《煤灰渣真密度測定方法》

ICS71.040.01

CCSD21

團體標準

T/SXCIES004-2023

煤灰渣真密度測定方法

Determinationoftruedensityofcoalslag

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實施

山西省化工學(xué)會發(fā)布

煤灰渣真密度測定方法

1范圍

本標準給出了兩種煤灰渣真密度的測定方法、試驗儀器、試驗步驟、結(jié)果計算和重復(fù)性。

本標準適用于煤燃燒過程中產(chǎn)生的燃煤灰渣和煤氣化過程產(chǎn)生氣化灰渣等。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適

用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

STMD2638—2002用氦氣體密度儀測定煅燒石油焦真密度的標準方法

GB/T217-2008煤的真相對密度測定方法

GB/T212-2008煤的工業(yè)分析方法

GB/T212-2017煤中全水分的測定方法

T/CCAS012-2019水泥密度測定方法

GB/T40401-2021骨架密度的測量氣體體積置換法

3術(shù)語和定義

下列術(shù)語和定義適用于本標準。

3.1煤灰渣coalslag

煤灰渣包括燃煤灰渣，氣化灰渣等。燃煤灰渣是指燃煤中的礦物質(zhì)在爐內(nèi)燃燒而造成的

高溫作用下，經(jīng)受了一定的物理化學(xué)變化后所形成的最終產(chǎn)物，也稱為鍋爐灰渣。氣化灰渣

是煤氣化反應(yīng)后生成的由無機礦物質(zhì)和殘留的碳質(zhì)顆粒形成的固態(tài)殘渣，根據(jù)不同類型的氣

化技術(shù)，產(chǎn)生的氣化灰渣又可分為，粗渣，細渣，飛灰，底渣等類型，統(tǒng)稱為氣化灰渣或煤

煤灰渣。

3.2真密度Truedensity

排除煤灰渣中包含的開放氣孔和閉合氣孔的影響，反映煤灰渣真實的密度。

4方法一浸液法

1

4.1原理

以十二烷基苯磺酸鈉溶液為浸潤劑，使煤灰渣樣在比重瓶中完全浸潤沉降并排除孔道中

吸附的氣體，根據(jù)樣品排出的同體積的水的質(zhì)量計算出煤灰渣的真密度。

4.2試劑

十二烷基苯磺酸鈉溶液：化學(xué)純，20g/L。稱取十二烷基苯磺酸鈉20g溶于水中，并用水稀

釋至1L。

4.3試驗儀器

4.3.1鼓風(fēng)干燥箱：干燥溫度可控制住110±5℃范圍內(nèi)。

4.3.2分析天平：感量0.1mg。

4.3.3量筒：容積25mL

4.3.4刻度移液管：容量10mL。

4.3.5比重瓶：容量25~50mL，帶磨口毛細管塞。

4.3.6超聲波清洗機：超聲波功率200W，工作頻率20-60KHz。

4.3.7干燥器。

4.4實驗步驟

4.4.1原料預(yù)處理：取潔凈樣品約1000g，將其篩分、破碎成小于2mm的顆粒；以四分法縮

分，取一份研磨至顆粒粒度小于0.2mm的粉狀樣品，取150g作為試樣。將煤灰渣樣品置于

鼓風(fēng)干燥箱中在105℃條件下干燥10h至恒重，在第7h、8h、9h分別稱取煤灰渣樣品的質(zhì)

