ВНЕСЕН Держстандартом Росії

2. ПРИЙНЯТЬ Міждержавною Радою зі стандартизації, метрології та сертифікації (протокол № 6-94 від 21 жовтня 1994 р.)

Найменування держави	Найменування національного органу зі стандартизації
Азербайджанська Республіка	Азгосстандарт
Республіка Вірменія	Армдержстандарт
Республіка Білорусь	Білдержстандарт
Республіка Грузія	Вантажстандарт
Республіка Казахстан	Держстандарт Республіки Казахстан
Киргизька Республіка	Киргизстандарт
Республіка Молдова	Молдовастандарт
Російська Федерація	Держстандарт Росії
Республіка Узбекистан	Узгосстандарт
	Держстандарт України

3. Цей стандарт являє собою повний автентичний текст ISO 7404-5-85 «Вугілля бітумінозне та антрацит. Методи петрографічного аналізу. Частина 5. Метод мікроскопічного визначення показників відбиття вітриніту» і містить додаткові вимоги, що відображають потреби народного господарства

4. ВЗАМІН ГОСТ 12113-83

Дата введення 1996-01-01

Цей стандарт поширюється на вугілля бурі, кам'яні, антрацити, вугільні суміші, тверді розсіяні органічні речовини та вуглецеві матеріали та встановлює метод визначення показників відображення.

Показник відображення вітриніту застосовується для характеристики ступеня метаморфізму вугілля, при їх пошуках та розвідці, розробці родовищ та класифікації, для встановлення термогенетичної перетвореності твердої розсіяної органічної речовини в осадових породах, а також для визначення складу вугільних сумішей при збагаченні та коксуванні.

Додаткові вимоги, що відбивають потреби народного господарства, виділено курсивом.

1. ПРИЗНАЧЕННЯ І ОБЛАСТЬ ЗАСТОСУВАННЯ

Цей стандарт встановлює метод визначення мінімального, максимального та довільного показників відображення за допомогою мікроскопа в імерсійній олії. і в повітріна полірованих поверхнях аншліф-брикетів та аншліф-штуфіввітринітової складової вугілля.

ГОСТ 12112-78Вугілля буре. Метод визначення петрографічного складу

ГОСТ 9414.2-93 Вугілля кам'яне та антрацит. Методи петрографічного аналізу. Частина 2. Метод підготовки зразків вугілля

3. СУТНІСТЬ МЕТОДУ

Сутність методу полягає у вимірюванні та порівнянні електричних струмів, що виникають у фотоелектронному, помножувачі (ФЕУ) під впливом світлового потоку, відбитого від полірованих поверхонь мацералів або субмацералів досліджуваного зразка та стандартних зразків (еталонів) із встановленим показником відображення.

4. ВІДБІР ПРОБ І ПІДГОТОВКА ЗРАЗКІВ

4.1. Відбір проб для приготування аншліф-брикетів виробляють ГОСТ 10742.

4.2. Аншліф-брикети виготовляють по ГОСТ 9414.2.

З проб, призначених для вимірювання показників відображення з побудовою рефлектограм, виготовляють по два аншліф-брикети діаметром не менше 20 мм.

4.3. Для приготування аншліф-брикетів з порід з включеннями твердої розсіяної органічної речовини попередньо виробляють збагачення подрібненої породи, наприклад, методом флотації, методом хімічного розкладання складової неорганічної частини порід та іншими.

4.4. Для приготування аншліф-штуфів вугілля відбирають зразки від основних пластоутворюючих літотипів розміром не менше 30-30-30 мм. При взятті проб з керна свердловин допускається відбирати зразки розміром 20?20?20 мм.

4.5. Для приготування аншліф-штуфів з порід із включеннями твердої розсіяної органічної речовини відбирають зразки, в яких включення твердої органічної речовини видно мікроскопічно або за типом відкладень можна припустити їх наявність. Розмір зразків залежить від можливості відбору (природні відслонення, гірничі виробки, керн свердловин).

4.6. Приготування аншліф-штуфів складається з трьох операцій: просочування з метою надання зразкам міцності та монолітності для подальших шліфування та полірування.

4.6.1. Як просочують речовин застосовують синтетичні смоли, карнаубський віск, каніфоль з ксилолом та ін.

Для деяких видів вугілля і порід з включеннями твердої розсіяної органічної речовини достатньо занурити зразок в речовину, що просочує.

Якщо зразок має достатню міцність, поверхню, перпендикулярну до площини нашарування, злегка шліфують.

Зразки слабоущільнених піщано-глинистих порід, що містять дрібні розсіяні органічні включення перед просочуванням в каніфолі з ксилолом просушують в сушильній шафі при температурі 70 °C протягом 48 год.

Зразки обв'язують дротом, до кінця якого прикріплюють етикетку з паспортом, і поміщають в один шар у порцелянову чашку, насипають у неї каніфоль, роздроблену на зерна величиною від 3 до 7 мм, і заливають ксилолом (3 см 3 на 1 г каніфолі) так, щоб зразки були повністю покриті розчином.

Просочування проводять у витяжній шафі при нагріванні на закритій плитці протягом 50 - 60 хв до повного випаровування ксилолу. Потім зразки витягають із чашки та охолоджують до кімнатної температури.

4.6.2. Шліфують дві взаємно паралельні площині просоченого зразка, перпендикулярні до нашарування, полірують одну з них.

Шліфування та полірування проводять за ГОСТ Р 50177.2 та ГОСТ 12113.

4.7. При дослідженні аншліф-брикетів, що тривало зберігалися, і аншліф-штуфів, а також зразків, що раніше вимірювалися, необхідно їх перед вимірюваннями показника відображення зішліфувати на 1,5 - 2 мм і заново відполірувати.

5. МАТЕРІАЛИ І РЕАКТИВИ

5.1. Калібрувальні еталони

5.1.1. Еталони показника відображення, що є зразками з полірованою поверхнею, задовольняють наступним вимогам:

а) ізотропні або є основним перерізом одновісних мінералів;

б) міцні та корозійностійкі;

в) зберігають постійний показниквідбиття протягом тривалого часу;

д) мають низький показник абсорбції.

5.1.2. Зразки повинні бути товщиною понад 5 мм або мати форму тригранної призми (30/60 °)щоб уникнути попадання в об'єктив кількості світла більше того, що відбивається від його верхньої (робочої) поверхні.

Як робочої поверхні визначення показника відображення використовують отполированную грань. Підстава та бічні сторони зразка покривають непрозорим чорним лаком або поміщають у міцну непрозору оправу.

Хід променя в клиноподібному еталоні, вставленому в чорну смолу, при фотометричних вимірах показника відображення показаний малюнку 1.

5.1.3. При проведенні вимірювань застосовують не менше трьох еталонів з показниками відображення, близькими або перекривають область вимірювання показників відображення досліджуваних зразків. Для вимірювання показника відображення вугілля, що дорівнює 1,0%, слід застосовувати еталони з показниками відображення приблизно 0,6; 1,0; 1,6%.

p align="justify"> Середні показники заломлення та відображення для загальновживаних еталонів наведені в таблиці 1.

5.1.4. Справжні значення показника відображення еталонів визначають у спеціальних оптичних лабораторіяхабо розраховують за показником заломлення.

Знаючи показник заломлення nта показник абсорбції? (якщо він значний) еталона при довжині хвилі 546 нм, можна обчислити показник відбиття ( R) у відсотках за формулою

Якщо показник заломлення не відомий або передбачається, що властивості поверхні можуть точно не відповідати номінальним основним властивостям, показник відображення визначають ретельним порівнянням з еталоном з відомим показником відображення.

5.1.5. Нульовий стандарт застосовують для усунення впливу темнового струму фотоелектронного помножувача та розсіяного світла в оптичній системі мікроскопа. Як нульовий зразок можна використовувати оптичне скло К8або аншліф-брикет, виготовлений з вугілля з розміром частинок менше 0,06 мм і має в центрі поглиблення діаметром і глибиною 5 мм, заповнене іммерсійним маслом.

Малюнок 1 - Хід променя в клиноподібному еталоні, вставленому в чорну смолу,
при фотометричних вимірах показника відображення

Таблиця 1

Середні показники заломлення відображення для загальновживаних стандартів

5.1.6. При чищенні еталонів слід бути обережними, щоб не пошкодити поліровану поверхню. В іншому випадку необхідно заново відполірувати його робочу поверхню.

