ICS73.080 CCSD13 中华人民共和国能源行业标准 NB/T11441—2023 煤系石墨鉴定与质量评价导则 Guidelinesforidentificationandqualityevaluationofcoal-measuresgraphite 2023-12-28发布 2024-06-28实施 国家能源局发布 中国标准出版社出版前 言 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则》的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由中国煤炭工业协会提出。 本文件由全国煤炭标准化技术委员会(SAC/TC42)归口。 本文件起草单位:中国煤炭地质总局勘查研究总院、中国矿业大学(北京)、江苏地质矿产设计研究 院(中国煤炭地质总局检测中心)、山西能源学院、西安科技大学、湖南省地球物理地球化学调查所。 本文件主要起草人:宁树正、曹代勇、刘亢、吴国强、王路、朱士飞、魏迎春、李焕同、朱文卿、张建强、 王安民、袁建江、何红生、肖金城、黄少青、张莉、严晓云、左卿伶、徐小涛。 ⅠNB/T11441—2023引 言 石墨广泛应用于耐火材料、储能、导电材料、核工业、军工航天、新能源汽车等领域,属于新兴战略性 矿产。《全国矿产资源规划(2016—2020)》首次将石墨等24种矿产列入战略性矿产,美国2018年将石 墨列为35种“关键矿物”之一。石墨可分为晶质石墨和隐晶质石墨(煤系石墨)两大类。煤系石墨是煤 及煤系有机质进入石墨化阶段的产物,煤系石墨与高变质无烟煤存在连续过渡特性,因而造成煤系石墨 鉴别的复杂性。由于历史原因,过去对煤系石墨成矿机制认识不够深入,缺乏煤系石墨鉴定标准,现有 石墨矿产地质规范难以科学地区分煤系石墨与煤,严重影响了煤系石墨的评价工作。据估计每年我国 开采的煤系石墨中有50%左右被当作燃料使用,造成极大的资源浪费,并带来矿权不清、矿政管理困难 等一系列问题。因此,亟待提出煤系石墨鉴定指标,划分矿石质量等级,用以指导我国煤系石墨矿产资 源勘查评价工作,为煤系石墨矿政管理提供依据,促进煤系石墨的合理勘查与高效开发利用,增强我国 石墨需求的战略保障能力。 本文件充分吸收近年来煤系石墨成因研究和资源评价成果,以全国典型煤系石墨矿区样品实测数 据统计分析结果为依据,以常用的煤阶参数挥发分和镜质组反射率作为初步区分煤系石墨与无烟煤的 初步鉴定指标,以煤大分子芳香结构晶面间距和晶格缺陷参数作为划分煤系石墨类型的精确鉴定指 标,根据矿石的总体石墨化程度,把煤系石墨划分一号、二号、三号等3种类型,建立煤系石墨鉴定指标 体系。其中煤系石墨一号为发育较完善的石墨结构,煤系石墨二号和三号相当于半石墨,属于无烟煤与 石墨之间的过渡产物,其结构演化和理化特征也具有过渡性质,具有类似石墨的工艺性能和加工利用潜 力。将半石墨划归煤系石墨矿种,有利于资源保护,促进煤由以燃料为主向燃料与材料并重方向发 展,也为煤系石墨分级分质利用和提纯提级技术创新提供资源保障。 本文件从煤系石墨与煤的同源性特征出发,采用固定碳和硫分指标,对半石墨和石墨两大类别矿石 质量进行划分,用于煤系石墨资源评价和地质勘查阶段的质量评价。 ⅡNB/T11441—2023煤系石墨鉴定与质量评价导则 1 范围 本文件规定了煤系石墨的总则、采样测试、煤系石墨鉴定、质量等级划分、鉴定报告。 本文件适用于资源评价、勘查和开发过程中对煤系石墨的鉴定与质量分级。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文 件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于 本文件。 GB/T212 煤的工业分析方法 GB/T214 煤中全硫的测定方法 GB/T3520 石墨细度试验方法 GB/T3521 石墨化学分析方法 GB/T6948 煤的镜质体反射率显微镜测定方法 GB/T25214 煤中全硫测定红外光谱法 GB/T30732 煤的工业分析方法 仪器法 GB/T40485 煤的镜质体随机反射率自动测定图像分析法 DZ/T0326—2018 石墨、碎云母矿产地质勘查规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 煤系石墨 coal-measuresgraphite 赋存于煤系中的石墨矿产,属于隐晶质石墨的主要成因类型,是煤和煤系有机质经受岩浆热变质及 构造应力作用进入石墨化阶段的产物,主要为隐晶质或微晶结构,由不同石墨化程度的新生组分和残留 煤岩组分混合组成。 