量，若質(zhì)量未恒定則繼續(xù)干燥直至連續(xù)三次測得質(zhì)量不變。然后在干燥器中冷卻至室溫。

4.4.2準確稱量干燥樣品三份，每份約10g，精確至0.0001g，每份試樣分別裝入潔凈的比重瓶

中。用移液管向比重瓶中注入6mL的十二烷基苯磺酸鈉溶液（浸潤劑），并將比重瓶頸上附著

的顆粒沖入瓶中，放置一定時間使樣品浸透，加入去離子水，其體積不超過比重瓶體積的一

半。

4.4.3將比重瓶在50KHz頻率下超聲波水浴震蕩處理30min，以完全排出灰渣顆粒表面或孔道中

的氣泡。

4.4.4擦干比重瓶并使其冷卻至室溫后，向其中再次加入去離子水至比重至瓶口（若在室溫條

件變化較大，需加入與室溫相同的蒸餾水至瓶口，并準確記錄室溫溫度），蓋上瓶塞，使過

2

剩的水從瓶塞上的毛細管溢出（瓶口和毛細管內(nèi)不得有氣泡存在，否則應(yīng)重新加水、蓋塞）。

迅速擦干比重瓶外表，稱其質(zhì)量m1，精確至0.001g。

4.4.5依照上述方法，測定空白值，即不加煤灰渣樣品，測出比重瓶加浸潤劑和水的質(zhì)量m2，

精確至0.001g，應(yīng)測定在相同室溫條件下的空白值，若室溫不確定，需控制與4.4.4室溫條件下

測定。同一密度瓶重復(fù)測定的差值不得超過0.0015g。

4.4.6結(jié)果計算：同一批煤灰渣樣品測3次，計算3個真密度值，最后取平均值。

ρ=m0/（m2+m0-m1）×ρH2O

式中：

ρ——干燥煤灰渣的真密度，單位g/cm3；

3

ρH2O——去離子水的密度，單位g/cm，室溫下水的密度矯正參考GB/T217-2008；

m0——干燥煤灰渣樣品的質(zhì)量，單位g；

m1——盛有樣品、浸潤劑和去離子水的比重瓶在空氣中的質(zhì)量，單位g；

m2——盛有相同體積的去離子水、浸潤劑的比重瓶在空氣中的質(zhì)量，單位g。

5方法二氣體膨脹置換法

5.1原理

以氣體測定樣品所排出的體積，氣體能滲入煤灰渣中極小的孔隙和表面的不規(guī)則空陷，

因此測出的煤灰渣體積接近真實體積，從而可以用來計算煤灰渣的密度。

應(yīng)用阿基米德原理--氣體膨脹置換法，利用小分子直徑的惰性氣體在一定條件下的玻義爾

定律（PV=nRT），通過測定由于樣品測試腔放入樣品所引起的樣品測試腔氣體容量的減少來

精確測定樣品的真實體積，從而得到其真密度，真密度=質(zhì)量/真實體積。

5.2試劑

氦氣：99.99%高純氦氣

5.3試驗儀器

5.3.1鼓風(fēng)干燥箱：干燥溫度105-110℃。

5.3.2分析天平：感量0.1mg。

5.3.3干燥器

5.3.4全自動真密度測試儀

3

5.4試驗步驟

5.4.1煤灰渣處理：取潔凈樣品約1000g，將其篩分、破碎成小于2mm的顆粒；以四分法縮

分，取一份研磨至顆粒粒度小于0.2mm的粉狀樣品，取150g作為試樣。將煤灰渣樣品置于

鼓風(fēng)干燥箱中在105℃條件下干燥10h至恒重，在第7h、8h、9h分別稱取煤灰渣樣品的質(zhì)

量，若質(zhì)量未恒定則繼續(xù)干燥直至連續(xù)三次測得質(zhì)量不變。然后在干燥器中冷卻至室溫。

5.4.2樣品測試管清洗：將樣品測試管取出，用無水乙醇擦拭干凈。

5.4.2樣品測試管體積標定：將擦拭干凈的樣品管安裝到儀器上，選擇真空泵模式下，確保氦

氣壓力穩(wěn)定在0.32-0.4MPa，儀器自動對樣品測試管進行體積標定，標定完成后記錄體積V。

然后將樣品管取出等待裝樣品。

5.4.3樣品稱量：首先稱量樣品管質(zhì)量，記為M1，其次將烘干的煤灰渣樣品放入樣品測試管，

體積達到樣品腔體積的3/4左右，記錄裝有煤灰渣的樣品管質(zhì)量M2，稱量精確至0.0001g。

5.4.4真密度測試：將裝有煤灰渣樣品的樣品管安裝在全自動真密度測試儀上，在測試系統(tǒng)中

輸入標定的體積V，煤灰渣樣品質(zhì)量（M2-M1）且測試氣體種類選擇氦氣。

5.4.5測試系統(tǒng)操作：選擇在“真空泵模式下”，對樣品“進行沖洗1次”，循環(huán)測試10次

樣品真密度。

5.4.6數(shù)據(jù)處理：在測出的10個真密度值中，取樣品測試密度值之差＜0.005g/cm3的值，以其

平均值作為測定結(jié)果。

6允許差

平行測定兩次，試驗結(jié)果取兩次測定結(jié)果的算術(shù)平均值，試驗結(jié)果精確至0.001g/cm3。若

兩次試驗結(jié)果差值超過0.02g/cm3應(yīng)重新測量。

4

T/SXCIES004-2023

山西省化工學(xué)會團體標準

煤灰渣真密度的測定T/SXCIES