md——干煤樣質(zhì)量，g

m mad——分析煤樣質(zhì)量，g m0——密度瓶、浸潤(rùn)劑及蒸餾水的質(zhì)量，g m1——密度瓶、浸潤(rùn)劑、煤樣及蒸餾水的質(zhì)量，g室溫下測(cè)定煤的真相對(duì)密度，其結(jié)果按下式計(jì)算： TRD2020=md式中 Kt——溫度 t——室溫溫度，℃；K ρt——水在t溫度時(shí)的密度，g/cm3 ρ20——水在20℃時(shí)的密度，g/cm3Kt值可由表3-46表3-46 溫度校正系數(shù)K溫度，℃校正系數(shù)，K溫度，℃校正系數(shù)，k61.00174210.9997971.00170220.9995681.00165230.9995391.00158240.99909101.00150250.99883111.00140260.99857121.00129270.99831131.00117280.99803141.00100290.99773151.00090300.99743161.00074310.99713171.00057320.99682181.00039330.99649191.00020340.99616201.00000350.995826、精密度同一化驗(yàn)室重復(fù)性限：0.02。不同化驗(yàn)室再現(xiàn)性臨界差：0.04。7.注意事項(xiàng)如果煤樣用十二烷基硫酸鈉做浸潤(rùn)劑，測(cè)值偏高時(shí)，可用相同數(shù)量的中性酒精代替十二烷基硫酸鈉做浸潤(rùn)劑。二、煤的視相對(duì)密度的測(cè)定煤的視相對(duì)密度也稱(chēng)為煤的假密度。其測(cè)定方法有凡士林法、水銀法和涂蠟法。目前我國(guó)采用涂蠟法測(cè)定煤的視相對(duì)密度。本實(shí)驗(yàn)根據(jù)GB/T6949—1998制定。1.試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)試驗(yàn)掌握涂蠟法測(cè)定煤的視相對(duì)密度的原理、方法。3.試驗(yàn)原理取一定粒度具有代表性的煤樣，煤粒稱(chēng)量后涂蠟（放置介質(zhì)滲入煤?？紫叮?，然后放入密度瓶?jī)?nèi)，用十二烷基硫酸鈉作為浸潤(rùn)劑，根據(jù)阿基米德原理，測(cè)出涂蠟煤煤排開(kāi)同體積水的質(zhì)量，計(jì)算出涂蠟煤粒的體積，再減去蠟的體積，即可求出煤的視相對(duì)密度。4.儀器設(shè)備（1）分析天平：感量0.1g。（2）優(yōu)質(zhì)石蠟：熔點(diǎn)50～60℃。（3）小鋁鍋或小鋁盆。（4）密度瓶：容量為60mL，帶有磨口的毛細(xì)管塞，毛細(xì)管塞內(nèi)徑小于1mm，密度瓶口為20mm或16mm。（5）網(wǎng)匙：用3mm×3mm的篩網(wǎng)制成。（6）溫度計(jì)：量程0～100℃，分度值0.5℃。（7）十二烷基硫酸鈉：C12H25NaO4S，化學(xué)純，配成0.1%的水溶液。（8）量筒：容量50mL。（9）燒瓶：容量1000mL。（10）萬(wàn)能電爐：500～600W（或酒精燈）。（11）塑料布：300mm×300mm。4.試驗(yàn)步驟（1）將已達(dá)到空氣干燥狀態(tài)的煤樣（粒度10mm～13mm），均勻地取出20～30g，放在1mm的篩子上用毛刷反復(fù)地刷去煤粉，然后將篩子上的煤粒稱(chēng)量（m1），準(zhǔn)至0.0002對(duì)灰分大于30%或全硫大于2%的煤稱(chēng)取40～60g，分別放在兩個(gè)密度瓶中測(cè)定，計(jì)算結(jié)果并取其平均值；由于煤芯煤樣量少，故可做單樣，但應(yīng)在報(bào)告中注明。