5.2. Олія імерсійна, що задовольняє наступним вимогам:

некорозійне;

що не висихає;

з показником заломлення при довжині хвилі 546 нм 1,5180±0,0004 при 23 °C;

з температурним коефіцієнтом d n /d tменш ніж 0,005 K-1.

Олія не повинна містити токсичні компоненти і необхідно щорічно перевіряти показник заломлення.

5.3. Спирт-ректифікат,

5.4. Гігроскопічна вата, тканина для оптики.

5.5. Предметне скло та пластилін для закріплення досліджуваних зразків.

6. АПАРАТУРА

6.1. Монокулярнийабо бінокулярний поляризаційний мікроскоп з фотометром для вимірювання показника у відбитому світлі. Оптичні частини мікроскопа, що застосовуються для вимірювання показника відображення, показані на малюнку 2. Деталі, що складають, не завжди розташовуються в зазначеній послідовності.

6.1.1. Джерело світла А.Можна використовувати будь-яке джерело світла зі стабільним випромінюванням; рекомендується галогенна кварцова лампа потужністю 100 Вт.

6.1.2. Поляризатор Д- Поляризаційний фільтр або призма.

6.1.3. Апертура для регулювання світла, що складається з двох змінних діафрагм, одна з яких фокусує світло на задній площині фокальної об'єктива (освітлювача У), інша - на поверхні зразка (польова діафрагма Е). Повинна бути забезпечена можливість центрування по відношенню до оптичної осі системи мікроскопа.

6.1.4. Вертикальний освітлювач - призма Берека, пластинка із простого скла з покриттям або освітлювач Сміта (поєднання дзеркала зі скляною пластинкою З). Типи вертикальних освітлювачів показано малюнку 3.

6.1.6. Окуляр Л -два окуляри, один з яких забезпечений перехрестям ниток, яке може мати таку шкалу, щоб загальне збільшення об'єктиву, окулярів та в деяких випадках тубуса становило від 250° до 750°. Може знадобитися третій окуляр Мна шляху світла до фоторозмножувача.

А- лампа; Б- Збірна лінза; У- апертура освітлювача; Г- тепловий фільтр;
Д- Поляризатор; Е- польова діафрагма; Ж- фокусуюча лінза польової діафрагми;
З- вертикальний освітлювач; І- Об'єктив; Р - зразок; До- Стіл; Л- Окуляри;
М - третій окуляр; Н- Вимірювальна апертура, Про- 546 нм інтерференційний фільтр;
П- фотоелектронний помножувач

Рисунок 2 - Оптичні частини мікроскопа, що застосовується для вимірювання показника відображення

6.1.7. Тубус мікроскопа, що має такі пристрої:

а) вимірювальну апертуру Н, яка дозволяє регулювати світловий потік, відображений у фотопомножувачі від поверхні зразка Рплощею менше 80 мкм 2 . Апертура має бути відцентрована з перехрестям ниток окуляра;

б) пристрої для оптичної ізоляції окулярів для запобігання попаданню зайвого світла під час вимірювань;

в) необхідне зачорніння для поглинання розсіяного світла.

Примітка - Дотримуючись обережності, частину світлового потоку можна відводити до окуляра або телекамери для безперервного спостереження при вимірюванні показника відображення.

6.1.8. Фільтр Проз максимумом смуги пропускання при (546 ± 5) нм та напівшириною смуги пропускання менше 30 нм. Фільтр повинен розташовуватися на шляху світлового потоку безпосередньо перед фотомножником.

А- нитка розжарення; Б- Збірна лінза; У - апертура освітлювача (положення відображення нитки розжарення);
Г- польова діафрагма; Д- фокусуюча лінза польової діафрагми; Е- Призма Берека;
Ж- зворотна фокальна площина об'єктива (положення зображення нитки розжарення та апертури освітлювача);
З- Об'єктив; І- Поверхня зразка (становище зображення поля зору);

а- вертикальний освітлювач із призмою Берека; б- освітлювач зі скляною пластиною; в- освітлювач Сміта

Малюнок 3 - Схема вертикальних освітлювачів

6.1.9. Фотопомножувач П, закріплений у насадці, змонтованій на мікроскопі і дає можливість світловому потоку через вимірювальну апертуру та фільтр потрапляти у вікно фотоумножителя.

Фотопомножувач повинен бути типу, що рекомендується для вимірювання світлових потоків невеликої інтенсивності, повинен мати достатню чутливість при 546 нм та малий темновий струм. Його характеристика повинна бути лінійною в області вимірювань, а сигнал повинен бути стабільним протягом 2 год. Зазвичай застосовують прямий помножувач діаметром 50 мм з оптичним входом на торці, що має 11 діодів.

6.1.10. Предметний столик мікроскопа До, здатний повертатися на 360° перпендикулярно оптичної осі, який може бути відцентрований регулюванням столика або об'єктива. Столик, що обертається, з'єднаний з препаратоводителем, що забезпечує переміщення зразка, з кроком 0,5 мм у напрямках Xі Y, оснащеним пристроєм, що дозволяє проводити невелике регулювання переміщень в обох напрямках в межах 10 мкм.

6.2. Стабілізатор постійного струмудля джерела світла. Характеристики повинні задовольняти такі умови:

1) потужність лампи повинна становити 90 – 95 % норми;

2) коливання потужності лампи повинні бути менше 0,02% за зміни потужності джерела живлення на 10%;

3) пульсація при повному навантаженні менше 0,07%;

4) температурний коефіцієнт менше 0,05% К-1.

6.3. Стабілізатор постійної напруги для фотоумножувача.

Характеристики повинні задовольняти такі умови:

1) коливання напруги на виході повинні бути не менше 0,05% за зміни напруги джерела струму на 10%;

2) пульсація при повному навантаженні менше 0,07%;

3) температурний коефіцієнт менше 0,05% К-1;

4) зміна навантаження від нульової до повної не повинна змінювати напругу на виході більш ніж на 0,1%.

Примітка - Якщо під час вимірювання напруга джерела живлення падає на 90 %, між джерелом живлення та обома стабілізаторами слід встановити автотрансформатор.

6.4. Показуючий пристрій (дисплей), що складається з одного з таких приладів:

1) гальванометра з мінімальною чутливістю 10 -10 А/мм;

2) самописця;

3) цифровий вольтметр або цифровий індикатор.

Прилад повинен бути відрегульований так, щоб його час спрацьовування на всю шкалу значень становив менше 1 с, а роздільна здатність становила 0,005% показника відображення. Прилад повинен бути оснащений пристосуванням для зняття невеликого позитивного потенціалу, що виникає при розряді фотоумножителя і темнового струму.

Примітки

1. Цифровий вольтметр чи індикатор повинні дозволяти добре розрізняти значення максимального показника відображення, коли зразок повертають на предметному столику. Окремі значення показника відображення можуть запам'ятовуватись електронною апаратурою або записуватися на магнітній стрічці для подальшої обробки.

2. Для посилення сигналу фотопомножувача при подачі його на прилад можна використовувати підсилювач з низьким рівнем шумів.

6.5. Пристосування для надання полірованої поверхні досліджуваного зразка або еталона положення, паралельного до предметного скла (прес).

7. ПРОВЕДЕННЯ ВИМІРЮВАНЬ

7.1. Підготовка апаратури (у 7.1.3 та 7.1.4 літери у круглих дужках відносяться до малюнка 2).

7.1.1. Початкові операції

Переконуються, що температура у приміщенні (23 ± 3) °C.

Включають джерела струму, світла та іншу електроапаратуру. Встановлюють напругу, рекомендовану для даного фотоумножителя його виробником. Для стабілізації апаратури до початку вимірів витримують 30 хв.

7.1.2. Регулює мікроскоп для вимірювання показників відображення.

Якщо вимірюють довільний показник відбиття, видаляють поляризатор. Якщо вимірюють максимальний показник відображення, поляризатор встановлюють у нульове положення при використанні скляної пластинки або освітлювача Сміта, або під кутом 45°, коли використовують призму Берека. Якщо застосовують поляризаційний фільтр, його перевіряють та замінюють у тому випадку, коли він дає значне знебарвлення.

7.1.3. Освітлення

На поліровану поверхню встановленого на предметному склі та вирівняного аншліф-брикету наносять краплю імерсійної олії та поміщають його на предметний столик мікроскопа.

Перевіряють правильність регулювання мікроскопа для освітлення Келером. Регулюють освітлене поле за допомогою польової діафрагми ( Е) так, щоб його діаметр становив близько 1/3 всього поля. Апертуру освітлювача ( У) регулюють так, щоб знизити відсвічування, але без зайвого зниження інтенсивності світлового потоку. Надалі розмір відрегульованої апертури не змінюють.

