煤炭检验实验室内部质控策略

＊郭 坦

（西山煤电（集团）有限责任公司技术中心 山西 030000）

随着煤炭资源的日益紧缺和环保政策的不断升级，煤炭的高效利用和清洁利用已经成为国家和企业的重要发展方向。而煤炭的有效利用和清洁利用必须建立在煤炭质量可靠检测的基础之上。然而，煤炭的复杂性和多样性给煤质检测带来了很大的挑战，没有准确可靠的检测结果，将会给企业的生产和发展带来巨大的影响。因此，煤炭检验实验室内部质控变得尤为重要。

1.煤炭检验实验室及其内部质控基本概述

(1)煤炭检验实验室的作用

煤炭检验实验室可以开展物理分选实验和化学分析，评估各种煤炭样品的质量参数，如灰分、硫含量、热值等，从而为选煤过程提供决策依据。实验室还可以通过分选和除尘等方法，去除煤炭中的杂质和灰分，提高煤炭在工业生产中的利用率。此外，煤炭检验实验室可以对煤的粒度、密度、硬度等方面进行物理性质测试，以此量化评估煤炭的可用性和适应性，并为工业生产过程提供有用的信息，从而提高工业生产效率和减少煤炭浪费。同时，煤炭检验实验室可以通过对煤炭样品的化学分析，确定煤的含硫量、氮量、焦炭反应性等指标，为加工过程中的环保措施提供支持。煤炭检验实验室还可以开展煤炭产品的综合性评估和审批，对于保障市场的安全和公平，强化对煤炭进出口贸易、煤炭价格形成、煤炭市场监管等方面都有着重要的作用。并且，实验室还可以通过对煤炭样品的分析检测，提供有力的证据和数据，利于促进维权和解决纠纷问题[1]。

(2)实验室内部质控实施的原则

①实验室区域功能划分原则。实验室区域功能划分原则是为了实现高效、安全的实验室操作环境。首先，干湿分区可以有效地防止因漏水对仪器设备造成的损失，并方便集中供气管道的布置，同时，湿区便于废水的集中收集及给水管道的布置。其次，实验区域与办公区域分开布置，办公人员必须通过门禁管理进入实验区域，以确保实验室的安全性。此外，大型仪器设备放置在大楼一层，入口处设置门禁管理，便于集中管理和维护，同时解决了承重问题。最后，有机前处理室及有机分析仪器室布置在三层，对于有机挥发性气体能够及时有效的排除，无机前处理室及无机分析仪器室布置在二层，无机废气与有机废气分开处理，达标后排放，做到了环保和安全[2]。

②质量控制样品的选择原则。实验室应根据常见的样品类型和检测范围，选择样品的浓度范围和性质，如不同等级的标准物质、模拟样品等，以确保质控数据的可靠性和准确性。同时，要保证质控样品的制备方法与实际样品的制备方法相同，并参照国际标准或行业标准进行制备和分配。此外，质控样品的数量要足够，样品准确度、精密度、稳定性等指标达到要求，才能提高质控数据的可靠性和准确性。

③分析频率的设定原则。要充分考虑检测所需的时间和成本，避免分析次数过多造成资源浪费，同时保证质控样品被充分分析，数据可靠。同时，考虑样品的稳定性和易变性，一定量的分析可以保证数据准确性，但过于频繁的分析也可能会影响样品的稳定性。

④质控数据的处理和分析原则。质控数据的处理和分析是内部质控的重要环节。在处理和分析质控数据时，需要将质控数据与实验数据相结合，评估实验室的整体性能水平，指导实验室实施改进措施，提高实验室运作质量。在分析质控数据的过程中，需要识别问题，分析误差和偏差来源。通过分析误差和偏差的原因，可以采取相应的改进措施，提高实验室的整体性能水平。另外，还需要对质控数据的可靠性和准确性进行评估，比较质控数据与实验标准值之间的误差，以便进行数据校正[3]。

2.化学分析中的质控策略

（1）化学分析中存在的误差和影响因素。在化学分析中，由于多种因素的影响，难免出现各种误差。其中，样品误差是由于煤炭样品来源的不确定性和本身的异质性导致的误差。具体来讲，样品可能存在混合不均匀、质量不一致、煤炭本身性质出现变化等情况，造成分析出现差错。仪器误差则是由于仪器本身的设计、制造和使用过程中的质量控制导致的误差。这种误差可以通过仪器校准、维护和保养来减小。除了样品误差和仪器误差，还有操作失误和实验环境不良等因素，也会影响化学分析结果的准确性。

（2）质控样品的选择和制备。质控样品是指由实验室内部或者外部出具的标准煤样，以利于实验室内部对于所测定的煤炭样品进行质量控制，确保测量结果的准确性和可靠性。首先，质控样品的选择应具有代表性，能够覆盖检测范围内的各种煤种和特性。其次，在制备过程中需要注意样品的稳定性和一致性，以便于长期使用。制备过程中应遵循标准程序，确保每个样品都具有相同的制备步骤，包括研磨、混合、称重、装瓶、标识等。在实验室内部进行质控样品制备时，需要保证样品的准确性。在制备过程中，要防止样品受到污染或者受到环境影响，以免影响测量结果。在制备完毕后，要进行质量控制，检查每个样品的质量和稳定性，以确保其符合标准要求[4]。

（3）质控样品的检测。质控样品的检测是衡量化学分析准确性的直接依据。在质控样品检测中，实验室需要建立一个标准测试程序，准备好标准试剂、仪器和其他设备，以确保每次测试都按照相同的方法进行。在执行测试时，操作人员需要遵循标准程序，记录所有数据和结果。接下来，实验室需要对测试结果进行统计分析。通过计算平均值、标准差和变异系数等指标，帮助实验室确定检测精度，并发现任何可能存在的问题。实验室还应定期对其质控策略进行回顾和修改，以确保其一直处于最佳状态。

