基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法与流程

本发明属于煤炭加工，具体涉及一种基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法。

背景技术：

1、不同煤岩显微组分的工艺性能存在较大差异，镜质组和壳质组在煤炭转化过程中具有黏结性、反应活性和油转化率高等优点，是配煤炼焦、热解、液化以及制备煤基复合材料等领域的优质原料；而惰质组的活性极弱或无活性，其含量较高时会导致煤的液化性能和反应活性降低、黏结性能和成浆性能差，可作为石墨、活性炭等碳材料制备的原料或燃料等。因此，通过有效的煤岩组分分离富集，从而实现不同煤岩组分的分质转化利用，将会有力促进高惰质组煤的绿色高效利用，使我国煤炭加工利用及煤化工行业发生质的蜕变。

2、煤岩显微组分的充分解离，是实现不同组分有效分选的前提，而煤岩显微组分的测定是评价煤岩显微组分富集程度的主要手段，是实现煤岩显微组分高质量分选的技术保障。然而，大部分煤只有粉碎到10μm以下时，煤中的显微组分才能达到良好的解离效果，因此，细粒物料中不同组分的定量测定成为未来煤岩工作的重点和难点。目前，测定煤岩显微组分含量的具体方法主要依靠国家标准《煤的显微组分组和矿物测定方法》(gb/t8899-2013)。但是，该方法要求用于煤岩显微组分定量统计的粉煤光片中，样品粒度必须小于1mm，同时，直径小于0.1mm的物料不得多于10％，当细粒物含量较多时则无法检测；除此之外，该方法且的测试工艺耗时长、效率低，易受测试者的操作及其对煤岩显微组分的识别能力的影响较大。因此，亟需开发一种耗时短、效率高、准确率高且不受测试者的操作影响的煤岩显微组分测定方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，通过等密度梯度离心法获得煤样的密度分布特征，从而了解煤岩显微组分的解离规律，为煤岩显微组分碎磨及分选提供理论指导。

2、为实现上述目的，本发明采用的技术方案是提供一种基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，包括以下步骤：

3、步骤一、从试验煤炭样品中缩分出具有代表性的待测样品a和待测样品b；

4、步骤二、将所述待测样品a中不同显微组分充分解离，采用等密度梯度离心方法对解离后的待测样品a进行多次分选，并统计各密度级质量分数的平均值，进而绘制待测样品a的密度分布图；

5、步骤三、采用等密度梯度离心方法对所述待测样品b进行多次分选，并统计各密度级质量分数的平均值，进而绘制待测样品b的密度分布图；

6、步骤四、根据所述步骤二中待测样品a的密度分布图，通过分峰拟合的方法获得待测样品a的解离图谱，并依次计算待测样品a中不同显微组分分布峰独立面积和重叠面积占比；根据所述步骤三中待测样品b的密度分布图，通过分峰拟合的方法获得待测样品b的解离图谱，并依次计算待测样品b中不同显微组分分布峰独立面积和重叠面积占比；

7、步骤五、根据所述步骤四中计算得到的待测样品a中不同显微组分分布峰独立面积占比和重叠面积占比，计算煤岩中不同显微组分的相对含量；

8、步骤六、根据所述步骤四中计算得到的待测样品a中不同显微组分分布峰独立面积占比和重叠面积占比，以及计算得到的待测样品b中不同显微组分分布峰独立面积占比和重叠面积占比，计算煤岩中不同显微组分的解离程度。

9、进一步地，所述步骤二中的充分解离是指采用圆盘粉碎机粉碎待测试样品a，使得待测试样品a中颗粒直径小于10μm的物料质量占比大于等于90％。

10、进一步地，所述步骤二和步骤三中的等密度梯度离心方法中分选介质的密度梯度均为0.01g/cm3或0.02g/cm3。

11、进一步地，所述步骤二和步骤三中的分选次数均为至少三次以上。

12、进一步地，所述步骤四中待测样品a中不同显微组分分布峰独立面积占比指的是壳质组分布峰面积占总面积的比值al，镜质组分布峰面积占总面积的比值av，惰质组分布峰面积占总面积的比值ai；所述待测样品a中不同显微组分重叠面积占比指的是壳质组与镜质组的重叠面积占总面积的比值al-v,镜质组与惰质组的重叠面积占总面积的比值av-i,所述总面积指的是壳质组、镜质组及惰质组分布峰的面积之和。

13、进一步地，所述步骤四中待测样品b中不同显微组分分布峰独立面积占比指的是壳质组分布峰面积占总面积的比值bl，镜质组分布峰面积占总面积的比值bv，惰质组分布峰面积占总面积的比值bi；所述待测样品b中不同显微组分重叠面积占比指的是壳质组与镜质组的重叠面积占总面积的比值bl-v,镜质组与惰质组的重叠面积占总面积的比值bv-i,所述总面积指的是壳质组、镜质组及惰质组分布峰的面积之和。