7.1.4. Регулювання оптичної системи. Центрують та фокусують зображення польової діафрагми. Центрують об'єктив ( І) але до осі обертання предметного столика і регулюють центр вимірювальної апертури ( Н) так, щоб він збігався або з перехрестям ниток або із заданою точкою в полі зору оптичної системи. Якщо зображення вимірювальної апертури неможливо побачити на зразку, вибирають поле, що містить маленьке блискуче включення, наприклад, кристал піриту, і поєднують його з перехрестям ниток. Регулюють центрування вимірювальної апертури ( Н) до того часу, поки фотоумножитель не дасть найвищий сигнал.

7.2. Перевірка надійності та калібрування апаратури

7.2.1. Стабільність апаратури.

Еталон з найвищим показником відбиття поміщають під мікроскопом, фокусують в імерсійній олії. Напруга фотопомножувача регулюють, поки показ на дисплеї не збігається з показником відображення еталона (наприклад 173 мВ відповідає показнику відображення 173%). Сигнал має бути постійним, зміни показання не повинні перевищувати 0,02% протягом 15 хв.

7.2.2. Зміни показань при обертанні зразка показника відображення на предметному столику.

Поміщають зразок з показником відображення в маслі від 1,65 до 2,0 % на столик і фокусують в іммерсійному маслі. Повільно повертають столик, щоб переконатися, що максимальна зміна показників не перевищує 2 % показника відображення взятого еталона. Якщо відхилення вище цього значення, необхідно перевірити горизонтальність положення еталона і забезпечити строгу перпендикулярність до оптичної осі і обертання в одній і тій же площині. Якщо після цього коливання не стануть менше ніж 2%, перевірку механічної стійкості столика та геометрію мікроскопа повинен перевірити виробник.

7.2.4. Лінійність сигналу фотопомножувача

Вимірюють показник відображення інших еталонів при тому ж постійному напрузі і тому ж налаштуванні світлової апертури, щоб перевірити, що система вимірювання має лінійну залежність у межах, що вимірюються, і еталони відповідають своїм розрахунковим значенням. Обертають кожен стандарт так, щоб максимально наблизити показання до розрахункового значення. Якщо значення будь-якого з еталонів відрізняється від розрахункового показника відображення більш ніж 0,02 %, еталон слід почистити і повторити процес эталонирования. Еталон потрібно ще раз відполірувати до тих пір, поки показник відображення не відрізнятиметься від розрахункового більш ніж на 0,02%.

Якщо показник відображення стандартів не дає лінійної діаграми, перевіряють лінійність сигналу фотопомножувача, використовуючи зразки з інших джерел. Якщо вони не дають лінійного графіка, знову перевіряють лінійність сигналу, застосовуючи кілька калібрувальних фільтрів нейтральної щільності, щоб знизити потік світла до відомої величини. Якщо підтверджуються нелінійність сигналу фотоумножителя, замінюють лампу фотоумножителя і проводять подальшу перевірку, доки не буде отримана лінійність сигналу.

7.2.5. Калібрування апаратури

Встановивши надійність апаратури, потрібно домогтися того, щоб прилад, що показує, давав правильні показання для нульового еталона і трьох еталонів відображення досліджуваного вугілля, як зазначено в 7.2.1 - 7.2.4. Показник відображення кожного зразка, показаний на екрані, не повинен відрізнятися від розрахункового більш ніж на 0,02%.

7.3. Вимірювання показника відображення вітриніту

7.3.1. Загальні положення

Методика вимірювання максимального та мінімального показників відображення наведена у 7.3.2, а довільного у 7.3.3. У цих підпунктах термін «вітриніт» відноситься до одного або більше субмацералів групи вітриніту.

Як сказано у розділі 1, від вибору субмацералів, на яких виробляються виміри, залежить результат і тому важливо вирішити, на яких субмацералах слід проводити виміри показника відображення і відзначити їх при повідомленні результатів.

7.3.2. Вимірювання максимального та мінімального показників відображення вітриніту в маслі.

Встановлюють поляризатор і перевіряють апаратуру згідно з 7.1 та 7.2.

Відразу після калібрування апаратури поміщають вирівняний полірований препарат, виготовлений з випробуваної проби, на механічний столик (препаратівник), що дозволяє проводити вимірювання, починаючи з одного кута. Наносять імерсійну олію на поверхню зразка і роблять фокусування. Злегка пересувають зразок за допомогою препаратоводителя, поки перехрестя не сфокусується на потрібній поверхні вітриніту. Поверхня, на якій проводять вимірювання, не повинна мати тріщин, дефектів полірування, мінеральних включень або рельєфу і повинна знаходитись на деякій відстані від меж мацералу.

Пропускають світло через фотоумножитель і повертають столик на 360° зі швидкістю трохи більше 10 хв -1 . Записують найбільше та найменше значення показника відображення, яке відзначено при обертанні столика.

Примітка: При повороті препарату на 360° в ідеальному випадку можуть бути отримані два ідентичні максимальні та мінімальні показання. Якщо два свідчення сильно відрізняються, слід встановити причину та скоригувати похибку. Іноді причиною помилки можуть бути бульбашки повітря в олії, що потрапляють на ділянку, що вимірюється. У такому разі показання не враховують та усувають бульбашки повітря, опускаючи або піднімаючи столик мікроскопа (залежно від конструкції). Передню поверхню лінзи об'єктива протирають тканиною для оптики, знову наносять краплю олії на поверхню зразка і фокусуються.

Зразок переміщують у напрямку X(довжина кроку 0,5 мм) і вимірюють, коли перехрестя потрапляє на відповідну поверхню вітриніту. Для того, щоб бути впевненим, що вимірювання виробляються на ділянці вітриніту, зразок можна перемістити препаратоводителем на відстань до 10 мкм. Наприкінці шляху зразок пересувається наступну лінію: відстань між лініями щонайменше 0,5 мм. Відстань між лініями вибирають таку, щоб вимірювання рівномірно розподілилися на поверхні шліфу. Продовжують вимірювати показник відображення, користуючись цією методикою випробування.

Через кожні 60 хв знову перевіряють калібрування апаратури за еталоном, що найближче до найвищого показника відображення (7.2.5). Якщо показник відображення еталона відрізняється більш ніж на 0,01% від теоретичного значення, відкидають останні показання та виконують їх знову після перекалібрування апаратури за всіма еталонами.

Вимірювання показника відображення роблять до тих пір, поки не буде отримано необхідну кількість вимірювань. Якщо аншліф-брикет підготовлений з вугілля одного пласта, то виробляють від 40 до 100 вимірів та вище (див. таблицю 3 ). Кількість вимірів збільшують із підвищенням ступеня анізотропії вітриніту. У кожному зерні, що вимірюється, визначають максимальне і мінімальне значення відліку і при обертанні предметного столика мікроскопа. Середні максимальні та мінімальні показники відображення обчислюють як середнє арифметичне значення максимальних та мінімальних звітів.

Якщо зразок є сумішшю вугілля, то виробляють 500 вимірювань.

На кожному аншліф-штуфі має бути виміряно 10 або більше ділянок вітриніту, залежно від ступеня анізотропії досліджуваного зразка та цілей дослідження.

Перед початком вимірювань аншліф-штуф встановлюють так, щоб площина нашарування була перпендикулярна падаючого променя оптичної системи мікроскопа. У кожній точці, що вимірювається, знаходять положення максимального відліку, а потім записують відліки через кожні 90° повороту столика мікроскопа при його обертанні на 360°.

Максимальний та мінімальний показники відображення (R 0, max та R 0, min) обчислюють як середні арифметичні значення максимальних та мінімальних відліків відповідно.

7.3.3. Вимірювання довільного показника відображення вітриніту в імерсійній олії (R 0, r)

Застосовують методику, описану в 7.3.2, але без поляризатора та обертання зразка. Виконують калібрування, як описано в 7.2.5

Вимірюють показник відображення вітриніту, доки не буде зареєстровано необхідну кількість вимірювань.

На кожному аншліф-брикеті необхідно виконати від 40 до 100 і більше вимірів (таблиця 3 ) залежно від однорідності та ступеня анізотропії досліджуваного зразка.

Кількість вимірів збільшують із підвищенням неоднорідності у складі групи гумініту та вітриніту, а також при вираженій анізотропії кам'яного вугіллята антрацитів.

