煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法

前言

本标准是根据标准ISO 925：1980《固体矿物燃料—二氧化碳测定—重量法》和GB 483—87(煤质分析试验方法一般规定)进行修订的，在技术内容上与该标准等效。
根据GB/T 1.1-93和GB 483-87的规定，本标准在修订中，保留了GB 218-83中的主要技术内容，修改了有关的术语和符号，删除了附录A及一些文字说明，将吸收管质量恒定和空白等试验列入到正文中，规范了表达格式。同时增加了本国前言部分，使修改后标准更加合理并与ISO接轨。
本标准从生效之日起，同时代替GB 2l8-83。
本标准由中华人民共和国煤炭工业部提出。
本标准由全国煤炭标准化技术委员会归口。
本标准由煤炭科学研究总院北京煤化学研究所、河北煤田地质研究所负责起草。
本标准委托煤炭科学研究总院北京煤化学研究所负责解释。

1.范围

本标准规定了煤中碳酸盐二氧化碳含量的测定方法，适用于褐煤、烟煤及无烟煤。

2.引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准*新版本的可能性。
GB 474—83 煤样的制备方法
GB 483—87 煤质分析试验方法一般规定

3.方法提要

用盐酸处理煤样，煤中碳酸盐分解析出二氧化碳，后者用碱石棉吸收，根据吸收器质量的增加，求出煤中碳酸盐二氧化碳含量。

4.试剂

所用水均符合GB/T 6682《分析实验室用水规格和试验方法》要求的三级水，并经煮沸除去二氧化碳。
4.1 盐酸(GB/T 622)：（1+3）溶液。
4.2 硫酸(GB/T 625)：相对密度l.84。
4.3 无水氯化钙：粒度3～6mm。
4.4 碱石棉或碱石灰：粒度1～2mm。
4.5 粒状无水硫酸铜浮石：把粒度为1.5～3mm的浮石浸入硫酸铜(GB/T 665)饱和溶液中，煮沸2～3h，取出浮石置于搪瓷盘内，然后把瓷盘放入干燥箱中，在l60～170℃下经常搅拌干燥到白色，保存在密闭瓶中备用。
4.6 润湿剂：95%乙醇(GB/T 679)。

5.仪器、设备

5.1 二氧化碳测定装置，结构如图1所示：

5.1.1 净化系统:由内装浓疏酸(4.2)的洗气瓶(3)和内装碱石棉(4.4)的U形管(4)组成。
5.1.2 反应系统:由一个300mL的平底烧瓶(8)，分液漏斗(7)，冷凝器(6)和梨形管(5)组成。
5.1.3 吸收系统:由以下部件组成：
U形管(9)，内装无水氯化钙(4.3)，用以吸收从反应系统出来的水分；
U形管(l0)，前2/3装粒状无水硫酸铜浮石(4.5)，后l/3装无水氯化钙，用以吸收煤分解的硫化氢；
U形管(11)、(12)，前2/3装碱石棉，后l/3装无水氯化钙，用以吸收二氧化碳及其与碱石棉反应生成的水分。
5.2 分析天平：感量0.lmg。
5.3 气体流量计：量程20～500mL/min。
5.4 水力泵或下口瓶。
5.5 电炉。
5.6 平底烧瓶，容量300mL。

6.试验准备

如图1所示将各部件连接好，夹好弹簧夹(2)，关闭漏斗(7)上的活塞，打开各U形管和二通活塞(14)，开启水力泵抽气，经1～2min后，如气泡计(13)每分钟漏气不超过2个气泡，即达到气密的要求。

7.测定步骤

7.1 准确称量粒度小于0.2mm的空气干燥煤样5g(称准到0.00lg)，放入平底烧瓶中，加入50mL水，用橡皮塞塞紧，用力摇动以润湿煤样。打开瓶塞，再用50mL水将粘附在橡皮塞上的煤样洗入瓶中，若遇到难润湿的煤样，可先加5mL润湿剂(4.6)以后再加水。
7.2 接通仪器各部件，打开弹簧夹，以(50±5)mL/min的流量抽入空气，约10min后，关闭U形管(9)，(l0)，(l1)，(l2)及二通活塞，取下U形管(11)，(12)，用清洁干燥没有松散纤维的布擦净，在天平室冷却到室温(约l5min)后称量。再将其连到仪器上，重复以上操作，直到每支U形管质量变化不超过0.00lg时为止。
注：每天开始试验时，进行U形管质量恒定试验。
7.3 将质量恒定的U形管重新接好，以(50±5)mL/min的流量抽入空气。打开冷却水，在漏斗中加入25mL盐酸溶液(4.l)，打开活塞，使盐酸溶液在l～2min内慢慢滴入平底烧瓶中。注意不要太快，尤其对二氧化碳含量高的煤样，以免反应过猛。为了防止空气进入平底烧瓶，应在漏斗中尚存少量盐酸时，便关闭漏斗活塞。慢慢加热平底烧瓶使其中液体在7～8min后沸腾。注意，在溶液即将沸腾之际，要立即降低温度，以免溶液向外喷溅。溶液沸腾后(若煤样往烧瓶壁上爬，可轻轻摇动烧瓶)，继续保持微沸30min。停止加热，关闭U形管(4)，(9)，(10)，(ll)，(l2)及二通活塞。然后取下U形管(ll)及(12)，按7.2所述擦净和称量。

8.空白试验

每天开始试验时按7.1至7.3条规定(但不加煤样)，进行空白试验。

9.结果计算

空气干燥煤佯中碳酸盐二氧化碳含量，按式(l)计算：

式中：[CO2]ad——空气干燥煤样中碳酸盐二氧化碳含量，%；
m1——试验前U形管(11)、(12)的总质量，g；
m2——试验后U形管(11)、(l2)的总质量，g；
m3——空白值，g；
m——空气干燥煤样的质量，g。

10.精密度

煤中碳酸盐二氧化碳含量测定的重复性和再现性如表l规定。