针对煤矸石的发热量检测以及氮、氢、氧、硫(注意问题中“氮”元素被重复提及,应为氮、氢、氧、硫四种元素)的含量分析,以下提供详细的检测方法和步骤:
一、煤矸石发热量检测煤矸石的发热量检测通常使用量热仪进行,具体步骤包括:
制样:将提取的煤矸石进行缩分,使样品颗粒大小在3~6毫米之间。然后将缩分好的煤矸石样放入制样机内运行一定时间(如一分钟),取出制好的煤矸石样,放入存样瓶中备用,样品重量通常为200克。
称量:使用高精度电子天平(如万分之一电子天平)称取一定量(如1克)的煤矸石样,并用包纸包好。
标定包纸热:将包好的煤矸石样放入石英坩埚内,再将承载包纸的石英管放入氧弹内架上。接好点火丝和点火棉线,充入高纯度氧气(如98%的氧气),充氧时间和压力需严格控制。将氧弹放入量热仪中,按测定程序操作,机器会自动打印出包纸热量数值。连续操作多次(如4次),并计算包纸热量的平均值,输入到机器内。
测定煤矸石发热量:将准备好的煤矸石样放入石英坩埚,并重复上述充氧和放入量热仪的步骤。机器会自动打印出炉渣(煤矸石)样引发煤的低位发热量及单桶发热量,按计算键可以自动打印出高位发热量和实验结束,得出煤矸石的发热量。
氮含量测试:
实验室检测:可以使用气相色谱法或液相色谱法等实验室分析方法,对煤矸石中的氮氧化物含量进行定量检测。
现场检测和遥感技术检测:虽然这两种方法主要用于环境监测,但在特定条件下也可用于煤矸石堆场或煤矿现场的氮含量估算。
氢含量测试:
低场核磁共振技术:是一种新兴的高效检测方法,具有可重复、灵敏度高、绿色环保、测试速度快等优点。通过取不同煤矸石样品,使用低场核磁共振设备进行氢含量的测试,可以快速筛选高氢含量的煤矸石。
氧含量测试:
氧含量通常不是煤矸石检测的重点,因为煤矸石中的氧主要以氧化物形式存在,且含量相对稳定。但在某些特定应用中,可能需要通过化学分析或元素分析仪来测定其氧含量。
硫含量测试:
湿法量测法:利用化学反应,在煤矸石样品中加入化学试剂,通过减量法或直接滴定法测定硫的含量,适用于低硫煤矸石样品。
干法量测法:在高温高压条件下将煤矸石样品与空气中的氧气接触,将硫氧化成SO2,并通过SO2的重量变化来计算硫含量,适用于高硫煤矸石样品。
催化燃烧法:将煤矸石样品和氧气一起送入高温催化管中,利用催化剂促进硫的氧化,将气态的SO2收集后再通过化学方法计算。这种方法操作简便,分析速度快,适用范围较广。
此外,对于煤矸石中其他主要化学成分的含量,如二氧化硅(SiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铁(Fe2O3)、氧化钙(CaO)、氧化镁(MgO)以及碳等元素的含量,可以采用X射线荧光光谱仪(XRF)、化学滴定法、燃烧法等方法进行定量分析,以了解其矿物组成和燃烧特性。
综上所述,煤矸石的发热量检测以及氮、氢、氧、硫等元素的含量测试需要采用专业的仪器和方法进行。在实际操作中,应根据具体需求和样品特性选择合适的检测方法和步骤。