煤炭浮沉试验方法（一）
发布时间：2017-09-01
煤炭浮沉试验是指根据煤的密度的差异，在介质中使其分离，从而了解各密度级产物的质量指标。其目的是根据不同密度级煤的产率及质量特征了解煤的可选性，从而为选煤厂的设计确定分选方法、工艺流程和设备要求等方面提供技术依据。同时在生产中，通过对入选原煤的浮沉试验，确定精煤的理论产率和生产过程中的实际精煤产率，并可计算出选煤厂对该种煤炭的分选效率(数量效率等)。
浮沉试验应在浮沉室内进行，室内面积一般为36m2。
为保证浮沉试样的代表性，浮沉试验用的煤样从筛分后的各粒度级产物中缩取，缩取后再对各粒级产物分别进行浮沉，这样做会得到更准确的结果。浮沉试验用煤样的质量根据每个粒级的粒度大小而定，质量应符合表3―6的规定。
取样步骤如下：①大于50mm的各粒级浮沉试验煤样，应用堆锥四分法从各手选产物中缩取，按比例配成该粒级的浮沉试验煤样，必要时矸石与硫化铁可以不配入该粒级浮沉试验煤样中，但须加以说明；②小于50mm的各粒级产物浮沉试验煤样，用堆锥四分法或缩分器从相应的粒级中缩取。
浮沉试验用的煤样必须为空气干燥状态。
二、重液配制
试剂主要有氯化锌、苯、四氯化碳和三溴甲烷等(均属工业品)。
浮沉试验用的重液一般为氯化锌水溶液。用氯化锌浮沉有困难时可以采用四氯化碳、三溴甲烷和苯等有机重液。
如果氯化锌水溶液含有较多的固体杂质，在测定密度以前用沉淀法去除。在试验过程中如果煤泥混入重液太多，也要用沉淀法去除。当室温很低，氯化锌重液有结晶析出时，需将重液加热溶解后方可进行浮沉试验。
可按下列密度分成不同密度级：1.30kg/L、1.40kg/L、1.50kg/L、1.60kg/L、1.70kg/L、1.80kg/L、 2.Ookg/L。必要时增力1.25kg/L、1.35kg/L、1.45kg/L、1.55kg/L、1.90kg/L或2.10kg/L等密度。当小于1.30kg/L密度级的产率大于20％时，必须增加1.25kg/L密度级。无烟煤可根据具体情况适当减少或增加某些密度级。各密度级重液的配制见表3―7。
配制方法：取1.014kg氯化锌，溶于1.586kg水中，然后用1.30kg/L的密度计测其密度。根据密度计指示值高低，加入适量的水，或加入适量的氯化锌，直至密度计指示值到1.30为止。
测定方法：测定重液的密度时，应先用木棒轻轻搅动，待其均匀后取部分重液倒入量筒中，然后将密度计放入(也可直接放入浮沉桶)让其自由浮沉，平稳后读取其密度值。如密度高则加水稀释，反复测定直至达到要求的密度为止。
三、试验步骤
①将配好的重液(密度值准确到0.003kg/L)装入重液桶中并按密度大小顺序排好，每个桶中重液液面不低于350mm。把最低密度的重液再分装入另一个重液桶中，作为每次试验的缓冲液使用。
②浮沉顺序一般是从低密度级向高密度级逐步进行。如果煤样中易泥化的矸石或高密度物含量多时，可先在最高的密度液内浮沉，捞出的浮物仍按由低密度到高密度顺序进行浮沉。
③浮沉试验之前先将煤样称量，放入网底桶内，每次放入的煤样厚度一般不超过100mm，用水洗净附着在煤块上的煤泥，滤去洗水再进行浮沉试验。收集同一粒级冲洗出的煤泥水，用澄清法或过滤法回收煤泥，然后干燥称重。此煤泥通常称为浮沉煤泥。
④进行浮沉试验时，先将盛有煤样的网底桶在最低一个密度的缓冲液内浸润一下(同理，如先浮沉高密度物，也应在该密度的缓冲液内浸润一下)，然后提起斜放在桶边上滤尽重液，再放入浮沉用的最低密度的重液桶内，用木棒轻轻搅动或将网底桶缓缓地上下移动，然后使其静止分层，分层时间不少于下列规定：粒度大于25mm时，分层时间为1～2min；最小粒度为3mm时，分层时间为2～3min；最小粒度为1～0.5mm时，分层时间为3～5min。
⑤小心地用捞勺按一定方向捞取浮物。捞取深度不得超过100mm。捞取时应注意勿使沉物搅起混入浮物中，待大部分浮物捞出后，再用木棒搅动沉物，然后仍用上述方法捞取浮物，反复操作直到捞尽为止。
