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日本工業規格

JIS

 M

8818

-1986

石炭類の鉱物質定量方法

Method for Determination of Mineral Matter in Coal

1.

適用範囲  この規格は,石炭類の鉱物質定量方法について規定する。

備考1.  鉱物質とは,石炭中に含まれる無機物質 (%) である。鉱物質には結晶水は含まれるが,全水

分又は分析試料水分は,含まれない。

2.

灰分とは,規定条件の下で石炭を加熱灰化したとき残留する無機物質 (%) であり,灰化の過

程で,炭酸塩鉱物の分解,黄鉄鉱硫黄の燃焼などの化学変化が生じている。したがって,石

炭中に元々含まれている鉱物と灰化残留物とでは,組成・質量が異なり,鉱物質と灰分の値

は一致しない。

3.

この規格の中で  {  }  を付けて示してある単位及び数値は,従来単位によるものであって,

参考として併記したものである。

2.

用語の意味  この規格で用いる主な用語の意味は,JIS M 0104(石炭利用技術用語)による。

3.

一般事項

3.1

試料  試料は,JIS M 8811(石炭類及びコークス類のサンプリング方法並びに全水分・湿分測定方

法)の 4.6 によって調製した気乾試料又は JIS M 8811 の 4.7 によって調製した恒湿試料を用いる。ただし,

その粒度は,200

µm 以下とする。

備考  気乾試料は,密栓して保管すれば少なくとも 7 日間程度では水分がほとんど変化しないので,

鉱物質定量の際,気乾試料水分は,毎回定量しなくてもよい。

3.2

計量器

3.2.1

はかり及び分銅  質量を測定する場合には,JIS M 8810(石炭類及びコークス類のサンプリング,

分析並びに測定方法の通則)に規定するはかり及び分銅を使用する。

3.2.2

量器  液体の体積を測定する場合には,JIS M 8810 に規定する化学用体積計を使用する。

3.2.3

温度計  温度を測定する場合には,JIS M 8810 に規定する温度計を使用する。

3.3

試薬及び水  試薬及び水は,各項目において特に規定するもの以外は,JIS K 0050(化学分析方法通

則)に規定するものを使用する。

4.

方法

                                                        

引用規格及び対応国際規格:6 ページに示す。


2

M 8818-1986

4.1

要旨  試料を規定条件の下で塩酸とふっ化水素酸で分解し,ろ過して残さ炭の質量を求める。残さ

炭について,灰分,黄鉄鉱及び吸着した塩酸を定量する。これらの値から試料中の全無機物質の質量を算

出し,無水試料の質量に対する百分率を,鉱物質とする。

参考  鉱物質の定量結果の算出例を参考表に示す。ただし,各項目の値は,すべて無水ベースに換算

して表示している。

4.2

浅さ炭の質量の測定方法

4.2.1

装置及び器具  装置及び器具は,次のとおりとする。ただし,耐ふっ化水素酸性の材料のものを使

用する。特に,ポリカーボネート,ポリ塩化ビニル,ポリスチレン,ポリプロピレン,四ふっ化エチレン

などの材料が望ましい。

(1)

ビーカー  容量 200ml で,ふた付きのもの。

(2)

ろ過器  メンブランフィルタ(四ふっ化エチレン製,孔径 0.2

µm,φ47mm)を取り付けたもの。

(3)

定温減圧乾燥器  50℃,3.5kPa {0.357mmH

2

O}

に保持できるもの。

4.2.2

試薬  試薬は,次のとおりとする。

(1)

塩酸  JIS K 8180[塩酸(試薬)]に規定するもの。

(2)  5N

塩酸  塩酸 475∼500ml を水で 1に薄めたもの。

(3)

ふっ化水素酸  JIS K 8819[ふっ化水素酸(試薬)]に規定するもの。

(4)

エタノール  JIS K 8101[エタノール (99.5) [エチルアルコール (99.5)](試薬)]に規定するもの。

4.2.3

試料はかり取り量  試料はかり取り量は,約 10g とし,1mg まではかり取る(

A

)

4.2.4

操作  操作は,次の手順によって行う。

(1)

塩酸による分解  試料をはかり取り,ビーカーに入れる。5N 塩酸 40ml を加え(

1

)

,ふたをして 55∼60℃

の水浴中に置く。15 分間ごとに内容物を揺り動かし,45 分間後にビーカーを取り出して 10 分間静置

後,ろ過器にメンブランフィルタを取り付けて内容物を水流ポンプで吸引ろ過する。メンブランフィ

ルタ上の残さ炭をエタノールで洗浄し,エタノールの蒸発後,残さ炭を元のビーカーへかき落とす。

さらに,ろ過器及びメンブランフィルタに付着している残さ炭もエタノール 50ml を用いて元のビー

カーへ洗い落とす。この際,はね上がりなどによる残さ炭の損失を避けるように注意しなければなら

ない。

(

1

)