Кількість вимірювань для зразків, що містять тверду розсіяну органічну речовину, визначається характером та розмірами цих включень і може бути значно нижчою.

Для встановлення складу вугільних сумішей по рефлектограм необхідно провести не менше 500 вимірювань на двох зразках, досліджуваної проби вугілля. Якщо участь вугілля різного ступеня метаморфізму, що входять до складу шихти, не можна встановити однозначно, проводять ще 100 вимірювань і надалі доти, доки їх кількість не буде достатньою. Гранична кількість вимірів - 1000.

На кожному аншліф-штуфі виконують до 20 вимірів у двох взаємно перпендикулярних напрямках. Для цього аншліф-штуф встановлюють так, щоб площина нашарування була перпендикулярна до падаючого променя оптичної системи мікроскопа. Ділянки для вимірювань вибирають так, щоб вони розташовувалися рівномірно по всій поверхні вітриніту аншлиф-штуфа, що досліджується.

Довільний показник відображення (R 0, r ) обчислюють як середнє арифметичне всіх вимірів.

7.3.4. Вимірювання показників відбиття у повітрі.

Визначення максимального, мінімального та довільного показників відображення (R a, max , R a, min і Ra, r) ​​допускається проводити для попередньої оцінки стадій метаморфізму.

Вимірювання в повітрі проводять аналогічно вимірюванням в імерсійному маслі при нижчих значеннях апертурної діафрагми, напруги освітлювача та робочої напруги ФЕУ.

На досліджуваному аншліф-брикеті необхідно виконати 20 - 30 вимірів, на аншліф-штуфі - 10 та більше.

8. ОБРОБКА РЕЗУЛЬТАТІВ

8.1. Результати можуть бути виражені у вигляді окремого значення або поряд чисел з інтервалом 0,05% показника відображення (1/2 V-кроку) або з інтервалом 0,10% показника відображення ( V-Крок). Середній показниквідображення та стандартне відхилення обчислюють наступним чином:

1) Якщо відомі окремі показання, то середній показник відображення та стандартне відхилення обчислюють за формулами (1) та (2) відповідно:

(2)

де ?R- середній максимальний, середній мінімальний чи середній довільний показник відбиття, %.

Ri- окреме показання (вимірювання);

n- Число вимірювань;

Стандартне відхилення.

2) Якщо результати представлені у вигляді ряду вимірювань у 1/2 V-кроці або V-Кроку, використовують наступні рівняння:

де R t- Середнє значення 1/2 V-кроку або V-Кроку;

X- Число вимірів показника відображення в 1/2 V-кроці або V-Кроку.

Реєструють субмацерали вітриніту, до яких належать значення ?Rнезалежно від того, який показник відображення вимірювали, максимальний, мінімальнийабо довільний, та кількість точок виміру. Відсотковий вміст вітриніту для кожного 1/2 V-кроку або V-Кроку можна представити у вигляді рефлектограми. Приклад виразу результатів наведено у таблиці 2, відповідна рефлектограма малюнку 4.

Примітка - V-крок має діапазон 0,1 показника відображення, а 1/2 - 0,05%. Щоб уникнути перекриття значень показника відображення, виражених з точністю до другого знака після коми, інтервали значень представлені, наприклад, таким чином:

V-крок – 0,60 – 0,69; 0,70 – 0,79 і т.д. (Включ.).

1 / 2 V-кроку: 0,60 – 0,64; 0,65 – 0,69 і т.д. (Включ.).

Середня величина ряду (0,60 – 0,69) – 0,645.

Середня величина ряду (0,60 – 0,64) – 0,62.

8.2. При необхідності довільний показник відображення (R 0, r ) обчислюють за середніми значеннями максимального та мінімального показників відображення за формулами:

для аншліф-штуфа R 0, r = 2 / 3 R 0, max + 1/3 R 0, min

для аншліф-брикету

Величина займає проміжне положення між R 0, max та R 0, min і пов'язана з орієнтуванням зерна в аншліф-брикеті.

8.3. Як додатковий параметр обчислюють показник анізотропії відображення (AR) no формулам:

8.4. Обробку результатів вимірювань у звичайному та поляризованому світлі в повітрі по аншліф-брикетам та аншліф-штуфам проводять аналогічно обробці результатів вимірювань в імерсійній олії (8.1 ).

Рисунок 4 – Рефлектограма, складена за результатами таблиці 2

Таблиця 2

Виміряний показник відображення довільний

Субмацерали вітриніту телоколлініт та десмоколлініт

Показник відображення	Кількість спостережень	Відсоток спостережень

Загальна кількість вимірів n = 500

Середній показник відображення ?R 0, r = 1,32%

Стандартне відхилення? = 0,20%

9. ТОЧНІСТЬ

9.1. Збіжність

Збіжність визначень середніх значень максимального, мінімальногоабо довільного показників відображення є значення, на яке відрізняються два окремих показання, виконаних при однаковій кількості вимірювань одним і тим же оператором на тому самому препараті з використанням однієї і тієї ж апаратури при довірчій ймовірності 95%.

Східність обчислюють за формулою

де? t- Теоретичне стандартне відхилення.

Збіжність залежить від ряду факторів, що включають:

1) обмежену точність калібрування за допомогою еталонів показника відображення (6.2.5);

2) допустиме усунення калібрування під час вимірювань (6.3.2);

3) число зроблених вимірів та діапазон значень показника відображення для вітриніту одного вугільного пласта.

Загальний вплив цих факторів може бути виражений стандартним відхиленням середнього показника відображення до 0,02% для проби одного вугілля з одного пласта. Це відповідає збіжності до 0,06%.

9.2. Відтворюваність

Відтворюваність визначень середніх значень максимального, мінімального або довільного показників - це значення, на яке відрізняються значення двох визначень, виконаних з однаковим числом вимірювань двома різними операторами на двох різних препаратах, виготовлених з однієї і тієї ж проби, та використанням різної апаратури з довірчою ймовірністю 95%.

Відтворюваність обчислюють за формулою

де? 0 – дійсне стандартне відхилення.

Якщо оператори відповідним чином підготовлені для ідентифікації вітриніту або субмацералів, а показник відображення еталона достовірно відомий, стандартні відхилення визначень середнього показника відображення різними операторами в різних лабораторіях становлять 0,03%. Відтворюваність таким чином становить 0,08%

9.3. Розбіжності між результатами середніх значень показників відображення двох визначень, що допускаються, вказані в таблиці 3 .

Таблиця 3

Показник відображення, %	Допустимі розбіжності % абс.		Кількість вимірів
	в одній лабораторії	у різних лабораторіях
До 1,0 вмикання.

10. ПРОТОКОЛ ВИПРОБУВАННЯ

Протокол випробування повинен включати:

2) усі подробиці, необхідні для ідентифікації проби;

3) загальна кількість вимірів;

4) тип виконаних вимірів, тобто. максимальний, мінімальнийчи довільний показник відображення;

5) тип та співвідношення субмацералів вітриніту, використаних у цьому визначенні;

6) одержані результати;

7) інші особливості зразка, помічені під час аналізу та які можуть бути корисними при використанні результатів.

Група вітриніту: а - колініт (гомогенний сірий) з кутінітом (чорний). Відбите світло. Іммерсії б - колініт (гомогенний сірий), корпоколініт (темносирі овальне тіло зліва), телініт (нерівномірна смуга в центрі). Білі сфероліти – пірит. Відбите поляризоване світло. Стан згасання; в - вітродетриніт. Відбите світло. Іммерсії г - колініт (зверху), телініт (знизу).

Телініт (сірий), гумовий (чорний). Відбите світло. Іммерсії.

Роздроблені уламки вітринітового характеру часто зустрічаються в кам'яному вугіллі. Вони утворюють десмоколінітову основну масу клариту та тримацериту. Як правило, при дослідженні у нормальному відбитому світлі з використанням масляної імерсії ці уламки не можна відрізнити один від одного. У цьому випадку їх поєднують під назвою "десмоколініт". Тільки йодисто-метиленова імерсія дозволяє чітко розрізняти їх у вугіллі з високим виходом летких речовин. У відбитому світлі з використанням масляної імерсії частинки вітродетриніту можна побачити тільки тоді, коли вони оточені компонентами, що мають іншу відбивну здатність (наприклад, глинистими мінералами в кутистих сланцях або інертинітом в обманювати).