（2）稱(chēng)量后的煤樣置于網(wǎng)匙上，浸入預(yù)先加熱至70～90℃的石蠟中，用玻璃棒迅速撥動(dòng)煤粒至表面不再產(chǎn)生氣泡為止。立即取出網(wǎng)匙，稍冷，將煤粒撒在塑料布上，并用玻璃棒迅速撥開(kāi)煤粒，勿使煤粒黏結(jié)。冷卻至室溫，清除煤粒表面的蠟屑，準(zhǔn)確稱(chēng)量（m2），準(zhǔn)至0.0002（3）將涂蠟的煤粒裝入密度瓶中，加0.1%十二烷基硫酸鈉溶液至密度瓶2/3處。蓋上密度瓶塞，搖蕩或用手指輕敲密度瓶，使煤粒充分浸潤(rùn)至表面不附著氣泡，再加0.1%十二烷基硫酸鈉溶液至距瓶口10mm處。置于恒溫器中，在（20±0.5）℃下恒溫1h，也可在室溫下記錄溶液的溫度。（4）用吸液管滴加溶液至瓶口，小心塞緊瓶塞，使過(guò)剩的溶液從瓶塞上的毛細(xì)管上端溢出，確保瓶?jī)?nèi)和毛細(xì)管內(nèi)沒(méi)有氣泡。（5）迅速擦干密度瓶立即稱(chēng)量（m3）,準(zhǔn)至0.0002（6）空白值的測(cè)定在密度瓶中只加0.1%十二烷基硫酸鈉水溶液，并按上述操作步驟的（3）（4）規(guī)定操作。稱(chēng)出密度瓶和水溶液的總質(zhì)量（m4），準(zhǔn)至0.0002g。密度瓶連續(xù)兩次測(cè)定值的差值不得超過(guò)0.01g。在恒溫條件下測(cè)定，每季度測(cè)定空白值一次；如在室溫條件下測(cè)定，則在做煤樣的同時(shí)測(cè)定空白值5.石蠟密度的測(cè)定（1）在試管中放入約15g石蠟，加熱至蠟完全融化，輕輕振動(dòng)驅(qū)出蠟內(nèi)存在的氣泡。（2）將試管靜置，帶蠟完全冷卻、凝固后微微加熱試管四周，倒出蠟塊。制出的蠟塊應(yīng)無(wú)裂紋和氣泡。（3）蠟塊用細(xì)線系好，稱(chēng)重（準(zhǔn)至0.0002g）。（4）在蠟塊下方系一塊金屬塊（10～25g），借其質(zhì)量將蠟塊浸入20℃的0.1%十二烷基硫酸鈉水溶液中。勿使蠟塊或金屬塊與容器壁或底接觸，稱(chēng)出蠟塊和金屬塊在水中的質(zhì)量（準(zhǔn)至0.0002g）。（5）金屬塊單獨(dú)用細(xì)線系好浸入20℃的0.1%十二烷基硫酸鈉水溶液中，稱(chēng)量（準(zhǔn)至0.0002g）。（6）按下式計(jì)算出石蠟密度：S=式中 S——石蠟的密度，g/cm3； g1——石蠟塊質(zhì)量，g g2——石蠟塊和金屬塊在水溶液中的質(zhì)量，g g3——金屬塊在水溶液中的質(zhì)量，G Dr——0.1%十二烷基硫酸鈉溶液密度（見(jiàn)表3-47），g/cm3表3-47 0.1%十二烷基硫酸鈉溶液的密度溫度/℃密度/g·cm3溫度/℃密度/g·cm31.000230.998261.000210.998041.000170.997801.000120.997561.000050.997310.999970.997050.999870.996780.999760.996500.999640.996210.999510.995910.999370.995610.999210.995300.999040.994970.998860.994640.998670.994300.998470.992486.計(jì)算結(jié)果煤的視相對(duì)密度按下列公式計(jì)算：ARD式中 ARD2020——煤在20 m1——煤樣的質(zhì)量，g m2——涂蠟煤粒的質(zhì)量，g m3——密度瓶、涂蠟煤粒及水溶液的質(zhì)量，g m4——密度瓶、水溶液的質(zhì)量，g S——石蠟的密度，g/cm3 Dr——0.1%十二烷基硫酸鈉溶液的密度（見(jiàn)表3-47），g/cm3 Dw20——水在20℃時(shí)的密度