定義
煤中氧常以符號Odaf表示,過去用Oad表示。是煤中有機質的重要組成元素之一。
特徵
測定煤中氧的含量是以乾燥無灰基為基準。氧含量隨煤化程度的加深而減少。泥炭中氧含量為30%~40%,無煙煤中氧含量則減少到20%左右,腐殖煤的各種煤岩成分中,鏡質組和殼質組的氧含量較高,惰質組氧含量最低。煤氧化時,氧含量迅速增高,而碳、氫含量明顯降低,所以氧含量是判斷煤層風化的主要指標之一。
影響因素
氧是煤中第三個重要的組成元素。它以有機和無機兩種狀態存在。有機氧主要存在於含氧官能團,如羧基(—COOH),羥基(—OH)和甲氧基(—OCH)等中;無機氧主要存在於煤中水分、矽酸鹽、碳酸鹽、硫酸鹽和氧化物中等。煤中有機氧隨煤化度的加深而減少,甚至趨於消失。褐煤在乾燥無灰基碳含量小於70%時,其氧含量可高達20%以上。煙煤碳含量在85%附近時,氧含量幾乎都小於10%。當無煙煤碳含量在92%以上時,其氧含量都降至5%以下。
煤中氧含量和揮發分有一定的關係,總的趨勢是隨著揮發分的減少而氧含量減少。但在煙煤階段,有的煤揮發分雖然相同,而它們的氧含量可能相差很大。其規律是, 如果揮發分一樣,煙煤的氧含量隨焦渣特徵號數的增大而減小。如V=30%左右的煙煤,若焦渣特徵為1~2號,O為15%左右;若焦渣特徵為3~5號,O為10%左右;若焦渣特徵為7~8號,O為4~6%左右。
測定方法
煤中氧的測定方法主要有兩種,分別為直接測定和間接計算。
煤中氧的直接測定方法是舒茲在30年代提出的。概要如下:將煤樣在1120℃高溫下於純氮氣氛中裂解,其產物通過赤熱的碳,其中的氧使碳轉化為一氧化碳。一氧化碳和五氧化二碘反應,析出當量的碘,一氧化碳就轉變為二氧化碳。用硫代硫酸鈉(NaSO滴定法測碘,或用二氧化碳吸收法(也可以用酸鹼滴定法)測二氧化碳。這樣就可以測出氧含量。
由於煤在氮氣流中裂解時,不僅析出有機氧,而且水中和礦物質中的無機氧也同時析出,並同樣與煤中的碳起反應生成一氧化碳。所以在測定煤中含氧時,必須先將煤樣乾燥除水,或預先進行脫灰處理,或將礦物質中的結晶水和碳酸鹽除掉。因此,從煤中直接測定氧含量,過程比較複雜,測定結果誤差也比較大。所以,一般不用此法,而是用差減法計算求出煤中氧含量。
間接計算是指由於從煤中直接測定氧含量手續麻煩,結果精度不高。故一般用差減法計算求出,雖然是近似值,但對於判斷某些煤的性質仍有重要作用。若需更準確計算,還應得出結晶水中氫、碳酸鹽二氧化碳中碳以及煤灰中三氧化硫的含量以進行校正。