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莫氏硬度
作者:    發布于:2016-05-21 11:05:38    文字:【】【】【
摘要:煤、頁巖、鐵礦石的分類和硬度

硬度指標常常是比較關注的一個指標。它對于設計制造破碎和粉碎設備,煤的可磨性;煤的可碎性的大小有著決定性的作用。硬度測定的方法很多,劃痕硬度(莫氏硬度)、壓痕硬度(維氏顯微硬度)。

 莫氏硬度的定義

陶瓷及礦物材料常用的劃痕硬度叫做莫氏硬度,它只表示硬度由小到大的順序。不表示軟硬的程度。后面的礦物可劃破前面的礦物表面。一般莫氏硬度按十級標準的莫氏硬度計確定,后來因為出現了一些人工合成的硬度大的材料,又將莫氏硬度分為15級。表1.2為莫氏硬度兩種分級的順序。莫氏硬度計的等級極不均衡,十分粗糙。 如圖莫氏硬度表

順序

1

2

3

4

5

6

7

8

材料

滑石、石墨

石膏

方解石、鋁

螢石

磷灰石

正長石

石英

黃玉

順序

9

10

11

12

13

14

15

材料

剛玉、鉻

石榴石

熔融氧化鋯

剛玉

碳化硅

碳化

金剛石

煤的硬度:莫氏硬度

煤的種類

  1.褐煤

    它是煤化程度最低的煤。其特點是水分高、比重小、揮發分高、不粘結、化學反應性強、熱穩定性差、發熱量低,含有不同數量的腐殖酸。多被用作燃料、氣化或低溫干餾的原料,也可用來提取褐煤蠟、腐殖酸,制造磺化煤或活性炭。一號褐煤還可以作農田、果園的有機肥料。

    2.長焰煤

    它的揮發分含量很高,沒有或只有很小的粘結性,膠質層厚度不超過5mm,易燃燒,燃燒時有很長的火焰,故得名長焰煤。可作為氣化和低溫干餾的原料,也可作民用和動力燃料。

    3.不粘煤

    它水分大,沒有粘結性,加熱時基本上不產生膠質體,燃燒時發熱量較小,含有一定的次生腐殖酸。主要用作制造煤氣和民用或動力燃料。

    4.弱粘煤

    水分大,粘結性較弱,揮發分較高,加熱時能產生較少的膠質體,能單獨結焦,但結成的焦塊小而易碎,粉焦率高。這種煤主要用作氣化原料和動力燃料。

    5.氣煤

    揮發分高,膠質層較厚,熱穩定性差。能單獨結焦,但煉出的焦炭細長易碎,收縮率大,且縱裂紋多,抗碎和耐磨性較差。故只能用作配煤煉焦,還可用來煉油、制造煤氣、生產氮肥或作動力燃料。

    6.氣肥煤

    它的揮發分和粘結性都很高,結焦性介于氣煤和肥煤之間,單獨煉焦時能產生大量的氣體和液體化學物質。最適合高溫干餾制造煤氣,更是配煤煉焦的好原料。

    7.肥煤

    具有很好的粘結性和中等及中高等揮發分,加熱時能產生大量的膠質體,形成大于25mm的膠質層,結焦性最強。用這種煤來煉焦,可以煉出熔融性和耐磨性都很好的焦炭,但這種焦炭橫裂紋多,且焦根部分常有蜂焦,易碎成小塊。由于粘結性強,因此,它是配煤煉焦中的主要成分。

    8.焦煤

    具有中低等揮發分和中高等粘結性,加熱時可形成穩定性很好的膠質體,單獨用來煉焦,能形成結構致密、塊度大、強度高、耐磨性好、裂紋少、不易破碎的焦炭。但因其膨脹壓力大,易造成推焦困難,損壞爐體,故一般都作為煉焦配煤使用。

    9.瘦煤

    具有較低揮發分和中等粘結性。單獨煉焦時,能形成塊度大、裂紋少、抗碎強度較好,但耐磨性較差的焦炭。因此,用它加入配煤煉焦,可以增加焦炭的塊度和強度。

    10.貧瘦煤

    揮發分低,粘結性較弱,結焦性較差。單獨煉焦時,生成的焦粉很多。但它能起到瘦化劑的作用。故可作煉焦配煤使用,同時,也是民用和動力的好燃料。

    11.貧煤

    具有一定的揮發分,加熱時不產生膠質體,沒有粘結性或只有微弱的粘結性,燃燒火焰短,煉焦時不結焦。主要用于動力和民用燃料。在缺乏瘦料的地區,也可充當配煤煉焦的瘦化劑。