低石炭化度炭などの反応しやすい石炭では,部分的な過熱を避けるため,先に5N 塩酸を入れた

ビーカーに試料を入れる方がよい。

(2)

ふっ化水素酸による分解  エタノールを蒸発させた後,ビーカーにふっ化水素酸 40ml を加え,(1)

同様の操作を繰り返す。

(3)

塩酸による再分解  エタノールを蒸発させた後,ビーカーに塩酸 50ml を加え,(1)と同様の操作を繰

り返す。ただし,最後の残さ炭は,傾斜法によって洗浄する。すなわち,ビーカーを静置し,上澄み

液だけをメンブランフィルタ上に流し出す。この操作を水を用いて 3 回繰り返した後,メンブランフ

ィルタ上に残さ炭を移す(

2

)

。メンブランフィルタ上の残さ炭を,50∼60℃に加温したエタノール 25ml

で洗浄する。この操作を 20 回繰り返した後,5∼10 分間吸引してエタノールを除去する。上記の残さ

炭の洗浄操作の代わりに,50∼60℃に加温した水 25ml を用いて 1 回,次に 50∼60℃に加温したエタ

ノール各 10ml を用いて数回繰り返す操作でもよい。

(

2

)

この際,水でぬらしたゴム帽付ガラス棒で,ビーカーの内壁などに付着した残さ炭を,こすり

落とすとよい。

(4)

残さ炭の回収  メンブランフィルタ上の残さ炭をばらばらに壊し,ろ過器上部と一緒に 50℃,3.5kPa


3

M 8818-1986

{0.357mmH

2

O}

に保持した乾燥器に約 90 分間入れて乾燥する。取り出して,実験室の雰囲気下で約 1

時間放冷した後,残さ炭の入ったメンブランフィルタとろ過器上部の質量を 1mg まで測定する(

A

)

。残

さ炭を回収して共栓付ガラス瓶に移す。メンブランフィルタとろ過器上部から残さ炭をきれいに落と

し,再びメンブランフィルタと,ろ過器上部の質量を 1mg まで測定する(

A

)

。両者の質量の差から残さ

炭の質量を算出する。

4.3

残さ炭の分析方法

4.3.1

分析値のベース  4.3.24.3.5 の定量結果は,残さ炭について JIS M 8812(石炭類及びコークス類

の工業分析方法)に規定する水分定量方法によって求めた分析試料水分を用いて,

無水ベースに換算する。

4.3.2

灰分の定量方法  灰分の定量方法は,JIS M 8812 に規定する灰分定量方法による。ただし,結果

は,JIS Z 8401(数値の丸め方)によって,小数第 2 位に丸める。この灰分 (%) を,酸化鉄 (III) を除く

灰の質量に換算するときは,次の式によって 1mg まで算出しておく。

(

)

100

1

.

1

1

.

1

1

2

2

P

A

m

A

=

ここに,

A

酸化鉄

 (III)

を除く残さ炭の灰の質量

 (g)

m

2

残さ炭の質量

 (g)

A

2

残さ炭の灰分

 (%)

P

1

残さ炭中の酸化鉄

 (III) (%)

1.1

残さ炭中のアルミニウム−けい素化合物に水和した水に関する
補正値

4.3.3

酸化鉄 (III) の定量方法  酸化鉄

 (III)

の定量方法は,次による。

(1)

方法の区分  残さ炭中の酸化鉄

 (III)

の定量方法は,JIS M 8817(石炭類の形態別硫黄の定量方法)

に規定する黄鉄鉱硫黄の定量方法による。ただし,残さ炭の灰分が

2.0%

以上の場合には,JIS M 8815

(石炭灰及びコークス灰の分析方法)に規定する酸化鉄

 (III)

の定量方法によってもよい。

(2)

JIS M 8817

による方法  JIS M 8817 に規定する黄鉄鉱硫黄の定量方法中の酸化法による。

残さ炭は,塩酸で分解されているので,黄鉄鉱に由来しない鉄の補正は不要である。ただし,酸化

 (III)(%)

の計算式は,次による。結果は JIS Z 8401 によって小数第

2

位に丸める。

酸化鉄

 (III) (%)

(

)

m

N

V

V

985

.

