ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 2
КАЧЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ИСКОПАЕМЫХ УГЛЕЙ
Цель работы:
1. Оценить значение химических ихимико-технологических показателей, на основании которых проводится качественная характеристика углей.
2. Научиться составлять качественную характеристику ископаемых углей по данным элементного и технического анализов.
Элементный анализ углей
Элементный анализ углей (ГОСТ 2408-49) заключаетсяв определении количественного содержания в веществе угля основных элементов: углерода (С), водорода (Н), кислорода (O), азота (N) исеры (S). В сумме они составляют почти 100% органической массы угля (в состав угля иногда входят фосфор и редкие элементы).
В связи с тем, что значения элементного анализа искажаются из-за постоянного присутствия в углях минеральной примеси(наличие карбонатов завышает содержание углерода, содержание глинистых минералов - водорода), полученные результаты пересчитываются по соответствующим формулам на горючую массу (Сг, Нг, Ог, Nг, Sг) или органическую (Со, Но, Оо, Nо, Sо). При содержании в углях более 2% углекислоты в расчетную формулу определения углерода вводится поправка.
|
|
Углерод. Основная роль в ископаемых углях принадлежит углероду (Сг, Со), содержание которого с увеличением степени метаморфизма возрастает от 63 до 98% (в бурых углях от 63 до 75%, в каменных от 75 до 90% и в антрацитах от 90 до 98%).Впроцессе метаморфизма содержание углерода в углях (от бурых до антрацитов) увеличивается неравномерно, в бурых и слабо углефицированных каменных - быстрее, чем в более углефицированных каменных и антрацитах.
В петрографических ингредиентах, находящихся на одной итой же стадии метаморфизма, содержание углерода, как правило, всегда выше у фюзена. При полном сгорании углерода выделяется 8140 кал/г.
Водород. Является существенной частью углей. С увеличением степени метаморфизма содержание водорода в углях уменьшается. Гумусовые угли содержат водорода от 6,5 до 0,8% (бурые – 6,5%;каменные от 5 до 3-2% и антрациты от 3-2 до 0,8%). Липтобиолиты и сапропелиты характеризуются повышенными содержаниями водорода: липтобиолиты от 9 до 6%,сапропелиты от 13 до 7%.
Из петрографических ингредиентов, находящихся на одной к той же стадий метаморфизма, наибольшее содержание водорода характерно для витрена. Теплота сгорания водорода 34 200 кал/г.
Кислород является постоянной нежелательной примесью углей, так как снижает их теплоту сгорания. Содержание кислорода в углях с увеличением степени метаморфизма уменьшается от 30 до 1 и менее %(бурые - от 30 до 10%, каменные - от 10 до 2%, антрациты от 8 до 1 и менее %).
Азот присутствует в углях в небольших количествах, не более 8%. Полагают, что с увеличением степени метаморфизма содержание азота в углях увеличивается. В гумусовых углях, липтобиолитах и сапропелитах количество азота колеблется водинаковых пределах.
|
|
Сера является нежелательной примесью углей. Общее содержание ее в углях изменяется от долей процентов до 3-12% (см. ниже, технический анализ углей).
Данные элементного анализе углей позволяют судить:
1) по количественному содержанию водорода о природе угля: гумусовые угли, липтобиолиты, сапропелиты;
2) по содержанию углерода, а также соотношению углерода и кислорода - о степени метаморфизма (уголь бурый, каменный, антрацит);
3) пользуясь соответствующими формуламипо данным элементного анализа можно рассчитать теплому сгорания угля, выход химических продуктов коксования, однако элементный анализ не позволяет в достаточной мереопределить химико-технологические свойства ископаемых углей.