煤的灰分

煤中灰分是煤质评价的重要指标，与煤中无机元素有密切联系，它对煤的加工利用产生负面影响，同时造成对环境的污染。然而，灰分不是煤的一种固有性质，因为煤中并不含“灰”，灰分是煤在规定条件下的完全燃烧后的固态残留物（陈鹏，2001）。它既不同于煤中矿物质，也不同于煤的无机组分。煤燃烧后，绝大部分的矿物质都转入煤灰中，构成煤灰的大部分，但同时，与煤有机质相结合的无机质（各种金属、非金属元素及化合物）也部分转入煤灰中。由于测试条件的限制，真正直接、准确地认知煤中的矿物质或无机组分的数量、组成、分布方式等特性是非常困难的。由于煤灰是煤燃烧后无机物的主要保留形式，灰成分代表了煤中主要无机元素的特征。因而，考虑到分析的方便，常常通过灰分来近似了解煤中的矿物质或无机组分。

煤中的矿物是煤中无机组分赋存的重要形式，在多数情况下是主要形式。然而，在不同地区、不同时代形成的煤，由于其地质环境差异（如近海环境与大陆环境），地球化学条件的差异，成煤盆地周围岩石类型的差异，地形地貌的差异，距离剥蚀区远近的不同，构造活动的强度不同，以及岩浆活动的强弱等原因，会导致煤中矿物种类和化学成分有所差别。但总体来看，绝大多数煤中常见的矿物主要有高岭石、水云母、蒙脱石、绿泥石、伊利石等粘土矿物，占物质总量的60%～80%，其次为黄铁矿、白铁矿等硫化物，石英、玉髓、蛋白质等氧化物以及方解石、菱铁矿等碳酸盐矿物。随着测试技术的发展，煤中偶见的矿物种类也较多被发现。Mackowsky（1975）根据多年的研究，提出一份煤中的矿物名单，并按每种矿物在煤中矿物总量中的多少，将这些矿物分为六级（表2-1）。

一般情况下，煤中所含矿物以粘土矿物为主，然而，在各煤田中，粘土矿物又有所不同，许多资料表明，石炭纪煤田的煤中以高岭石为主，有些煤田的煤（如澳大利亚的煤）中伊利石占显著地位，有关煤中蒙脱石的报道也不乏见。我国的情况基本类似，华北石炭纪煤田的煤中以高岭石占优势，华北晚侏罗世的一些煤中伊利石类占主导，而在一些以火山岩为基底和蚀源区母岩的煤田中，煤层中常发育膨润土型粘土矿物（蒙脱石类，绿泥石-蒙脱石混层类），这种现象说明，煤中矿物的成分及特征取决于含煤盆地的地质背景，含煤岩系经历了各种地质过程以及与煤层有关的古沉积环境（李河民，1987）。

表2-1 煤中矿物

注：主要的——占60%以上；丰富的——占30%～60%；很常见——占10%～30%；常见——5%～10%；稀少——1%～5%；很稀少—占1%。

（据Mackowsky，1975）

灰色关联度和主成分分析的最终结果有相似之处，原理上却大不相同。根据查询相关资料信息显示，主成分分析得到的每一个主成分对整体的贡献度以及各主成分的累计贡献度。灰色关联度所得到的则是各“比较数列”和所事先选取的“参考数列”的相关程度。

灰分为评价油页岩的重要指标，是指油页岩中有机质完全燃烧后，矿物在一定温度下产生一系列分解、化合等复杂反应后剩下的残渣。根据黑龙江省依兰煤田达连河露天扩大区精查勘探地质报告(1981年)及油页岩工业分析结果表4-22，从灰分产率、成分、灰熔点与分类等方面，分析油页岩灰分特征。

1灰分产率

中-下煤层间油页岩灰分产率为5569%～8057%，平均7161%，YL04-3井顶部油页岩灰分产率为7629%～9198%，平均8403%，应属高灰分油页岩。

2灰分成分

分析油页岩灰分成分可以为综合利用提供依据，油页岩灰分组成主要有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。达连河矿区中-下煤层间油页岩灰分组成SiO2含量5654%～7408%，平均6689%;，Al2O3含量1922%～3549%，平均2526%;Fe2O3含量323%～428%，平均369%;CaO含量037%～051%，平均045%;MgO含量028%～046%，平均036%，属成分富硅铝，缺钙、贫铁质灰分。

3灰熔点

油页岩灰熔点是影响干馏过程的重要因素之一，也是工艺设计的重要指标，过低不利于干馏工艺正常操作，中-下煤层间油页岩的灰熔点开始变形温度(T1)一般为1310～1380℃，平均1345℃，熔化温度(T3)一般大于1400℃，参考煤灰熔融温度范围(1990年):易熔灰分(ST＜1160℃);中熔灰分(ST为1160～1350℃);难熔灰分(ST为1350～1500℃)，可确定中-下煤层间油页岩灰熔点较高，应属难熔灰分，因此在低温干馏时，不会生成熔块影响干馏工艺正常操作。实际上灰分成分与灰熔点关系密切，灰分成分决定灰熔点高低，一般SiO2、Al2O3值越高，灰熔点越高;Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O值越高，灰熔点越低，矿区油页岩灰分成分与灰熔点关系也具有这样特点。

石灰石的成分分析

石灰石主要是含CaCO3的碳酸盐岩石,主要用于冶炼造渣,约含（质量分数）007%二氧化碳、002%三氧化二铝、003%三氧化二铁、5522%氧化钙、008%氧化镁,P、S等含量甚少,很少有超出005%

石灰石在冶金工业上有许多用途：炼铁用石灰石作溶剂,出去脉石炼钢用生石灰作造渣材料,除去硫、磷等有害杂质石灰石于烧碱制成的碱石灰,用作二氧化碳的吸收剂一般规定含酸溶容物（如SiO2,Mn2O3等）高于3%便不适用渣中MgO含量高则黏度小流动性好,但对炉壁的侵蚀性打,同时脱硫效率低仪理论值计算：石灰石中CaO最高含量为56%在炼铁上石灰石用作溶剂炼铁用的石灰石,所含杂质一般要求在3%一下CaO含量一般要求在50%以上,白云石也有与石灰石配合作溶剂的,一般要求MgO含量在18%以上

石灰石易溶于HCI,但其中某些杂质却很难溶,故分解石灰石时,一般使用浓HCI为溶剂,而分析含杂质较高的试样时,须采用熔融方法石灰石中CaO,MgO,SiO2及AL2O3含量是冶炼配料中计算依据,因此常须测定他的含量

在石灰石分析中一般测定灼烧减量,二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙和氧化镁六项有时也分析硫,也有只做主要成分分析的,即石灰石只测氧化钙及二氧化硅

1根据灰分成分可大致判断出煤的矿物成分；

2为灰渣的综合利用提供基础技术资料；

3初步判断煤炭的熔融温度；

4根据其中钾钠钙氧化物成分的高低，大致判断煤炭燃烧时对锅炉的腐蚀状况。