[发明专利]一种从自然煤中提纯壳质组的方法及其专用分层装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种从自然煤中提纯壳质组的方法及其专用分层装置。

背景技术

我国煤炭资源储量丰富，煤炭资源利用量大，自然煤中含有的三大主要有机显微组分也就自然成为了人们所研究的重点。这三大主要有机显微组分按照密度由小到大排列分别是壳质组、镜质组和惰质组，且其密度均小于2.0 g/cm³，其中壳质组的含量高低对煤种优劣的影响很大。壳质组主要由高等植物的繁殖器官、保护组织及其分泌代谢产物、菌藻类、微生物降解物等物质所形成的显微组分，为氢含量较高的显微组分，对煤的发热量具有重要的影响，并对研究成煤古环境、古地理提供重要的依据。然而，我国目前对壳质组的分离多采用实验室化学工艺技术，主要指浮沉法，即通过煤中三大主要有机显微组分的密度不同分离壳质组，这种分离方法操作麻烦、效率低、分离效果差，既成本昂贵又不能批量提取，此为现有技术的不足。

发明内容

本发明的目的是：提供一种从自然煤中提纯壳质组的方法及其专用分层装置，该从自然煤中提纯壳质组的方法工艺步骤简单、便于操作、分离纯度高、投资成本低；该专用分层装置结构简单、便于操作、提纯效率高；用以克服现有技术的不足。

本发明的目的可以通过下述技术方案来实现：

一种从自然煤中提纯壳质组的方法，其特征在于包括顺序进行的以下工艺步骤：

（A）将在自然状态下干燥的自然煤块粉碎、磨成煤粉，过200目筛，然后保存于干燥箱内备用；

（B）配置重液：先将ZnCl₂固体放入容量为2500ml的烧杯内加水煮溶，然后冷却至室温，再经真空过滤滤出杂质，将滤液回收，并加水配置成密度为2.0 g/cm³的重液；注意配置重液时，用玻璃棒轻轻搅动重液，并缓慢加水，然后将部分配置好的重液倒入容量为500ml的量筒内，并放入密度计测量所配置重液的密度值，如果测量出的密度值不是所需配置的重液密度值，则按上述程序反复配置，直至所测重液的密度值为2.0 g/cm³为止；

（C）将步骤（A）中磨好的煤粉和步骤（B）中配置好的密度为2.0g/cm³的ZnCl₂溶液按照体积比为1:4的比例混合，配制煤粉混合样；然后将已经配好的煤粉混合样倒入离心机的离心管内，倒入煤粉混合样的量为离心机离心管容积的2/3，再将离心管放进离心机内进行离心，离心机转速为2200r/min，离心时间为25min；离心结束后，从离心机内取出离心管，并将离心管放置于管架上静置2h；静置2h后离心完毕，煤粉混合样被分为三层，中间一层为ZnCl₂溶液，漂在ZnCl₂溶液上部的一层浮物是煤中的有机组分，沉于ZnCl₂溶液底部的一层下沉物是煤中的无机组分和部分杂质，此时从管架上取下离心管，先用玻璃棒沿离心管拨动一下漂在ZnCl₂溶液上部的浮物表面，然后仔细而又迅速地将浮物倒入烧杯中，并用装有40～50℃热水的洗瓶倒出少量热水，迅速冲洗离心管管壁上粘着的浮物，以保证所有的浮物都被冲洗到烧杯中，然后加蒸馏水调节浮物的密度为1.1 g/cm³，即得到有机组分混合液；

（D）首先，打开分层装置的密封盖及位于分层管内腔中部的阀门；然后将步骤（C）中得到的密度为1.1 g/cm³的有机组分混合液倒入分层装置的分层管内，倒入有机组分混合液的量为分层管容积的2/3，并将密封盖装在分层管上端口处拧紧；最后从装于密封盖上的带有气门针的充气嘴处向分层管内缓慢充气加压，注意加压过程压力的上限值为6个标准大气压，即0.6MPa，加压的同时用蓝光或紫外光束照射分层管，观察到阀门上部的混合液中出现明显的荧光光路时，即表明煤中的壳质组有机组分已上升到阀门以上，此时停止加压，壳质组分离完成；

（E）如果在（D）步骤中，加压过程压力达到上限值后，仍然未能通过蓝光或紫外光束观察到煤中的壳质组分离，说明煤中的壳质组和其他有机组分密度比较接近，或者是壳质组的密度比较大，此时需要调大步骤（C）所得到的有机组分混合液密度值，使用密度为1.2或者1.3 g/cm³的有机组分混合液，重复上述（D）步骤，直到通过蓝光或紫外光束观察到煤中的壳质组已分离；

（F）壳质组分离完成后，将分层装置静置15分钟，然后关闭分层装置的阀门，再将留于阀门上部的混合液倒出，则此混合液中含有的有机显微组分绝大多数为壳质组有机组分；