无烟煤

根据成煤原始物料的不同,煤可分为腐植煤、残植煤、腐泥煤三大类,其中腐植煤在自然界中分布最广,蕴藏量也最大。腐植煤主要是由高等植物生成的。根据成煤过程中的煤化程度的不同,腐植煤又可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤等不同类型。

无烟煤是腐植煤类中变质程度最高的一种煤,煤中各组份均不透明。因此,在研究无烟煤的显微结构时,应将无烟煤试样制成光片,在反射式显微镜下进行观察。

在普通光学显微镜下,无烟煤中除了明显可以辨认的丝炭(丝质体)、不同形状的突起、稍亮的斑状物以及残留的腔孔或孔隙外,其余部分是相当均一的。由于无烟煤的各向异性程度差,因此,即使是在偏光显微镜下也难以获得令人满意的清楚的显微图像。

      炭素工业上所使用的无烟煤是预先在1300℃或更高温度下热处理过的无烟煤(即煅烧无烟煤)。煅烧无烟煤除了比原无烟煤的硬度大、裂纹多、反光能力强之外,其各向异性程度也得到相应地提高,但同石油焦相比,其各向异性程度还是很差的:在正交偏光加石膏检板的条件下,转动显微镜的载物台时,只能略感到干涉色的变化,而且颜色也不鲜艳。

在普通光学显微镜下,煅烧无烟煤比原无烟煤更为均一,各结构成份趋于一致,难以分辨,只有在偏光显微镜下才能加以区分,并可获得其清晰的显微图像。  

根据煅烧无烟煤在偏光显微镜下的形态,可将其显微结构分为镜质体、丝质体、碎层体和微粒体。

 

 

 

镜质体

    镜质体多呈带状存在于煤中,且垂直条带的方向上常常存在裂纹(1)。根据结构的不同,镜质体可分为无结构镜质体和有结构镜质体。无结构镜质体:无结构,组织均一(12)

图1 无烟煤 无结构镜质体(带状、有裂纹)交叉偏光 950

图2 无烟煤 无结构镜质体交叉偏光 950

 

    有结构镜质体:在显微镜下可以看到呈线状(3)、透镜状(4)的残痕,或木质细胞结构(5),或细胞壁几乎融成一片,仅在有些地方留下一些形状不规则的孔隙(6)

图3无烟煤 有结构镜质体(有线状残痕)交叉偏光 950

图4无烟煤 有结构镜质体(有透镜状残痕)交叉偏光 950

图5 无烟煤 有结构镜质体 1 微粒体 2 木质细胞结构 交叉偏光 950

图6 无烟煤 有结构镜质体 (有形状不规则的孔隙)  交叉偏光 950

 

丝质体

    丝质体多以夹层状存在于煤中,它是煤中木质细胞结构保存最好的结构成份。根据结构保存完好程度,丝质体可分为细胞结构较完整的(79)和不完整的(10)。由于丝质体的细胞腔多被粘土类物质所填充(图9),故其杂质含量较高。

图7 无烟煤 丝质体  1 细胞结构较完整 2 细胞结构不完整  交叉偏光 950

图8 无烟煤 丝质体  交叉偏光 950

图9 无烟煤 丝质体(椭圆形腔孔内为黏土)  交叉偏光 950

图10 无烟煤 丝质体  ( 细胞结构不完整)  交叉偏光 950

 

碎屑体

    碎层体是由粒度小于100μm的圆形、椭圆形或形状不规则的各种成份的断片、碎块构成的。碎层体可呈分散状态(11),或聚积状态(12)存在于煤中。

图11 无烟煤 碎屑体(呈圆形和椭圆形)  交叉偏光 950

图12 无烟煤 碎屑体(呈细带状)  交叉偏光 950

 

微粒体

    微粒体呈圆形,粒度1μm左右。微粒体主要填充在细胞腔里(5),或呈聚积状态(13),或与碎屑体混合在一起(14),存在于煤中。

     

图13 无烟煤 微粒体(中间部分)  交叉偏光 950

图14 无烟煤 微粒体(与碎屑体混合在一起)  交叉偏光 950

       

    除此之外,无烟煤中还存在部分矿物,如粘土类物质(9),黄铁矿和石英(15) 等。

图15 无烟煤 矿物 1 黄铁矿 2 石英 交叉偏光 950