煤炭檢驗實驗室內部質控策略

＊郭 坦

（西山煤電（集團）有限責任公司技術中心 山西 030000）

隨著煤炭資源的日益緊缺和環保政策的不斷升級，煤炭的高效利用和清潔利用已經成為國家和企業的重要發展方向。而煤炭的有效利用和清潔利用必須建立在煤炭質量可靠檢測的基礎之上。然而，煤炭的復雜性和多樣性給煤質檢測帶來了很大的挑戰，沒有準確可靠的檢測結果，將會給企業的生產和發展帶來巨大的影響。因此，煤炭檢驗實驗室內部質控變得尤為重要。

1.煤炭檢驗實驗室及其內部質控基本概述

(1)煤炭檢驗實驗室的作用

煤炭檢驗實驗室可以開展物理分選實驗和化學分析，評估各種煤炭樣品的質量參數，如灰分、硫含量、熱值等，從而為選煤過程提供決策依據。實驗室還可以通過分選和除塵等方法，去除煤炭中的雜質和灰分，提高煤炭在工業生產中的利用率。此外，煤炭檢驗實驗室可以對煤的粒度、密度、硬度等方面進行物理性質測試，以此量化評估煤炭的可用性和適應性，并為工業生產過程提供有用的信息，從而提高工業生產效率和減少煤炭浪費。同時，煤炭檢驗實驗室可以通過對煤炭樣品的化學分析，確定煤的含硫量、氮量、焦炭反應性等指標，為加工過程中的環保措施提供支持。煤炭檢驗實驗室還可以開展煤炭產品的綜合性評估和審批，對于保障市場的安全和公平，強化對煤炭進出口貿易、煤炭價格形成、煤炭市場監管等方面都有著重要的作用。并且，實驗室還可以通過對煤炭樣品的分析檢測，提供有力的證據和數據，利于促進維權和解決糾紛問題[1]。

(2)實驗室內部質控實施的原則

①實驗室區域功能劃分原則。實驗室區域功能劃分原則是為了實現高效、安全的實驗室操作環境。首先，干濕分區可以有效地防止因漏水對儀器設備造成的損失，并方便集中供氣管道的布置，同時，濕區便于廢水的集中收集及給水管道的布置。其次，實驗區域與辦公區域分開布置，辦公人員必須通過門禁管理進入實驗區域，以確保實驗室的安全性。此外，大型儀器設備放置在大樓一層，入口處設置門禁管理，便于集中管理和維護，同時解決了承重問題。最后，有機前處理室及有機分析儀器室布置在三層，對于有機揮發性氣體能夠及時有效的排除，無機前處理室及無機分析儀器室布置在二層，無機廢氣與有機廢氣分開處理，達標后排放，做到了環保和安全[2]。

②質量控制樣品的選擇原則。實驗室應根據常見的樣品類型和檢測范圍，選擇樣品的濃度范圍和性質，如不同等級的標準物質、模擬樣品等，以確保質控數據的可靠性和準確性。同時，要保證質控樣品的制備方法與實際樣品的制備方法相同，并參照國際標準或行業標準進行制備和分配。此外，質控樣品的數量要足夠，樣品準確度、精密度、穩定性等指標達到要求，才能提高質控數據的可靠性和準確性。

③分析頻率的設定原則。要充分考慮檢測所需的時間和成本，避免分析次數過多造成資源浪費，同時保證質控樣品被充分分析，數據可靠。同時，考慮樣品的穩定性和易變性，一定量的分析可以保證數據準確性，但過于頻繁的分析也可能會影響樣品的穩定性。

④質控數據的處理和分析原則。質控數據的處理和分析是內部質控的重要環節。在處理和分析質控數據時，需要將質控數據與實驗數據相結合，評估實驗室的整體性能水平，指導實驗室實施改進措施，提高實驗室運作質量。在分析質控數據的過程中，需要識別問題，分析誤差和偏差來源。通過分析誤差和偏差的原因，可以采取相應的改進措施，提高實驗室的整體性能水平。另外，還需要對質控數據的可靠性和準確性進行評估，比較質控數據與實驗標準值之間的誤差，以便進行數據校正[3]。