стор 1

стор 2

стор 3

стор 4

стор 5

стор 6

стор 7

стор 8

стор 9

стор. 10

стор. 11

стор. 12

стор 13

стор 14

стор. 15

стор. 16

стор. 17

стор 18

стор 19

ФЕДЕРАЛЬНЕ АГЕНТСТВО З ТЕХНІЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА МЕТРОЛОГІЇ

НАЦІОНАЛЬНИМ

СТАНДАРТ

РОСІЙСЬКОЇ

ФЕДЕРАЦІЇ

ВИРОБИ МЕДИЧНІ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ

IN VITRO

Інформація, що надається виробником з діагностичними реагентами in vitro, які застосовуються для фарбування в біології

In vitro diagnostic medical devices - Інформаційний документ, розроблений компанією in vitro diagnostic reagents for staining in biology (IDT)

Видання офіційне

Стандартінформ

Передмова

Цілі та принципи стандартизації в Російської Федераціївстановлені Федеральним закономвід 27 грудня 2002 р. № 184-ФЗ "Про технічне регулювання", а правила застосування національних стандартів Російської Федерації - ГОСТ Р 1.0-2004 "Стандартизація в Російській Федерації. Основні положення»

Відомості про стандарт

1 ПІДГОТОВЛЕНО Лабораторією проблем клініко-лабораторної діагностики НДІ громадського здоров'я та управління охороною здоров'я Державного бюджетного освітньої установивищого професійної освітиПерший Московський державний медичний університетім. І. М. Сєченова» МОЗ РФ на основі власного автентичного перекладу на російську мову міжнародного стандарту, зазначеного у пункті 4

2 ВНЕСЕН Технічним комітетом зі стандартизації ТК 380 «Клінічні лабораторні дослідження та медичні вироби для діагностики in vitro»

3 ЗАТВЕРДЖЕНИЙ І ВВЕДЕНИЙ У ДІЮ Наказом Федерального агентстваз технічного регулювання та метрології від 25 жовтня 2013 р. № 1201-ст.

4 Цей стандарт ідентичний міжнародному стандарту ISO 19001:2002 «Вироби медичні для діагностики in vitro. Інформація, що надається виробником з діагностичними реагентами in vitro для фарбування в біології» (ISO 19001:2002 «/л vitro diagnostic medical devices - Information supplied in the manufacturer in vitro diagnostic reagents for staining in biology»).

Найменування цього стандарту змінено щодо найменування зазначеного міжнародного стандарту для приведення у відповідність до ГОСТ Р 1.5 (підрозділ 3.5).

5 ВВЕДЕНО ВПЕРШЕ

Правила застосування цього стандарту встановлені у ГОСТ Р 1.0-2012 (розділ 8). Інформація про зміни до цього стандарту публікується в інформаційному покажчику «Національні стандарти», що щорічно видається, а текст змін і поправок - у щомісячно видаються інформаційних покажчиках «Національні стандарти». У разі перегляду (заміни) або скасування цього стандарту відповідне повідомлення буде опубліковане у щомісячному інформаційному покажчику «Національні стандарти». Відповідна інформація, повідомлення та тексти розміщуються також в інформаційній системі загального користування – на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет (gost.ru)

© Стандартінформ, 2014

Цей стандарт не може бути повністю або частково відтворений, тиражований і поширений як офіційне видання без дозволу Федерального агентства з технічного регулювання та метрології

А.4.2.3.3 Методика фарбування

А.4.2.3.3.1 Депарафінують та регідратують зрізи тканини; проводять зміну антигену (див. наведену вище методику фарбування)

А.4.2.3.3.2 Інкубують з перекисом водню масовою часткою 3 % у дистильованій воді протягом 5

А.4.2.3.3.3 Промивають дистильованою водою і поміщають у TBS на 5 хв.

А.4.2.3.3.4 Інкубують з моноклональним мишачим антилюдським рецептором естрогенів, оптимально розведеним у TBS (див.А.4.2.3), протягом 20 - 30 хв.

А.4.2.3.3.5 Промивають TBS та поміщають у лазню TBS на 5 хв.

А.4.2.3.3.6 Інкубують з робочим розчином біотинільованого козячого антитіла до мишачих/кролячих імуноглобулінів протягом 20 - 30 хв.

А.4.2.3.3.7 Промивають TBS та поміщають у лазню TBS на 5 хв.

А.4.2.3.3.8 Інкубують з робочим розчином комплексу СтрептАвідін-біотин/пероксидаза хрону протягом 20 - 30 хв.

А.4.2.3.3.9 Промивають TBS та поміщають у лазню TBS на 5 хв.

А.4.2.3.3.10 Інкубують із розчином DAB протягом 5-15 хв (при поводженні з DAB використовувати рукавички).

А.4.2.3.3.11 Промивають дистильованою водою.

А.4.2.3.3.12 Проводять контрастне фарбування розчином гематоксиліну протягом 30 с.

А.4.2.3.3.13 Промивають водою з-під крана протягом 5 хв.

А.4.2.3.3.14 Промивають дистильованою водою протягом 5 хв.

А.4.2.3.3.15 Дегідратують етанолом з об'ємною часткою 50 % протягом 3 хв, потім 3 хв з об'ємною часткою 70 % і, нарешті, 3 хв з об'ємною часткою 99 %.

А.4.2.3.3.16 Промивають у двох змінах ксилену, по 5 хв у кожній. А.4.2.3.3.17 Вилучають у синтетичну гідрофобну смолу.

А.4.2.3.4 Пропоновані розведення

Оптимальне фарбування може бути отримане шляхом розведення антитіла в TBS з pH = 7,6, змішаним за обсягом від (1 + 50) до (1 + 75) мкл при дослідженні на фіксованих формаліном парафінованих зрізах ракової пухлини грудної залози людини. Антитіло може бути розведене TBS, змішаним за обсягами від (1 + 50) до (1 + 100) мкл, для використання в технології АРААР та авідин-біотинових методах, при дослідженні фіксованих ацетоном зрізів замороженої тканини ракової пухлини грудної залози.

А.4.2.3.5 Очікувані результати

Антитіло інтенсивно мітить ядра клітин, які, як відомо, містять велику кількість рецепторів естрогенів, наприклад, епітеліальні та міометріальні клітини матки та нормальні та гіперплазовані епітеліальні клітини молочних залоз. Фарбування переважно локалізоване у ядрах без фарбування цитоплазми. Однак, на зрізах кріостата, що містять невеликі або невизначені кількості рецепторів естрогенів (наприклад, епітелій кишечника, клітини серцевого м'яза, клітини мозку та сполучної тканини), відзначають негативні результати з антитілом. Антитіло мітить епітеліальні клітини карциноми грудної залози, що експресують рецептор естрогенів.

Фарбування тканини залежить від обігу та обробки тканини до фарбування. Неправильна фіксація, заморожування, розморожування, промивання, висушування, нагрівання, зрізання або забруднення іншими тканинами або рідинами може викликати артефакти або помилково-негативні результати.

А.5 Демонстрація 7-клітин за допомогою проточної цитометрії

ЗАСТЕРЕЖЕННЯ - Реагент містить азид натрію (15 ммоль/л). NaN 3 може реагувати зі свинцем або міддю, утворюючи вибухонебезпечні азиди металів. При видаленні змити більшим об'ємом води.

А.5.1 Моноклональні мишачі антилюдські Г-петлі

Наступна інформація відноситься до моноклональних мишачих антилюдських 7-кпеток:

a) ідентичність продукту: моноклональні мишачі антилюдські 7-петлі, CD3;

b) клон: UCHT;

c) імуноген: людські дитячі тимоцити та лімфоцити від пацієнта із хворобою Сезарі (Sezary);

d) джерело антитіл: очищені моноклональні мишачі антитіла;

e) специфічність: антитіло реагує з T-клітинами у тимусі, кістковому мозку, периферичній лімфоїдній тканині та крові. Більшість Т-клітин пухлин також експресують антиген CD3, але він відсутній у не Т-клітинних лімфоїдних пухлинах. Узгоджується з моделлю синтезу антигену в нормальних тимоцитах, найбільш раннім місцем визначення пухлинних клітинах є цитоплазма клітини;

f) склад:

0,05 моль/л Tris/HCI буфер, 15 ммоль/л NaN 3 pH = 7,2, альбумін бичачої сироватки, масова частка 1

Ізотип lg: IgGI;

Очищення lg: білок колонка А сефарози;

Чистота: масова частка приблизно 95%;

Молекула кон'югату: флюоресцеїн ізотіоціанат ізомер 1 (FITC);

- (ЯР)-відношення: £ 495 нм/£ 278 нм =1,0 ± 0,1 відповідно до молярного відношення FITC/білок приблизно 5;

д) обіг та зберігання: стабільні протягом трьох років після виділення при температурі від 2 °С до 8

А.5.2 Призначене застосування

А.5.2.1 Загальні положення

Антитіло призначене для застосування у проточній цитометрії. Антитіло може бути використане для якісного та кількісного виявлення Т-клітин.