3.选煤及其相关质控措施

（1）选煤的基本处理过程及其关键环节。选煤是煤炭加工中一个重要的环节，主要目的是将原煤中不同密度的组分分离出来，提高煤的质量和降低对环境的污染。选煤的主要工序包括破碎、筛分、重介质分选和浮选等环节。这些工序的操作和控制相互关联，需要进行精细的协调和管理，才能保证选煤的效率和质量。

在选煤工艺中，破碎是首先要进行的一个步骤。原煤经过破碎后，可以达到一定的粒度要求，便于后续工序处理，如表1所示。破碎的设备包括颚式破碎机、锤式破碎机、圆锥破碎机等。不同类型的破碎机的破碎效果也有所不同，需要根据不同的煤质要求进行选择。

表1 某型号精煤破碎机各级产率表

筛分是破碎后的原煤通过筛分设备进行筛分。筛分的目的是将原煤中粒度过大或过小的煤进行分离，以保证后续工序处理的煤质量。筛分设备包括振动筛、重型筛、拖动筛、粘性筛等。选用不同的筛分设备，可以根据煤质的要求和筛分效果进行选择。在重介质分选环节中，煤在密度介于1.3～2.2g/cm3之间的重介质中，根据原煤中不同密度的组分特点，采用稠浊度、浮力等分选原理，将不同密度组分分离出来。重介质分选技术是一种比较成熟的分选技术，通过重介质选择、稠浊度控制、过程水控制等手段，可以实现高效、精确的分选效果。重介质分选的重介质一般是水和磁性介质，通过调整重介质的密度和浓度，可以实现不同密度组分的分离。

在浮选过程中，是将经过重介质分选的浮选煤再进行浮选，以分离出更细小的煤质，提高煤质的纯度。浮选技术是一种通过气泡和药剂等控制参数，使煤中不同密度的组分浮到水面上的技术。浮选技术的控制参数包括药剂的选择、药剂的浓度、药剂的投加量、气体用量等。这些参数的选择和调节，可以影响浮选效果的好坏。因此，在浮选环节中，需要进行精细的控制和调节，以保证浮选煤的质量和纯度。

（2）选煤过程中的质控策略。选煤过程中，为保证煤质量稳定，需要制定相应的质量控制策略。首先，要做好原煤采样。要选择水平式分级采样器、螺旋式采样器等合适的采样器具进行采样。其次，要做好原煤分析。对样品进行磨粉、筛分等预处理，选择元素分析仪、工业分析仪等合适的分析仪器设备，依据分析的目的和需要选择GB/T、ASTM等标准，确保分析数据的可比性和可靠性。接着，做好选煤实验。选定适当的试验样品，对原煤进行分选和磨粉，保证实验结果的准确性。选择合适的实验方法和流程，如重介质选煤、浮选等，根据不同实验目的选取不同的方法。在保证实验可重复的前提下，对实验参数进行充分的控制和调节，确保实验结果的稳定性和可靠性。同时，做好选煤过程监测工作。工作人员要了解选煤过程的工艺流程和工作原理，掌握各个环节的关键参数和指标，能够及时发现和处理异常情况。

4.工艺改进分析

（1）工艺改进的背景和动机。随着煤炭产业的发展，煤炭检验实验室的工作质量越来越受到重视。实验室在进行煤炭质控工作时，必须保证检验结果的准确性和可靠性，而这需要实验室具备科学的质控策略和先进的检验技术。然而，目前实验室中仍存在着一些技术上的不足，比如仪器设备陈旧、检验方法落后、操作不规范以及数据处理不精确等问题，这些问题严重影响了实验室的检验质量和工作效率。针对这些问题，实验室需要进行工艺改进，引入先进的检验方法和设备，规范操作流程，提高数据处理精度等，从而提高煤炭检验质量，满足煤炭产业的需求。

（2）工艺改进的策略。工艺改进是实验室持续发展和提高实验室能力的关键。与新技术和新方法的引进和使用密切相关，通过引进新设备来优化工作流程来提高实验室的工作效率和检验准确度，从而提高实验室工作质量和效率。一方面，引进新的检验方法和设备是提高工作效率和检验准确度的重要途径，如图1所示。随着科技的不断进步，各种新型技术和设备应用于实验室检验中，如光谱分析仪器、高效液相色谱法、TDS智能干选机等。这些新技术和设备具有更高的检测精度和更快的测试时间，可以提升实验室的检验效率和准确度，从而提高实验室的工作质量和效率。另一方面，改进现有技术是实验室提高工作效率和检验准确度的常规方法之一。最后，通过优化工作流程，可以提高实验室的工作效率和检验准确度。优化工作流程主要指通过合理规划和优化实验室检验工作中的各个环节和流程，从而实现实验室工作流程的简化和优化，提高实验室的工作效率和准确度。

图1 TDS智能干选机结构简图

5.结语

综上所述，煤炭检验实验室内部质控在保证检测结果准确性和可靠性方面具有不可替代的重要性。经过对质控策略的总结和评价，实施内部质控可以有效提高检测水平，规范管理流程，提高实验室的整体水平。未来的煤炭检验实验室内部质控工作应着重于以下几个方面：一是加强对质控样品的制备和检测的质量管控，保证样品质量的稳定性和可靠性；二是推广自动化选煤技术，提高检测效率和准确性；三是加强对质控数据的分析和应用，开发更为全面、实用的数据统计和分析技术，为工业生产提供更为可靠的实验数据和分析报告。