《煤灰渣真密度測(cè)定方法》

ICS71.040.01

CCSD21

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/SXCIES004-2023

煤灰渣真密度測(cè)定方法

Determinationoftruedensityofcoalslag

（征求意見稿）

2023-XX-XX發(fā)布2023-XX-XX實(shí)施

山西省化工學(xué)會(huì)發(fā)布

煤灰渣真密度測(cè)定方法

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)給出了兩種煤灰渣真密度的測(cè)定方法、試驗(yàn)儀器、試驗(yàn)步驟、結(jié)果計(jì)算和重復(fù)性。

本標(biāo)準(zhǔn)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(duì)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(cè)定煅燒石油焦真密度的標(biāo)準(zhǔn)方法

GB/T217-2008煤的真相對(duì)密度測(cè)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(cè)定方法

T/CCAS012-2019水泥密度測(cè)定方法

GB/T40401-2021骨架密度的測(cè)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(biāo)準(zhǔn)。

3.1煤灰渣c(diǎn)oalslag

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(jī)礦物質(zhì)和殘留的碳質(zhì)顆粒形成的固態(tài)殘?jiān)?，根?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(xì)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(shí)的密度。

4方法一浸液法

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4.1原理

以十二烷基苯磺酸鈉溶液為浸潤(rùn)劑，使煤灰渣樣在比重瓶中完全浸潤(rùn)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(jì)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(yàn)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(xì)管塞。

4.3.6超聲波清洗機(jī)：超聲波功率200W，工作頻率20-60KHz。

4.3.7干燥器。

4.4實(shí)驗(yàn)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(cè)得質(zhì)量不變。然后在干燥器中冷卻至室溫。

4.4.2準(zhǔn)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(rùn)劑），并將比重瓶頸上附著

的顆粒沖入瓶中，放置一定時(shí)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(zhǔn)確記錄室溫溫度），蓋上瓶塞，使過

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剩的水從瓶塞上的毛細(xì)管溢出（瓶口和毛細(xì)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(cè)定空白值，即不加煤灰渣樣品，測(cè)出比重瓶加浸潤(rùn)劑和水的質(zhì)量m2，

精確至0.001g，應(yīng)測(cè)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(cè)定。同一密度瓶重復(fù)測(cè)定的差值不得超過0.0015g。

4.4.6結(jié)果計(jì)算：同一批煤灰渣樣品測(cè)3次，計(jì)算3個(gè)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；

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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(rùn)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(rùn)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(cè)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(cè)出的煤灰渣體積接近真實(shí)體積，從而可以用來計(jì)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(cè)定由于樣品測(cè)試腔放入樣品所引起的樣品測(cè)試腔氣體容量的減少來

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

5.2試劑

氦氣：99.99%高純氦氣

5.3試驗(yàn)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(dòng)真密度測(cè)試儀

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5.4試驗(yàn)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(cè)得質(zhì)量不變。然后在干燥器中冷卻至室溫。

5.4.2樣品測(cè)試管清洗：將樣品測(cè)試管取出，用無水乙醇擦拭干凈。

5.4.2樣品測(cè)試管體積標(biāo)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(dòng)對(duì)樣品測(cè)試管進(jìn)行體積標(biāo)定，標(biāo)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(cè)試管，

體積達(dá)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(cè)試：將裝有煤灰渣樣品的樣品管安裝在全自動(dòng)真密度測(cè)試儀上，在測(cè)試系統(tǒng)中

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

5.4.5測(cè)試系統(tǒng)操作：選擇在“真空泵模式下”，對(duì)樣品“進(jìn)行沖洗1次”，循環(huán)測(cè)試10次

樣品真密度。

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

平均值作為測(cè)定結(jié)果。

6允許差

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

兩次試驗(yàn)結(jié)果差值超過0.02g/cm3應(yīng)重新測(cè)量。

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