А.5.2.2 Тип (типи) матеріалу

Антитіло може бути застосоване на суспензіях свіжих і фіксованих клітин, фіксованих зрізах ацетоном кріостата, на клітинних мазках.

А.5.2.3 Методика дослідження реактивності антитіла для проточної цитометрії

Деталі методики, використаної виробником, такі:

а) Збирають венозну кров у пробірку, що містить антикоагулянт.

b) Ізолюють одноядерні клітини шляхом центрифугування на розподільчому середовищі; в іншому випадку лізують еритроцити після стадії інкубації, зазначеної у перерахуванні d).

c) двічі промивають одноядерні клітини з RPMI 1640 або забуференим фосфатом сольовим розчином (PBS) (0,1 моль/л фосфату, 0,15 моль/л NaCI, pH = 7,4).

d) До 10 мкл кон'югованих FITC моноклональних мишачих анти-людських Т-клітин, реагент CD3, додають суспензію клітин, що містить 1 - 10 е клітин (зазвичай близько 100 мл), і перемішують. Інкубують у темряві при температурі 4 °С протягом 30 хв [для подвійного фарбування водночас має бути додане антитіло, кон'юговане R-фікееритрином (RPE)].

е) двічі промивають PBS + 2 % альбумін бичачої сироватки; ресуспендують клітини у відповідній рідині для аналізу на проточному цитометрі.

f) Як негативний контроль використовують інше моноклональне антитіло, кон'юговане FITC (флюоресцеїн ізотіоціанатом)

д) Фіксують осаджені клітини, перемішуючи з 0,3 мл параформальдегіду масовою часткою 1 % PBS. При зберіганні у темряві за температури 4 °С фіксовані клітини можуть утримуватися до двох тижнів.

h) Проводять аналіз на проточному цитометрі.

А.5.2.4 Запропоноване розведення

Антитіло має використовуватися для проточної цитометрії у концентрованій формі (10 мкл/гест). Для застосування на зрізах кріостата та мазках клітин антитіло повинне бути змішане з відповідним розчинником у співвідношенні обсягів (1 + 50) мкл.

А.5.2.5 Очікувані результати

Антитіло виявляє CD3 молекулу на поверхні Т-кпеток. При оцінці фарбування зрізів кріостатів та мазків клітин продукт реакції має бути локалізований на мембрані плазми.

Фарбування тканини залежить від обігу та обробки тканини до фарбування. Неправильна фіксація, заморожування, розморожування, промивання, висушування, нагрівання, отримання зрізів або забруднення іншими тканинами або рідинами може спричинити утворення артефактів або помилково-негативні результати.

Додаток ТАК (довідковий)

Відомості про відповідність посилальних міжнародних та європейських регіональних стандартів національним стандартам Російської Федерації

Таблиця ТАК.1

Позначення міжнародного стандарту посилання відповідності Позначення та найменування відповідного національного стандарту * Відповідний національний стандарт відсутній. До його затвердження рекомендується використовувати переклад на російську мова цього міжнародного стандарту. Переклад цього міжнародного стандарту знаходиться у Федеральному інформаційному центрітехнічних регламентів та стандартів.

НАЦІОНАЛЬНИЙ СТАНДАРТ РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦІЇ

ВИРОБИ МЕДИЧНІ ДЛЯ ДІАГНОСТИКИ IN VITRO Інформація, що надається виробником з діагностичними реагентами in vitro, що застосовуються для фарбування в біології

In vitro diagnostic medical devices. Information supplied by the manufacturer with in vitro diagnostic reagents for staining in biology

Дата введення - 2014-08-01

1 Область застосування

Цей стандарт встановлює вимоги до інформації, що надається виробниками з реагентами, які застосовуються для фарбування в біології. Вимоги відносяться до виробників, постачальників та продавців барвників, фарб, хромогенних реагентів та інших реагентів, які застосовуються для фарбування в біології. Вимоги до інформації, що надається виробниками, які встановлюються цим стандартом, є необхідною умовоюотримання порівняних та відтворюваних результатів у всіх сферах фарбування в біології.

У цьому стандарті використані нормативні посиланняна такі міжнародні та європейські регіональні стандарти:

ІСО 31-8, Величини та одиниці. Частина 8. Фізична хімія та молекулярна фізика (ISO 31-8, Quantities and units - Part 8: Physical chemistry and molecular physics)

EH 375:2001 Інформація, що надається виробником з реактивами для діагностики in vitro для професійного застосування(EN 375:2001, Інформація поширюється на manufacturer with in vitro diagnostic reagents for professional use)

EH 376:2001 Інформація, що надається виробником з реактивами для діагностики in vitro для самотестування (EN 376:2001, Information supplied by manufacturer with in vitro diagnostic reagents for self-testing)

Примітка- При користуванні цим стандартом доцільно перевірити дію стандартів посилань в інформаційній системі загального користування - на офіційному сайті Федерального агентства з технічного регулювання та метрології в мережі Інтернет або за щорічним інформаційним покажчиком «Національні стандарти», який опублікований станом на 1 січня поточного року та за випусками щомісячного інформаційного покажчика «Національні стандарти» за поточний рік. Якщо замінений стандарт посилання, на який дано недатоване посилання, рекомендується використовувати діючу версію цього стандарту з урахуванням усіх внесених до цієї версії змін. Якщо замінений стандарт, на який дано датоване посилання, то рекомендується використовувати версію цього стандарту із зазначеним вище роком затвердження (прийняття). Якщо після затвердження цього стандарту до посилального стандарту, на який дано датоване посилання, внесено зміну, що стосується положення, на яке дано посилання, то це положення рекомендується застосовувати без урахування цієї зміни. Якщо стандарт посилається без заміни, то положення, в якому дано посилання на нього, рекомендується застосовувати в частині, що не зачіпає це посилання.

3 Терміни та визначення

У цьому стандарті застосовані такі терміни з відповідними визначеннями:

3.1 інформація, що надається виробником: Вся друкована, письмова, графічна або інша інформація, що додається або супроводжує реагент для діагностики in vitro.

3.2 маркування: будь-яка друкована, письмова або графічна інформація, нанесена на упаковку.

Видання офіційне

3.3 реагент діагностики in vitro (in vitro diagnostic reagent): Реагент, що використовується самостійно або в комбінації з іншими медичними виробами для діагностики in vitro, призначений виробником для досліджень in vitro речовин людського, тваринного або рослинного походження з метою отримання інформації, що стосується виявлення, діагностики, моніторингу або лікування фізіологічних станів, станів здоров'я або хвороби або вродженої аномалії.

3.4 фарбування: Надання кольору матеріалу за допомогою реакції з барвником або хромогенним реагентом.

3.5 барвник (dye): Пофарбована органічна сполука, яка, будучи розчиненою у відповідному розчиннику, здатна надати колір матеріалу.

Примітка - Фізичною природою кольору є вибіркова абсорбція (і/або емісія) у видимій області електромагнітного спектра між 400 та 800 нм. Фарбувальні речовини є молекулами з великими системамиделокалізованих електронів (пов'язаних тт-електронних систем). Характеристики абсорбції світла барвників представлені спектром абсорбції у формі діаграми, на якій зіставлені абсорбція світла і довжина хвилі. Спектр та довжина хвилі при максимальній абсорбції залежать від хімічної структури барвника, розчинника та від умов спектрального вимірювання.

3.6 барвник, фарба (stain): Розчин одного або кількох барвників у певних концентраціях у певному розчиннику, що використовується для фарбування.

Примітка - Фарба може бути приготована прямим розчиненням барвника в розчиннику або розведення готового основного розчину відповідними агентами.

3.6.1 Основний розчин барвника: Стабільний певний розчин одного або декількох барвників у більш високій концентрації, ніж використовувана при фарбуванні.

Примітка - Стабільність означає сталість властивостей барвника навіть у присутності інших барвників.

3.7 хромогенний реагент (Chromogenic reagent): Реагент, який реагує з хімічними групами, присутніми або викликаними в клітинах і тканинах, з утворенням пофарбованої сполуки in situ.

