煤中碳酸鹽二氧化碳含量的測定方法

Determination of carbon dioxide content in the mineral carbonates associated with coal

前 言

本標准是根據國際標准ISO 925：1980《固體礦物燃料—二氧化碳測定—重量法》和GB 483—87(煤質分析試驗方法一般規定)進行修訂的，在技術內容上與該國際標准等效。
根據GB/T 1.1-93和GB 483-87的規定，本標准在修訂中，保留了GB 218-83中的主要技術內容，修改了有關的術語和符號，删除了附錄A及一些文字說明，將吸收管質量恒定和空白等試驗列入到正文中，規範了表達格式。同時增加了本國前言部分，使修改後標准更加合理並與ISO接軌。
本標准從生效之日起，同時代替GB 2l8-83。
本標准由中華人民共和國煤炭工業部提出。
本標准由全國煤炭標准化技術委員會歸口。
本標准由煤炭科學研究總院北京煤化學研究所、河北煤田地質研究所負責起草。
本標准委托煤炭科學研究總院北京煤化學研究所負責解釋。
本標准主要起草人：劉玉珍、鄧秀敏。

1.範圍

本標准規定了煤中碳酸鹽二氧化碳含量的測定方法，適用于褐煤、煙煤及無煙煤。

2.引用標准

下列標准所包含的條文，通過在本標准中引用而構成爲本標准的條文。本標准出版時，所示版本均爲有效。所有標准都會被修訂，使用本標准的各方應探討使用下列標准最新版本的可能性。
GB 474—83 煤樣的制備方法
GB 483—87 煤質分析試驗方法一般規定

3.方法提要

用鹽酸處理煤樣，煤中碳酸鹽分解析出二氧化碳，後者用堿石棉吸收，根據吸收器質量的增加，求出煤中碳酸鹽二氧化碳含量。

4.試劑

所用水均符合GB/T 6682《分析實驗室用水規格和試驗方法》要求的三級水，並經煮沸除去二氧化碳。
4.1 鹽酸(GB/T 622)：（1+3）溶液。
4.2 硫酸(GB/T 625)：相對密度l.84。
4.3 無水氯化鈣：粒度3～6mm。
4.4 堿石棉或堿石灰：粒度1～2mm。
4.5 粒狀無水硫酸銅浮石：把粒度爲1.5～3mm的浮石浸入硫酸銅(GB/T 665)飽和溶液中，煮沸2～3h，取出浮石置于搪瓷盤內，然後把瓷盤放入幹燥箱中，在l60～170℃下經常攪拌幹燥到白色，保存在密閉瓶中備用。
4.6 潤濕劑：95%乙醇(GB/T 679)。

5.儀器、設備

5.1 二氧化碳測定裝置，結構如圖1所示：

5.1.1 淨化系統:由內裝濃疏酸(4.2)的洗氣瓶(3)和內裝堿石棉(4.4)的U形管(4)組成。
5.1.2 反應系統:由一個300mL的平底燒瓶(8)，分液漏鬥(7)，冷凝器(6)和梨形管(5)組成。
5.1.3 吸收系統:由以下部件組成：
U形管(9)，內裝無水氯化鈣(4.3)，用以吸收從反應系統出來的水分；
U形管(l0)，前2/3裝粒狀無水硫酸銅浮石(4.5)，後l/3裝無水氯化鈣，用以吸收煤分解的硫化氫；
U形管(11)、(12)，前2/3裝堿石棉，後l/3裝無水氯化鈣，用以吸收二氧化碳及其與堿石棉反應生成的水分。
5.2 分析天平：感量0.lmg。
5.3 氣體流量計：量程20～500mL/min。
5.4 水力泵或下口瓶。
5.5 萬能電爐。
5.6 平底燒瓶，容量300mL。

6.試驗准備

如圖1所示將各部件連接好，夾好彈簧夾(2)，關閉漏鬥(7)上的活塞，打開各U形管和二通活塞(14)，開啓水力泵抽氣，經1～2min後，如氣泡計(13)每分鍾漏氣不超過2個氣泡，即達到氣密的要求。

7.測定步驟

7.1 准確稱量粒度小于0.2mm的空氣幹燥煤樣5g(稱准到0.00lg)，放入平底燒瓶中，加入50mL水，用橡皮塞塞緊，用力搖動以潤濕煤樣。打開瓶塞，再用50mL水將粘附在橡皮塞上的煤樣洗入瓶中，若遇到難潤濕的煤樣，可先加5mL潤濕劑(4.6)以後再加水。
7.2 接通儀器各部件，打開彈簧夾，以(50±5)mL/min的流量抽入空氣，約10min後，關閉U形管(9)，(l0)，(l1)，(l2)及二通活塞，取下U形管(11)，(12)，用清潔幹燥沒有松散纖維的布擦淨，在天平室冷卻到室溫(約l5min)後稱量。再將其連到儀器上，重複以上操作，直到每支U形管質量變化不超過0.00lg時爲止。
注：每天開始試驗時，進行U形管質量恒定試驗。
7.3 將質量恒定的U形管重新接好，以(50±5)mL/min的流量抽入空氣。打開冷卻水，在漏鬥中加入25mL鹽酸溶液(4.l)，打開活塞，使鹽酸溶液在l～2min內慢慢滴入平底燒瓶中。注意不要太快，尤其對二氧化碳含量高的煤樣，以免反應過猛。爲了防止空氣進入平底燒瓶，應在漏鬥中尚存少量鹽酸時，便關閉漏鬥活塞。慢慢加熱平底燒瓶使其中液體在7～8min後沸騰。注意，在溶液即將沸騰之際，要立即降低溫度，以免溶液向外噴溅。溶液沸騰後(若煤樣往燒瓶壁上爬，可輕輕搖動燒瓶)，繼續保持微沸30min。停止加熱，關閉U形管(4)，(9)，(10)，(ll)，(l2)及二通活塞。然後取下U形管(ll)及(12)，按7.2所述擦淨和稱量。

8.空白試驗

每天開始試驗時按7.1至7.3條規定(但不加煤樣)，進行空白試驗。

9.結果計算

空氣幹燥煤佯中碳酸鹽二氧化碳含量，按式(l)計算：

式中：[CO2]ad——空氣幹燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量，%；
m1——試驗前U形管(11)、(12)的總質量，g；
m2——試驗後U形管(11)、(l2)的總質量，g；
m3——空白值，g；
m——空氣幹燥煤樣的質量，g。

10.精密度

煤中碳酸鹽二氧化碳含量測定的重複性和再現性如表l規定。