14、进一步地，所述步骤五中壳质组的相对含量ml表示为：ml＝(al+0.5al-v)×100％；镜质组的相对含量mv表示为：mv＝(0.5al-v+av+0.5av-i)×100％；惰质组的相对含量mi表示为：mi＝(0.5av-i+ai)×100％。

15、进一步地，所述步骤六中壳质组的解离程度ll表示为：镜质组的解离程度lv表示为：惰质组的解离程度li表示为：

16、进一步地，所述煤岩显微组分的解离程度指的是煤的碎磨产品较充分解离时的相对解离程度。

17、本发明与现有技术相比具有以下优点：

18、1、本发明不受煤种和煤质的限制，根据煤岩不同显微组分之间的密度差异，通过窄密度级的等密度梯度离心法获取煤样的密度分布特征，并通过分峰拟合的方法，获取煤岩的解离图谱，从而实现对细粒煤的显微组分解离程度和相对含量的评价，为实际工业生产中煤岩显微组分高质量分选提供技术保障。

19、2、本发明操作简单、易于掌握，所采用的等密度梯度离心法和多峰拟合法对操作者的要求较低，不同操作者对实验结果影响较小，能够有效提升工作效率，可为矿物加工工程相关专业科研、技术及管理人员掌握使用。

20、3、本发明不受测试者经验影响，获得的数据直观、准确，测试结果可复测和追溯，能够有效避免偶然因素和人为因素带来的误差，提升实验结果的准确性。

21、下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤二中的充分解离是指采用圆盘粉碎机粉碎待测试样品a，使得待测试样品a中颗粒直径小于10μm的物料质量占比大于等于90％。

3.按照权利要求1所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤二和步骤三中的等密度梯度离心方法中分选介质的密度梯度均为0.01g/cm3或0.02g/cm3。

4.按照权利要求1所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤二和步骤三中的分选次数均为至少三次以上。

5.按照权利要求1所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中待测样品a中不同显微组分分布峰独立面积占比指的是壳质组分布峰面积占总面积的比值al，镜质组分布峰面积占总面积的比值av，惰质组分布峰面积占总面积的比值ai；所述待测样品a中不同显微组分重叠面积占比指的是壳质组与镜质组的重叠面积占总面积的比值al-v,镜质组与惰质组的重叠面积占总面积的比值av-i,所述总面积指的是壳质组、镜质组及惰质组分布峰的面积之和。

6.按照权利要求5所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤四中待测样品b中不同显微组分分布峰独立面积占比指的是壳质组分布峰面积占总面积的比值bl，镜质组分布峰面积占总面积的比值bv，惰质组分布峰面积占总面积的比值bi；所述待测样品b中不同显微组分重叠面积占比指的是壳质组与镜质组的重叠面积占总面积的比值bl-v,镜质组与惰质组的重叠面积占总面积的比值bv-i,所述总面积指的是壳质组、镜质组及惰质组分布峰的面积之和。

7.按照权利要求5或6所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤五中壳质组的相对含量ml表示为：ml＝(al+0.5al-v)×100％；镜质组的相对含量mv表示为：mv＝(0.5al-v+av+0.5av-i)×100％；惰质组的相对含量mi表示为：mi＝(0.5av-i+ai)×100％。

8.按照权利要求6所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述步骤六中壳质组的解离程度ll表示为：镜质组的解离程度lv表示为：惰质组的解离程度li表示为：

9.按照权利要求2所述的基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，其特征在于，所述煤岩显微组分的解离程度指的是煤的碎磨产品较充分解离时的相对解离程度。

技术总结本发明公开了一种基于密度分布的煤岩组分相对含量和解离程度评价方法，包括以下步骤：从试验煤炭样品中缩分出具有代表性的待测样品A和待测样品B；将所述待测样品A中不同显微组分充分解离，采用等密度梯度离心方法对解离后的待测样品A和待测样品B进行多次分选，进而分别绘制待测样品A和待测样品B的密度分布图；再通过分峰拟合的方法获得待测样品A和待测样品B的解离图谱，并依次计算待测样品A和待测样品B中不同显微组分分布峰独立面积和重叠面积占比；进而计算煤岩中不同显微组分的相对含量和解离程度。本发明通过等密度梯度离心法获得煤样的密度分布特征，从而了解煤岩显微组分的解离规律，为煤岩显微组分碎磨及分选提供理论指导。技术研发人员：李毅红,李振,姚雷,常静,吴升林,曹钊,谢永鑫,袁雪,张怀青,王宏,赵凯受保护的技术使用者：陕西新能选煤技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13