Приклад - Типові хромогенні реагенти:

a) сіль діазонію;

b) реагент Шіффа.

3.8 флюорохром (fluorochrome): Реагент, який випромінює видиме світло при опроміненні збуджуючим світлом більш короткої довжини хвилі.

3.9 антитіло (antibody): Специфічний імуноглобулін, утворений В-лімфоцитами у відповідь на дію імуногенною речовиною та здатний зв'язуватися з ним.

Молекула імуногенної речовини містить одну або кілька частин з характерним хімічним складом, епітоп.

3.9.1 поліклональне антитіло (Polyclonal antibody): Суміш антитіл, здатних специфічно реагувати з певною імуногенною речовиною.

3.9.2 моноклональне антитіло (monoclonal antibody): Антитіло, здатне специфічно реагувати з поодиноким епітопом певної імуногенної речовини.

3.10 зонд нуклеїнової кислоти: Односпіральний олігонуклеотид або полінуклеотид певної довжини, комплементарний зі специфічною послідовністю нуклеотидів нуклеїнових кислот.

3.11 лектин (lectin): Білок неімуногенного походження з двома або декількома зв'язуючими ділянками, який розпізнає та зв'язується зі специфічними залишками сахаридів.

4 Вимоги до інформації, що надається виробником

4.1 Загальні вимоги

4.1.1 Інформація, що надається виробником з реагентами, що використовуються для фарбування в біології

Інформація, що надається виробником з реагентами, що використовуються для фарбування в біології, повинна відповідати ISO 31-8, ISO 1000, EN 375 і EN 376. у 4.1.2, 4.1.3 та 4.1.4 повинні бути застосовані до різних реагентів, що використовуються для фарбування в біології.

4.1.2 Найменування продукту

Найменування продукту повинно включати в себе реєстраційний номеру CAS і найменування та номер індексу барвника, якщо це застосовно.

Примітка1- Реєстраційні номери в CAS є реєстраційними номерами в хімічній довідковій службі (CAS). Вони є числові кодові номери речовин, які отримали індекс у Хімічній довідковій службі приписані хімічним речовинам.

Примітка2 – Індекс фарб дає 5-значний номер, номер C.I. і спеціально складене найменування більшості барвників.

4.1.3 Опис реагенту

Опис реагенту повинен включати відповідні фізико-хімічні дані, що супроводжуються відомостями, що належать до кожної партії. Дані повинні містити принаймні таку інформацію:

a) молекулярну формулу, включаючи протиіон;

b) молярну масу (г/моль) точно позначену, з включенням проти-іона або без нього;

c) межі інтерферуючих речовин, що допускаються;

Для пофарбованих органічних сполук дані повинні містити:

d) молярну абсорбцію (замість цього може бути наведено вміст молекули чистої барвної речовини, але не вміст загальної барвної речовини);

e) довжина хвилі або кількість хвиль при максимальній абсорбції;

f) дані тонкошарової хроматографії, високопродуктивної рідинної хроматографії або високопродуктивної тонкошарової хроматографії.

4.1.4 Призначене застосування

Потрібно навести опис, що містить посібник з фарбування в біології та кількісні та якісні процедури (якщо це застосовно). Інформація повинна містити відомості щодо наступного:

a) тип (типи) біологічного матеріалу, поводження та обробку перед фарбуванням, наприклад:

1) чи можуть бути використані проби клітин або тканин;

2) чи може бути використаний заморожений або хімічно фіксований матеріал;

3) протокол для поводження з тканиною;

4) яке закріплююче середовище може бути застосоване;

b) деталі відповідної методики реакції, використаної виробником для дослідження реактивності барвника, фарби, хромогенного реактиву, флюорохрому, антитіла, зонда нуклеїнової кислоти або лектину, що застосовуються для фарбування в біології;

c) результат (результати), очікувані за методикою реакції на передбачуваному типі (типах) матеріалу при способі, наміченому виробником;

d) зауваження про відповідний позитивний або негативний контроль тканини та про інтерпретацію результату (результатів);

4.2 Додаткові вимоги до реагентів специфічних видів

4.2.1 Флюорохроми

Незалежно від типу застосування, флюорохроми, які пропонуються для фарбування в біології, повинні супроводжуватися наступною інформацією:

а) вибірковість, наприклад, опис мішені (мішеней), які можуть бути продемонстровані з використанням специфічних умов; довжини хвиль світла збудження та випромінювання; для флюорохромів, пов'язаних з антитілами, відношення флюорохром/білок (Ф/Б).

4.2.2 Солі металів

У разі, якщо пропонуються металовмісні сполуки для застосування в поглинаючій металі методиці при фарбуванні в біології, повинна бути наведена наступна додаткова інформація:

систематичне найменування; чистота (відсутність домішок).

4.2.3 Антитіла

Антитіла, що пропонуються для фарбування в біології, повинні супроводжуватися такою інформацією:

a) опис антигену (імуногенної речовини), проти якого спрямоване антитіло і якщо антиген визначений кластером системи диференціації – номер CD. Опис повинен містити, якщо це прийнятно, тип макромолекули, що виявляється, частина якої повинна бути виявлена, клітинна локалізація і клітини або тканини, в яких вона знаходиться, і будь-яка перехресна реактивність з іншими епітопами;

b) для моноклональних антитіл - клон, метод освіти (супернатант культури тканини або асцитична рідина), підклас імуноглобуліну та ідентичність легкого ланцюга;

c) для поліклональних антитіл - тварина-господар, і чи використовується цільна сироватка або фракція імуноглобуліну;

опис форми (розчин або ліофілізований порошок), кількість загального білка та специфічне антитіло, а для розчину - природа та концентрація розчинника або середовища;

е) якщо застосовно, опис будь-яких молекулярних сполучних речовин або наповнювачів, доданих до антитіла;

заяву про чистоту, техніку очищення та методи виявлення домішок (наприклад, Вестерн-блот, імуногістохімія);

4.2.4 Зонди нуклеїнової кислоти

Зонди нуклеїнової кислоти, що пропонуються для фарбування в біології, повинні супроводжуватися наступною інформацією:

послідовність основ і є зонд одно-або двоспіральним; молярна маса зонда або кількість основ і, якщо прийнятно, число фракцій (у відсотках) пар основ гуанін - цитозин;

використаний маркер (радіоактивний ізотоп або нерадіоактивна молекула), точка прикріплення до зонда (3" та/або 5") та частка речовини у відсотках міченого зонда; виявлена ​​генна мета (послідовність ДНК чи РНК);

e) опис форми (ліофілізований порошок або розчин) та кількість (пг або пмоль) або концентрація (пг/мл або пмоль/мл), якщо застосовно, і, у разі розчину, - природа та концентрація розчинника або середовища;

f) заяву про чистоту, методики очищення та методи виявлення домішок, наприклад, високопродуктивна рідинна хроматографія;

Додаток А (довідковий)

Приклади інформації, що надається виробником з реагентами, зазвичай застосовуються

у методиках біологічного фарбування

А.1 Загальні положення

Наступна інформація є прикладами процедур і не повинна розглядатися як єдиний спосіб процедури, яка повинна бути проведена. Ці процедури можуть бути використані виробником для дослідження реактивності барвників та ілюструють те, яким чином виробник може надати інформацію, щоб відповідати цьому стандарту.

А.2 Барвник метиловий зелений-піронін Y А.2.1 Фарбувальна речовина метиловий зелений

Інформація, що стосується барвника метиловий зелений, така:

a) ідентичність продукту:

Метиловий зелений (синоніми: подвійний зелений SF, легкий зелений);

Реєстраційний номер CAS 22383-16-0;

Найменування та номер індексу кольору: основний блакитний 20, 42585;

b) склад:

Молекулярна формула, що включає протиіон: 2 бНззМ 3 2 + 2BF4";

Молярна маса з (або без) протиіону: 561,17 г моль" 1 (387,56 г

Масова частка (зміст) метилового зеленого катіону: 85 %, визначено за допомогою абсорбційної спектрометрії;

Допустимі межі інтерферуючих речовин, наведені як масові частки:

1) вода: менше 1%;

2) неорганічні солі: менше 0,1%;

3) детергенти: відсутні;

4) забарвлені домішки, включаючи кристали віолета: не визначні за допомогою тонкошарової хроматографії;

5) індиферентні сполуки: 14 % розчинного крохмалю;

d) тонкошарова хроматографія: є лише один основний компонент, відповідний

метилового зеленого;

e) обіг та зберігання: стабільний при зберіганні у ретельно закупореній коричневій пляшці при кімнатній температурі (від 18°С до 28°С).