2.化學分析中的質控策略

（1）化學分析中存在的誤差和影響因素。在化學分析中，由于多種因素的影響，難免出現各種誤差。其中，樣品誤差是由于煤炭樣品來源的不確定性和本身的異質性導致的誤差。具體來講，樣品可能存在混合不均勻、質量不一致、煤炭本身性質出現變化等情況，造成分析出現差錯。儀器誤差則是由于儀器本身的設計、制造和使用過程中的質量控制導致的誤差。這種誤差可以通過儀器校準、維護和保養來減小。除了樣品誤差和儀器誤差，還有操作失誤和實驗環境不良等因素，也會影響化學分析結果的準確性。

（2）質控樣品的選擇和制備。質控樣品是指由實驗室內部或者外部出具的標準煤樣，以利于實驗室內部對于所測定的煤炭樣品進行質量控制，確保測量結果的準確性和可靠性。首先，質控樣品的選擇應具有代表性，能夠覆蓋檢測范圍內的各種煤種和特性。其次，在制備過程中需要注意樣品的穩定性和一致性，以便于長期使用。制備過程中應遵循標準程序，確保每個樣品都具有相同的制備步驟，包括研磨、混合、稱重、裝瓶、標識等。在實驗室內部進行質控樣品制備時，需要保證樣品的準確性。在制備過程中，要防止樣品受到污染或者受到環境影響，以免影響測量結果。在制備完畢后，要進行質量控制，檢查每個樣品的質量和穩定性，以確保其符合標準要求[4]。

（3）質控樣品的檢測。質控樣品的檢測是衡量化學分析準確性的直接依據。在質控樣品檢測中，實驗室需要建立一個標準測試程序，準備好標準試劑、儀器和其他設備，以確保每次測試都按照相同的方法進行。在執行測試時，操作人員需要遵循標準程序，記錄所有數據和結果。接下來，實驗室需要對測試結果進行統計分析。通過計算平均值、標準差和變異系數等指標，幫助實驗室確定檢測精度，并發現任何可能存在的問題。實驗室還應定期對其質控策略進行回顧和修改，以確保其一直處于最佳狀態。

3.選煤及其相關質控措施

（1）選煤的基本處理過程及其關鍵環節。選煤是煤炭加工中一個重要的環節，主要目的是將原煤中不同密度的組分分離出來，提高煤的質量和降低對環境的污染。選煤的主要工序包括破碎、篩分、重介質分選和浮選等環節。這些工序的操作和控制相互關聯，需要進行精細的協調和管理，才能保證選煤的效率和質量。

在選煤工藝中，破碎是首先要進行的一個步驟。原煤經過破碎后，可以達到一定的粒度要求，便于后續工序處理，如表1所示。破碎的設備包括顎式破碎機、錘式破碎機、圓錐破碎機等。不同類型的破碎機的破碎效果也有所不同，需要根據不同的煤質要求進行選擇。

表1 某型號精煤破碎機各級產率表

篩分是破碎后的原煤通過篩分設備進行篩分。篩分的目的是將原煤中粒度過大或過小的煤進行分離，以保證后續工序處理的煤質量。篩分設備包括振動篩、重型篩、拖動篩、粘性篩等。選用不同的篩分設備，可以根據煤質的要求和篩分效果進行選擇。在重介質分選環節中，煤在密度介于1.3～2.2g/cm3之間的重介質中，根據原煤中不同密度的組分特點，采用稠濁度、浮力等分選原理，將不同密度組分分離出來。重介質分選技術是一種比較成熟的分選技術，通過重介質選擇、稠濁度控制、過程水控制等手段，可以實現高效、精確的分選效果。重介質分選的重介質一般是水和磁性介質，通過調整重介質的密度和濃度，可以實現不同密度組分的分離。