    12.無煙煤

    它是煤化程度最高的煤。揮發分低、比重大、硬度高、燃燒時煙少火苗短、火力強。通常作民用和動力燃料。質量好的無煙煤可作氣化原料、高爐噴吹和燒結鐵礦石的燃料,以及制造電石、電極和炭素材料等。

頁巖的硬度表示:莫氏硬度

頁巖介紹:

由黏土物質硬化形成的微小顆粒易裂碎,很容易分裂成為明顯的巖層。

  粘土巖的一種。成分復雜,除粘土礦物(如高嶺石、蒙脫石、水云母、拜來石等)外,還含有許多碎屑礦物(如石英、長石、云母等)和自生礦物(如鐵、鋁、錳的氧化物與氫氧化物等)。具頁狀或薄片狀層理。用硬物擊打易裂成碎片。

  是由粘土物質經壓實作用、脫水作用、重結晶作用后形成。

  常見類型有:

  ①黑色頁巖。含較多的有機質與細分散狀的硫化鐵,有機質含量達3—10%,外觀與碳質頁巖相似,其別在于黑色頁巖不染手。

  ②碳質頁巖。含有大量已碳化的有機質,常見于煤系地層的頂底板。

  ③油頁巖。含一定數量干酪根(>10%),黑棕色,淺黃褐色等,層理發育,燃燒有瀝青味。

  ④硅質頁巖。含有較多的玉髓、蛋白石等,SiO2含量在85%以上。

  ⑤鐵質頁巖。含少量鐵的氧化物、氫氧化物等。多呈紅色或灰綠色。在紅層和煤系地層中較常見。

  ⑥鈣質頁巖。含CaCO3,但不超過25%,否則過渡泥灰巖類。

  此外,還有混入一定砂質成分者,稱為砂質頁巖。

  頁巖抵抗風化的能力弱,在地形上往往因侵蝕形成低山、谷地。

  頁巖不透水,在地下水分布中往往成為隔水層。

鐵礦石:莫氏硬度

鐵礦石的種類:

(1)磁鐵礦是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe3O4,是Fe2O3和 FeO 的復合物,呈黑灰色,比重大約5.15左右,含Fe72.4%,O 27.6%,具有磁性。在選礦時可利用磁選法,處理非常方便;但是由于其結構細密,故被還原性較差。經過長期風化作用后即變成赤鐵礦。

(2)赤鐵礦也是一種氧化鐵的礦石,主要成份為Fe2O3,呈暗紅色,比重大約為5.26,含Fe70%,O 30%,是最主要的鐵礦石。由其本身結構狀況的不同又可分成很多類別,如赤色赤鐵礦、鏡鐵礦、云母鐵礦、粘土質赤鐵等。

(3)褐鐵礦這是含有氫氧化鐵的礦石。它是針鐵礦HFeO2和鱗鐵礦FeO兩種不同結構礦石的統稱,也有人把它主要成份的化學式寫成mFe2O3.nH2O,呈現土黃或棕色,含有Fe約62%,O 27%,H2O 11%,比重約為3.6~4.0,多半是附存在其它鐵礦石之中。

(4)菱鐵礦是含有碳酸鐵的礦石,主要成份為FeCO3,呈現青灰色,比重在3.8左右。這種礦石多半含有相當多數量的鈣鹽和鎂鹽。由于碳酸根在高溫約800~900℃時會吸收大量的熱而放出二氧化碳,所以我們多半先把這一類礦石加以焙燒之后再加入鼓風爐。

(5)鐵的硅酸鹽礦此類礦石是一種復合鹽,沒有一定的化學式,成份的變化很大,一般呈現深綠色,比重為3.8左右,含鐵成份很低,是一種較差的鐵礦石。

(6)硫化鐵礦這種礦石含有FeS2,含Fe只有46.6%而S的含量達到53.4%。呈現灰黃色,比重大約為4.95~5.10。由于這種礦石常常含有許多其它較貴重的金屬如銅、鎳、鋅、金、銀等,所以常被用做他種金屬冶煉工業的原料;又由于它含有大量的硫,所以常被用來提制硫磺,鐵反而變成了副產品,所以事實上已不能稱為鐵礦石矣。

 

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