⑥把装有沉物的网底桶慢慢提起，斜放在桶边上滤尽重液，再把它放人下一个密度的重液桶中，用同样方法逐次按密度顺序进行，直到该粒级煤样全部做完为止，最后将沉物倒入盘中。在整个试验过程中应随时调整重液的密度，保证密度值的准确，且应注意回收氯化锌溶液。
⑦各密度级产物应分别滤去重液，用水冲净产物上残存的氯化锌(最好用热水冲洗)，然后放入温度不高于lOOOC的干燥箱内干燥，干燥后取出冷却，达到空气干燥状态再进行称重。
四、结果表述
浮沉试验得出的结果，应整理到规定的表格中去，以备查用和分析。在整理资料时，首先应检查试验结果的准确性，看结果是否超过了规定的允许差。如果超过了允许差，该次试验失败，需重做。检查时应根据GB 478―87《煤炭浮沉试验方法》的规定对煤炭浮沉试验结果进行校核。
1．煤炭浮沉试验数量、质量检查方法
(1)质量校核浮沉试验前空气干燥状态的煤样质量与浮沉试验后各密度级产物的空气干燥状态质量之和的差值，不得超过浮沉试验前煤样质量的2％，否则应重新进行浮沉试验。
(2)灰分校核 浮沉试验前煤样灰分与浮沉试验后各密度级产物灰分的加权平均值的差值，应符合下列规定。
①? 样中最大粒度大于或等于25mm。
・煤样灰分小于20％时，相对差值不得超过10％，即:
・煤样灰分大于或等于20％时，绝对差值不得超过2％，即:
②煤样中最大粒度小于25mm。
・煤样灰分小于15％时，相对差值不得超过10％，即:
・煤样灰分大于或等于15％时，绝对差值不得超过1.5％，即:
式中Ad――浮沉试验前煤样的灰分，％；
Ad――浮沉试验后各密度级产物的加权平均灰分，％。
各密度级产物的产率和灰分取到小数点后两位。
2．煤炭浮沉试验资料的整理
如试验结果符合上述数量、质量规定的要求，即可将各粒级浮沉试验结果填人浮沉试验报告表中，将各粒级浮沉资料(包括自然级和破碎级)汇总出50～0.5mm粒级原煤浮沉试验综合表，并绘制可选性曲线。根据要求也可汇总出100～0.5mm或其他粒级的浮沉试验综合表。
原煤浮沉试验是分粒级进行的，如一般选煤厂人洗原煤的粒度为50～Omm，浮沉时一般是把(原煤)试验分成50～13mm、13～6mm、6～3mm、3～O．5mm和＜0.5mm粒级，所以整理时也应分粒级进行。各粒级又包括自然级、破碎级和综合级。下面就以25～13mm级的某次试验资料整理为例，先将25～13mm粒级的自然级(未经破碎的)浮沉试验得到的各密度级物的质量和灰分填入表3―8中。
表3―8中各栏的意义和计算方法如下。
第1栏“密度级”按规定的浮沉试验填写密度级：＜1.30kg/L、1.30～1．40kg/L、…、＞2.00kg/L。
第1栏“煤泥”是指浮沉试验前从煤样中冲洗掉的附着在煤粒表面的＜0.5mm的煤粉。
如表中25～13mm粒级浮沉时除去了0.238kg煤粉(原生煤泥)。
第2栏“质量”是指由浮沉试验得出的各密度级的浮物质量。如＜1.30kg/L密度级的浮沉物质量为1.645kg，则在＜1.30kg/L密度级的“质量”栏中填写，其余密度级的质量同理填写。
总计质量=合计质量+煤泥质量，即24.732kg=24.494kg+0.238kg
第3栏“占本级产率”是指产品数量与原料数量的百分比或某一成分的数量与总量的百分比。即:
如表3―8中＜1.30kg／L密度级占本级产率为:
其余各密度级“占本级产率”的计算方法依此类推。
合计产率，即除掉原生煤泥后占本级产率，如表3―8中去除煤泥的试样合计质量为24.494kg，将24.494kg看作是本粒级试样的100，并于第3栏各密度级浮沉物合计栏反映出累计产率为100％。
第4栏“占全样产率”是指本粒级占全部浮沉煤样的质量分数(产率)。如表3―8中＜1.30kg/L密度级“占全样产率”为:
其余各密度级“占全样产率”的计算方法依此类推。
第5栏“灰分”指各密度级的化验灰分，以百分数表示。将该粒级煤样中各密度级的化验灰分填入后还应计算合计灰分和总计灰分，才可得出第5栏的全部数据。
第6栏“全硫”是各密度级产物在煤质分析化验中所测得的。
参考资料：煤质分析及煤化工产品检测