在浮選過程中，是將經過重介質分選的浮選煤再進行浮選，以分離出更細小的煤質，提高煤質的純度。浮選技術是一種通過氣泡和藥劑等控制參數，使煤中不同密度的組分浮到水面上的技術。浮選技術的控制參數包括藥劑的選擇、藥劑的濃度、藥劑的投加量、氣體用量等。這些參數的選擇和調節，可以影響浮選效果的好壞。因此，在浮選環節中，需要進行精細的控制和調節，以保證浮選煤的質量和純度。

（2）選煤過程中的質控策略。選煤過程中，為保證煤質量穩定，需要制定相應的質量控制策略。首先，要做好原煤采樣。要選擇水平式分級采樣器、螺旋式采樣器等合適的采樣器具進行采樣。其次，要做好原煤分析。對樣品進行磨粉、篩分等預處理，選擇元素分析儀、工業分析儀等合適的分析儀器設備，依據分析的目的和需要選擇GB/T、ASTM等標準，確保分析數據的可比性和可靠性。接著，做好選煤實驗。選定適當的試驗樣品，對原煤進行分選和磨粉，保證實驗結果的準確性。選擇合適的實驗方法和流程，如重介質選煤、浮選等，根據不同實驗目的選取不同的方法。在保證實驗可重復的前提下，對實驗參數進行充分的控制和調節，確保實驗結果的穩定性和可靠性。同時，做好選煤過程監測工作。工作人員要了解選煤過程的工藝流程和工作原理，掌握各個環節的關鍵參數和指標，能夠及時發現和處理異常情況。

4.工藝改進分析

（1）工藝改進的背景和動機。隨著煤炭產業的發展，煤炭檢驗實驗室的工作質量越來越受到重視。實驗室在進行煤炭質控工作時，必須保證檢驗結果的準確性和可靠性，而這需要實驗室具備科學的質控策略和先進的檢驗技術。然而，目前實驗室中仍存在著一些技術上的不足，比如儀器設備陳舊、檢驗方法落后、操作不規范以及數據處理不精確等問題，這些問題嚴重影響了實驗室的檢驗質量和工作效率。針對這些問題，實驗室需要進行工藝改進，引入先進的檢驗方法和設備，規范操作流程，提高數據處理精度等，從而提高煤炭檢驗質量，滿足煤炭產業的需求。

（2）工藝改進的策略。工藝改進是實驗室持續發展和提高實驗室能力的關鍵。與新技術和新方法的引進和使用密切相關，通過引進新設備來優化工作流程來提高實驗室的工作效率和檢驗準確度，從而提高實驗室工作質量和效率。一方面，引進新的檢驗方法和設備是提高工作效率和檢驗準確度的重要途徑，如圖1所示。隨著科技的不斷進步，各種新型技術和設備應用于實驗室檢驗中，如光譜分析儀器、高效液相色譜法、TDS智能干選機等。這些新技術和設備具有更高的檢測精度和更快的測試時間，可以提升實驗室的檢驗效率和準確度，從而提高實驗室的工作質量和效率。另一方面，改進現有技術是實驗室提高工作效率和檢驗準確度的常規方法之一。最后，通過優化工作流程，可以提高實驗室的工作效率和檢驗準確度。優化工作流程主要指通過合理規劃和優化實驗室檢驗工作中的各個環節和流程，從而實現實驗室工作流程的簡化和優化，提高實驗室的工作效率和準確度。

圖1 TDS智能干選機結構簡圖

5.結語

綜上所述，煤炭檢驗實驗室內部質控在保證檢測結果準確性和可靠性方面具有不可替代的重要性。經過對質控策略的總結和評價，實施內部質控可以有效提高檢測水平，規范管理流程，提高實驗室的整體水平。未來的煤炭檢驗實驗室內部質控工作應著重于以下幾個方面：一是加強對質控樣品的制備和檢測的質量管控，保證樣品質量的穩定性和可靠性；二是推廣自動化選煤技術，提高檢測效率和準確性；三是加強對質控數據的分析和應用，開發更為全面、實用的數據統計和分析技術，為工業生產提供更為可靠的實驗數據和分析報告。