Практикум по курсу «Горючие полезные ископаемые». Лабораторные работы № 1-10. Генетическая классификация ископаемых углей. Люминисцентно-битуминологический анализ горных пород, страница 6

1.Элементный анализ углей

Элементный анализ углей (ГОСТ 2408~49 и 6889-71) заключается в оп-ределении количественного содержания в веществе угля основных элемен-тов: углерода (С), водорода (Н), кислорода (O), азота (N) и серы (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- эа по-стоянного присутствия в углях минеральной примеси (наличие карбонатов завышает содержание углерода, содержание глинистых минералов- водоро-да), полученные результаты пересчитываются по соответствующим форму-лам 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%). В процессе 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 и той же ста-дии метаморфизма, содержание углерода, как правило, всегда выше у фюзе-на.

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%, сапропе-литы от 13 до 7%.

Из петрографических ингредиентов, находящихся на одной к той же стадий метаморфизма, наибольшее содержание водорода характерно для витрена.

Теплота сгорания водорода 34200 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 I 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 уг-лях увеличивается. В гумусовых углях, липтобиолитах и  сапропелитах ко-личество азота колеблется в одинаковых пределах.

Сера является нежелательной примесью углей. Общее содержание ее в углях изменяется от долей процентов до 3- 12% (см. ниже, технический ана-лиз углей).

Данные элементного анализе углей позволяют судить: I) по количест-венному содержанию водорода о природа угля: гумусовые угли, липтобио-литы, сапропелиты; 2) по содержала углерода, а также соотношению угле-рода и кислорода - о степени метаморфизма (уголь бурый, каменный, антра-цит); 3) пользуясь соответствующими формуламиt по данным элементного анализа можно рассчитать теплому сгорания угля, выход химических про-дуктов коксования, однако элементный анализ не позволяет в достаточной мере определить химико-технологические свойства ископаемых углей.

2.Технический анализ углей.

Технический анализ углей производится с целью установления возмо-жности промышленного использования углей (технической оценки) и заклю-чается в определении (в весовых процентах) в углях влаги (W ), золы (А), выхода летучих веществ (V ), коксового остатка (К), серы ( S ), фосфора (Р).  показатели технического анализа обозначаются заглавными буквами латинс-кого алфавита. Чтобы придать им большую определенность, при них ставят-ся индексы:  верхний, как правило, указывает состояние анализируемого ве-щества; нижний- в одних случаях метод определения (для теплоты сгорания), в других – характер  сложности вещества (для серы) и т.д.  Определение про-водится согласно установленным стандартам ГОСТ.