7

2

1

×

×

ここに,

  V

1

二クロム酸カリウム(重クロム酸カリウム)標準溶液の滴定消
費量

 (ml)

V

2

二クロム酸カリウム標準溶液の空試験値液量

 (ml)

N

小数第

4

位まで表示した二クロム酸カリウム標準溶液の規定度

m

残さ炭のはかり取り量

 (g)

(3)

JIS M 8815

による方法  JIS M 8815 に規定する酸化鉄

 (III)

の定量方法によって残さ炭の灰中の酸化

 (III) (%)

を求め,残さ炭ベースに換算する。ただし,結果は,JIS Z 8401 によって小数第

2

位に丸

める。

4.3.4

黄鉄鉱の定量方法  黄鉄鉱の定量方法は,次による。

(1)

方法の区分  残さ炭中の黄鉄鉱の定量方法は,JIS M 8817 に規定する黄鉄鉱硫黄の定量方法による。

ただし,残さ炭の灰分が

2.0%

以上の場合は,JIS M 8815 に規定する酸化鉄

 (III)

の定量方法によっ

てもよい。

(2)

JIS M 8817

による方法  4.3.3(2)の方法による。ただし,黄鉄鉱

 (%)

の計算式は,次による。結果は,

JIS Z 8401

によって小数第

2

位に丸める。質量に換算するときは,

1mg

まで算出しておく。


4

M 8818-1986

黄鉄鉱

(%)

(

)

m

N

V

V

999

.

11

2

1

×

×

(3)

JIS M 8815

による方法  4.3.3(3)で求めた酸化鉄

 (III) (%)

に係数

1.503

を乗じて黄鉄鉱

 (%)

を求め,

その結果を,JIS Z 8401 によって小数第

2

位に丸める。質量に換算するときは,

1mg

まで算出してお

く。

4.3.5

塩酸の定量方法  塩酸の定量方法は,次による。

(1)

要旨  残さ炭に吸着した塩酸の定量は,試料を燃焼し,生成ガスをアルカリ溶液に吸収させた後,溶

液中の塩素イオンによる発色の吸光度を測定して行う。

(2)

操作  次の手順によって行う。

(a)

試料の燃焼は,JIS M 8814(石炭類及びコークス類の発熱量測定方法)による。ただし,あらかじ

めボンブ内に

0.5N

水酸化ナトリウム溶液

10ml

とフェノールフタレイン指示薬

2

3

滴を入れてお

く。

(b)

燃焼終了

10

分間後に,ボンブ内の溶液を JIS P 3801[ろ紙(化学分析用)

]の

5

C

を用いてろ過

し,ろ液を

100ml

の共栓付シリンダに移す。熱水約

10ml

で,ボンブの内壁,ふた及びろ紙を洗浄

し,ろ液と合わせる。この操作を

5

回繰り返す(

3

)

(

3

)

未燃分が認められる場合又はフェノールフタレイン指示薬の紅色が消えている場合は,燃焼を

無効とする。ただし,後者の場合は,

0.5N

水酸化ナトリウム溶液の量を多くするか,又は試料

量を減少させるかして燃焼をやり直す。

(c)

ろ液に硝酸

 (1

1) 3ml

を加えて酸性にし,水で標線まで薄める。

(d)

一定量を分取し,JIS K 0101(工業用水試験方法)に規定する吸光光度法によって塩素イオンによ

る発色の吸光度を測定し,塩素イオン濃度

 (mg/l)

を求める。

(e)

残さ炭中の塩酸の含有率は,次の式によって算出し,JIS Z 8401 によって小数第

2

位に丸める。

3

2

2

10

028

.

1

m

Cl

P

×

×

=

ここに,

P

2

残さ炭中の塩酸 (%)

Cl

塩素イオン濃度 (mg/l)

m

3

残さ炭のはかり取り量 (g)

(f)

残さ炭中の塩酸の質量は,次の式によって 1mg まで算出する。

100

2

2

m

P

HCl

=

ここに,

HCl

残さ炭中の塩酸の質量 (g)

P

2

残さ炭中の塩酸 (%)

m

2

残さ炭の質量 (g)

4.4

測定値の算出

4.4.1

計算  鉱物質は,次の式によって算出し,JIS Z 8401 によって,小数第 2 位に丸める。

100

1

.

