Промышленные классификации каменных углей

Существующие промышленные классификации пока ещё недостаточно совершенны. Поскольку сложно найти такой основной параметр с изменением которого закономерно изменялись бы все свойства углей.

Первая техническая классификация углей была предложена в 1837 Венюа

В качестве главного классификационного параметра был предложен выход летучих веществ. Показатель этот был выбран на столько удачно, что до настоящего времени, все авторы классификации используют этот параметр.

Следующая классификация была предложена Грюмером. Она основывалась на выходе летучих веществ и внешнем виде коксового королька. Он так же дополнил классификацию элементным составом углей.

Первая классификация углей Донбасса была предложена в 1928 году по двум параметрам: по выходу летучих и внешнему виду королька. И эта классификация давала достаточно точную характеристику углей по степени спекаемости. В последствии были введены новые стандарты, которые дополняли классификацию такими показателями, как теплота сгорания и толщина пластического слоя (У, мм). При этом марка угля делилась ещё на группы. При этом нижний придел спекаемости углей входил в обозначение группы. Например, группа Г-6 или Г-16, цифра указывает нижний предел спекаемости выраженного толщиной пластического слоя в мм. По началу угли различных бассейнов СССР использовали классификацию углей Донбасса, а позднее были разработаны бассейновые классификации для всех др. бассейнов.

Выход летучих веществ, был принят как основной показатель классификации всех стран Западной Европы, а другие считались дополнительными показателями. Разработанные в отдельных странах классификации были вполне достаточны для использования внутри страны. Однако для торговых операций международного характера – эти классификации оказались недостаточны. Конфликты привели к необходимости создания международных классификаций.

Первая классификация разработана в 1956 году угольно-экономической комиссии при ООН. По этой классификации под каменным углем понимают уголь имеющий теплоты сгорания более 5700 ккал/кг в расчёте на влажную беззольную массу. Эта классификация основывалась на химическом анализе углей и на показателях характеризующих спекаемость, при этом не учитывая такие важнейшие характеристики углей как петрографический состав и генетический тип по востановленности.

Международная классификация каменных углей по типам была построена по кодовой системе. Т.е. сначала угли делились на классы по выходу летучих в-в на daf и по высшей теплоте сгорания на влажную беззольную массу для углей имеющих выход летучих в-в более 33%.

Классы дальше подразделялись на группы по спекаемости: ро показателю свободного вспучивания (SI) и по индексу Рога (RI).

Внутри групп выделены подгруппы по коксуемости на основании дилатометрических показателей по методу Одибера – Арну и вторй метод типа кокса по Грей Кинга. Для облегчения практического использования этой классификации вводили статистические группы которые включали набор кодовых номеров.

Метод определения показателя вспучивания заключается в получении коксового королька из спекающегося угля в строго определённых ГОСТированых условиях и далей сравнение проводилось контура этого королька, сравнивалось со стандартной шкалой нумерованных профилей кокса. Показателем вспучивания считается номер контура от 1 до 9 который больше соответствует полученому корольку.

Анализ по методу Рога: получают кокс из смеси испытуемого угля и антрацита тоже по стандарту и полуученый кокс испытывают на истирание в барабане Рога.

Дилатометрический метод Одибеа – Арна – заключается в медленном нагревании угля в строго стандартизированных условиях при этом уголь спрессовывается в стержень задоного размера и определяется его удлинение или сокращение в процентах от первоначальной длины.

Метод Грей – Кинга заключается в медленном нагревании угля в кварцевой трубке до 600 градусов и в сравнении полученного кокса со стандартными типами кокса.

Недостатки всех предыдущих промышленных классификаций:

-основные параметры выход летучих в-в и характер коксового королька, остались неизменными в течении многих лет, при этом не учитывалась петрография и генетический состав углей.

- Внешний вид королька субъективный показатель

Поэтому полученные по этой классификации параметры не отражали в полной мере технологические свойства углей, т.е. угли с одинаковыми кодовыми номерами в ряде случаев характеризовались разной коксуемостью разными технологическими свойствами.

Что бы перейти к изучению международной современной классификации углей мы должны познакомиться с одним из важнейших технологических показателей которые не использовались в предыдущих классификациях. – это показатель отражения (Ro). Используется в современной классификации углей. Показатель отражения определяется только для витринитов по скольку он составляет основную однородную массу углей. Сущность метода заключается в измерении электрических токов возникающих в фотоэлектронном – умножителе под влиянием света отражённого от палированой поверхности исследуемого образца и стандартного образца с известным показателем отражения.

Для определения отражения используются микро-спектрофотометры, фотометрические установки и приставки к микроскопам. Они должны обеспечивать измерения показателя отражения от 0,1 до 15% в иммерсионном масле и от 1 до 30% в воздухе. Исследуемые участки поверхности ВИТРИНИТа не должны иметь царапин микротрещин и различных минеральных примесей, которые готовятся из средней.

На каждом аншлиф брикете необходимо выполнить ….. в зависимости от однородности пробы и метаморфизма угля… С повышением метаморфизма число измерений увеличивается (для смесей около 500 точек необходимо померять на шлефе).. Средний показатель отражения вычисляется «ФОРМУЛА» вычисляется измерение.

Характер распределения R представляется в виде рефлектограммы (гистограммы). На ось абсцис наносится значение R0 с интервалом 0.01 процента, а на ось ординат частота показаний относящихся к каждому интервалу «РИСУНОК».

Для изотропной среды показатель отражения не зависит от взаимной ориентации образца и падающего света. Угли анизатропны, т.е. показатель отражения зависит от ориентации падения света и анизотропность это разность между показателем макс. И показателем мин.

∆=Rmax-Rmin

Rcp=1/3*(2Rmax+Rmin)

Анизотропность возрастает с увеличение степени метаморфизма угля, стр-ра становится более упорядочиной и приобретает более кристаллический характер.

Воспроизводимость результата когда R<1 тогда воспроизводимость меньше 0.03. Если показатель 1-1.5%, то воспроизводимость 0.05.

Если 1.5-2 воспороизводимость 0.08.