4 总则 以煤系石墨成矿机制研究和矿产地质调查资料为基础、以矿石实测数据为依据,鉴别煤系石墨类 型、划分质量等级,为煤系石墨资源调查评价和勘查开发提供依据。 5 采样测试 5.1 样品采集 5.1.1 采样点选择 收集煤和煤系石墨地质勘查资料,根据挥发分Vdaf、反射率Rmax等初步鉴定指标,判断发育煤系石 1NB/T11441—2023墨的可能性,确定采样地点和采样层位。样品采集应在地表地质调查和矿井地质调查基础上进行,条件 允许情况下,以煤层与侵入岩体的接触点为起始点,按照由近及远的原则,在1km~3km内布置采样 点,样品数量以控制煤系石墨资源分布特征为要求。 5.1.2 采样种类 样品包括钻孔取心样和井下采样两大类,可分别或同时采集全层样和分层样,当矿层的岩石类型和 结构构造有明显分层变化时,应采集分层样。 5.1.3 采样方法 样品采集参照GB/T482执行,样品制备参照GB/T474执行。 5.2 测试方法 5.2.1 晶面间距d002、石墨化度G和拉曼光谱参数R2 晶面间距d002、石墨化度G、拉曼光谱参数R2测试方法参照附录A执行。 5.2.2 镜质体反射率分布 镜质体反射率分布测定应按GB/T6948或GB/T40485执行。 5.2.3 挥发分 挥发分测定应按GB/T212或GB/T30732执行。 5.2.4 全硫 全硫测定应按GB/T214或GB/T25214执行,仲裁时按GB/T214中艾士卡法执行。 5.2.5 水分 水分测定应按GB/T212或GB/T3521执行。 5.2.6 酸溶铁 酸溶铁测定应按GB/T3521执行。 5.2.7 筛余量 筛余量测定应按GB/T3520执行。 6 煤系石墨鉴定 根据矿石总体石墨化程度,划分为煤系石墨一号、二号、三号等3种类型。 初步鉴定指标用于对已有煤炭测试数据的分析,初步区分煤与煤系石墨。当其中一个指标或两个 满足煤系石墨标准时,应开展精确鉴定指标的测试。 精确鉴定指标用以准确鉴定煤系石墨并划分煤系石墨类型。 按照表1所列指标,划分煤系石墨类型。 2NB/T11441—2023表1 煤系石墨鉴定指标与类型划分 类型初步鉴定指标 精确鉴定指标 Vdaf/%Rmax/% d002/nm G R2 煤系石墨一号 二号 三号<5.0 >6.0<0.3380~0.3354 >0.70 <0.50 <0.3400~0.3380 >0.50~0.70 <0.3440~0.3400 >0~0.500.50~0.60 注:d002和G(二者等效)具有平均值性质,表示样品总体石墨化程度;R2表征单组分结构特征,能测定组分的最 大石墨化程度。当二者的划分结果不一致时,以d002或G为准。 7 质量等级划分 7.1 质量级别 根据固定碳、硫分指标,分别按照表2和表3划分煤系石墨质量级别,用于煤系石墨资源评价和地 质勘查阶段。 表2 煤系石墨按固定碳含量的质量分级 等级序号 级别名称 干燥基固定碳(FCd)/% 1 特高碳煤系石墨 >85 2 高碳煤系石墨 >75~85 3 中高碳煤系石墨 >65~75 4 中碳煤系石墨 >55~65 5 低碳煤系石墨 ≤55 表3 煤系石墨按硫分的质量分级 等级序号 级别名称 干燥基全硫分(St,d)/% 1 特低硫煤系石墨 ≤0.05 2 低硫煤系石墨 >0.05~0.20 3 中硫煤系石墨 >0.20~0.50 4 中高硫煤系石墨 >0.50~1.00 5 高硫煤系石墨 ≥1.00 7.2 产品牌号 DZ/T0326—2018中附录D采用固定碳、挥发分、水分、酸溶铁和筛余量等指标,确定隐晶质石墨 的产品牌号和主要用途,可用于面向加工利用的煤系石墨质量分级。 3NB/T11441—20238 鉴定报告 鉴定报告应包括以下内容。 ———样品信息;记录样品编号,采集地点,地层层位,矿层(煤层)名称、厚度、产状要素,采集日期和 采集人。描述采样矿层(煤层)的赋存状况、宏观岩石(煤岩)类型、变形现象及分层、顶底板岩 性、所在变形-变质带特征。 ———测试项目及所采用测试仪器的名称、型号、参数和测试条件等信息。 ———测试原始数据及图表。 ———数据处理方法和处理结果。 ———内检报告(作为附件)。 ———鉴定结论。 ———鉴定人、审核人和批准人签字。 ———报告日期、单位及盖章。 4NB/T11441—2023