1

1

2

1

×

+

+

+

=

m

HCl

P

A

m

m

MM

ここに,

MM

試料(石炭)中の鉱物質

 (%)

m

1

試料はかり取り量

 (g)

m

2

残さ炭の質量

 (g)

A

酸化鉄

 (III)

を除く残さ炭の灰の質量

 (g)

P

残さ炭中の黄鉄鉱の質量

 (g)


5

M 8818-1986

HCl

残さ炭中の塩酸の質量

 (g)

4.4.2

ベース  測定値は,無水ベースによって表示する。無水ベースに換算するための水分は,JIS M 8812

に規定する水分定量方法によって求めた分析試料水分を用いる。

備考

鉱物質のファクタ(JIS M 8810 の 8.の灰分補正率)は,次の式によって算出し,JIS Z 8401 

よって小数第

2

位に丸める。

1

A

MM

F

=

ここに,

F

鉱物質のファクタ

MM

試料(石炭)中の鉱物質

 (%)

(無水ベース)

A

1

試料(石炭)の灰分

 (%)

(無水ベース)

4.5

測定回数  この測定は,同一分析所において

2

回繰り返して行う。

2

回の測定値の差が許容差を超え

る場合は,JIS M 8810 に規定する許容差適用方法による。

4.6

許容差  許容差は,表のとおりとする。

表  鉱物質の許容差

単位%

鉱物質

同一分析所内(測定値)

10.0

以下 0.40

10.1

以上 0.80

4.7

報告

2

回の測定値の差が許容差を超えないならば,その

2

回の平均値を求め,JIS Z 8401 によって

小数第

1

位に丸めて報告する。

参考表  鉱物質の算出(一例)

項目

記号 %

g

その他

1

試料はかり取り量

m

1

 6.836

2

試料(石炭)の灰分

A

1

52.8

3

残さ炭の質量

m

2

 3.205

4

残さ炭の灰分

A

2

6.03

5

残さ炭中の酸化鉄 (III)

P

1

4.20

6

残さ炭中の塩酸

P

2

1.06

7

酸分解による試料の質量減少

m

1

m

2

 3.631

8

酸化鉄 (III) を除く残さ炭中

の灰の質量

*

(

)

100

1

.

1

1

.

1

1

2

2

P

A

m

A

=

 0.065

9

残さ炭中の黄鉄鉱の質量

100

503

.

1

2

1

m

P

P

=

 0.202

10

残さ炭中の塩酸の質量

100

2

2

m

P

HCl

=

 0.034

11

試料(石炭)中の全無機物質

の質量

m

4

m

1

-m

2

1

.

1

A

PHCl

 3.932

12

試料(石炭)中の鉱物質

1

4

100

m

m

MM

=

57.52

13

鉱物質のファクタ

1

A

MM

F

=

1.09

*

残さ炭中のアルミニウムーけい素化合物に水和した水に関する補正を行った値。

備考

各項目の値は,すべて無水ベースに換算して表示している。


6

M 8818-1986

引用規格: 

JIS K 0050

  化学分析方法通則

JIS K 0101

  工業用水試験方法

JIS K 8101

  エタノール

 (99.5)

[エチルアルコール

 (99.5)

(試薬)

JIS K 8180

  塩酸(試薬)

JIS K 8819

  ふっ化水素酸(試薬)

JIS M 0104

  石炭利用技術用語

JIS M 8810

  石炭類及びコークス類のサンプリング,分析並びに測定方法の通則

JIS M 8811

  石炭類及びコークス類のサンプリング方法並びに全水分・湿分測定方法

JIS M 8812

  石炭類及びコークス類の工業分析方法

JIS M 8814

  石炭類及びコークス類の発熱量測定方法

JIS M 8815

  石炭灰及びコークス灰の分析方法

JIS M 8817

  石炭類の形態別硫黄の定量方法

JIS P 3801

  ろ紙(化学分析用)

JIS Z 8401

  数値の丸め方

対応国際規格: 

ISO 602

Coal

Determination of mineral matter


7

M 8818-1986

資源エネルギー部会  石炭・コークス及びその分析試験方法専門委員会  構成表

氏名

所属

(委員会長)

木  村  英  雄

三井鉱山株式会社

井  上  外志雄

東京大学工学部

大  沢  祥  拡

財団法人石炭技術研究所

笹  谷      勇

工業技術院標準部

鈴  木  英  夫

資源エネルギー庁石炭部

高  田  勝  行

社団法人燃料協会

野  口  順  路

財団法人日本科学技術連盟

青  木  茂  雄

川崎製鐵株式会社

五十嵐  喜八郎

電源開発株式会社

角  南  好  彦

住友金属工業株式会社

平  本  克  房

新日本製鐵株式会社

宮  津      隆

日本鋼管株式会社

宮  間  宣  幸

社団法人日本鉄鋼連盟

石  原  武  彦

三菱化成工業株式会社

小  島      武

三菱鉱業セメント株式会社

佐々木  象二郎

大阪瓦斯株式会社

西  田  清  二

関西熱化学株式会社

松  野  昌  平

東京瓦斯株式会社

(事務局)

時  山  聖  司

工業技術院標準部材料規格課

高  橋  睦  男

工業技術院標準部材料規格課