А.2.2 Фарбувальна речовина зелений етиловий

Інформація, що відноситься до речовини, що барвиться, етиловому зеленому, наступна:

a) ідентичність продукту:

1) етиловий зелений (синонім: метиловий зелений);

2) реєстраційний номер CAS: 7114-03-6;

3) найменування та номер індексу фарб: найменування в індексі фарб відсутнє, 42590;

b) склад:

1) молекулярна формула, що включає протиіон: C27H 3 5N 3 2+ 2 BF4";

2) молярна маса з (або без) протиіоном: 575,19 г моль" 1 (401,58 г моль" 1);

3) масова частка зеленого етилового катіону: 85 %, визначена за допомогою абсорбційної спектрометрії;

Вода: менше 1%;

Детергенти: відсутні;

c) довжина хвилі максимальної абсорбції розчину барвника: 633 нм;

d) тонкошарова хроматографія: є тільки один основний компонент, що збігається з етиловим зеленим;

А.2.3 Фарбувальна речовина піронін Y

До барвника піронін Y відноситься наступна інформація:

а) ідентичність товару:

1) піронін Y (синоніми: pyronine Y, піронін G, pyronine G);

2) реєстраційний номер CAS: 92-32-0;

3) найменування та номер в індексі фарб: найменування в індексі фарб відсутнє, 45005;

b) склад:

1) молекулярна формула, що включає протиіон: Ci7HigN20 + СГ;

2) молярна маса з (або без) протиіоном: 302,75 г моль" 1 (267,30 г моль" 1);

3) масова частка піроніна Y катіону: 80 %, визначена за допомогою абсорбційної спектрометрії;

4) допустимі межіінтерферуючих речовин, наведені як масові частки:

Вода: менше 1%;

Неорганічні солі: менше 0,1%;

Детергенти: відсутні;

Забарвлені домішки, включаючи кристали віолету: не виявляються за допомогою тонкошарової хроматографії;

Індиферентні сполуки: 19% розчинного крохмалю;

c) довжина хвилі максимальної абсорбції розчину барвника: 550 нм;

d) тонкошарова хроматографія: є тільки один основний компонент, що збігається з піроніном Y;

e) обіг та зберігання: стабільний при зберіганні у ретельно закритій пляшці з коричневого скла при кімнатній температурі від 18°С до 28°С.

А.2.4 Призначене застосування методу фарбування метиловим зеленим-піроніном Y

А.2.4.1 Тип (типи) матеріалу

Фарба метиловий зелений-піронін Y застосовується для фарбування свіжозаморожених, парафінованих або пластикових зрізів різних видів тканин.

А.2.4.2 Звернення та обробка перед фарбуванням Можливі фіксуючі засоби включають:

Рідина Карноя [етанол (об'ємна частка 99 %) + хлороформ + оцтова кислота (масова частка 99 %), змішані в об'ємах (60 + 30 + 10) мл] або

Формальдегід (масова частка 3,6%), забуферена фосфатом (pH = 7,0); рутинне висушування, очищення, просочування та покриття парафіном, звичайне приготування зрізів за допомогою мікротому.

А.2.4.3 Робочий розчин

Готують розчин етилового зеленого або метилового зеленого з кількості, що відповідає масі 0,15 г чистого барвника, розрахованого як забарвлений катіон (у наведених вище прикладах 0,176 г у кожному випадку) в 90 мл гарячої (температура 50 ° С) дистильованої води.

Розчиняють кількість, що відповідає масі 0,03 г піроніну Y, розрахованого як забарвлений катіон (у прикладі, наведеному вище 0,038 г) 10 мл 0,1 моль/л фталатного буфера (pH = 4,0). Змішують останній розчин із розчином етилового зеленого або метилового зеленого.

А.2.4.4 Стабільність

Робочий розчин стабільний принаймні один тиждень при зберіганні в щільно закритій бутлі з коричневого скла при кімнатній температурі від 18 до 28 °С.

А.2.4.5 Методика фарбування А.2.4.5.1 Депарафінують зрізи.

А.2.4.5.2 Змочують зрізи.

А.2.4.5.3 Фарбують зрізи протягом 5 хв при кімнатній температурі близько 22 °С у робочому

розчині.

А.2.4.5.4 Промивають зрізи у двох змінах дистильованої води, від 2 до 3 с у кожній.

А.2.4.5.5 Струшують надлишки води.

А.2.4.5.6 Активують у трьох змінах 1-бутанолу.

А.2.4.5.7 Переносять безпосередньо з 1-бутанолу в гідрофобну синтетичну смолу.

А.2.4.6 Очікуваний результат (результати)

Очікується одержання наступних результатів із типами матеріалів, переліченими в А.2.4.1:

а) для ядерного хроматину: зелений (фіксатор Карнов) чи блакитний (фіксатор формальдегід); а) для нуклеол і цитоплазми, багатої на рибосоми: червоний (фіксатор Карнів) або ліловато-червоний (фіксатор формальдегід);

c) для матриці хрящів і гранул опасистих клітин: оранжевий;

d) для м'язів, колагену та еритроцитів: не забарвлені.

А.З Реакція Фельгена - Шіффа

А.3.1 Фарбувальна речовина парарозанілін

ПОПЕРЕДЖЕННЯ -Для R 40: можливий ризикнезворотних ефектів.

Для S 36/37: необхідний захисний одяг та рукавички.

Наступна інформація відноситься до барвника парарозанілін.

a) ідентичність продукту:

1) парарозанілін (синоніми: основний рубіновий, парафуксин, парамагента, магента 0);

2) реєстраційний номер CAS: 569-61-9;

3) найменування та номер індексу фарб: основний червоний 9, 42500;

b) склад:

1) молекулярна формула, що включає протиіон: Ci9Hi 8 N 3 + СГ;

2) молярна маса з (і без) притивоїону: 323,73 г моль" 1 (288,28 г моль" 1);

3) масова фракція парарозаніліну катіону: 85 %, визначена за допомогою абсорбційної спектрометрії;

4) допустимі межі інтерферуючих речовин, наведені як масові частки:

Вода: менше 1%;

Неорганічні солі: менше 0,1%;

Детергенти: відсутні;

Забарвлені домішки: метильовані гомологи парарозаніліну можуть бути присутніми у слідових кількостях, що визначаються за допомогою тонкошарової хроматографії, але акридин відсутній;

Індиферентні сполуки: 14% розчинного крохмалю;

c) довжина хвилі максимально абсорбції розчину барвника: 542 нм;

d) тонкошарова хроматографія: є один основний компонент, відповідний

парарозаніліну; метильовані гомологи парарозаніліну у слідових кількостях;

e) обіг та зберігання: стабільний при зберіганні у ретельно закупореній коричневій пляшці при кімнатній температурі від 18°С до 28°С.

А.3.2 Призначене застосування реакції Фельгена – Шиффа

А.3.2.1 Тип (типи) матеріалу

Реакція Фельгена - Шиффа застосовується для парафінованих або пластикових зрізів різних видів тканин або цитологічного матеріалу (мазок, відбиток тканини, культура клітин, моношар):

А.3.2.2 Звернення та обробка перед фарбуванням

А.3.2.2.1 Можливі фіксуючі речовини

Можливі фіксуючі речовини включають:

a) гістологія: формальдегід (масова частка 3,6%), забуферений фосфатом (pH = 7,0);

b) цитологія:

1) рідкий фіксуючий матеріал: етанол (об'ємна частка 96%);

2) висушений на повітрі матеріал:

Формальдегід (масова частка 3,6%), забуферений фосфатом;

Метанол+формальдегід (масова частка 37%) +оцтова кислота (масова частка 100%), змішані в об'ємах (85+10+5) мл.

Матеріал, фіксований у фіксаторі Буйна, непридатний цієї реакції.

Деталі методики, застосованої виробником для дослідження реактивності хромогенного реагенту, наведено в А.3.2.2.2-А.3.2.4.

А.3.2.2.2 Реагент парарозанілін-Шифф

Розчиняють 0,5 г парарозанілін-хлориду в 15 мл 1 моль/л соляної кислоти. Додають 85 мл водного розчину K 2 S 2 0 5 (масова частка 0,5%). Очікують 24 год. Збовтують 100 мл цього розчину з 0,3 г вугілля протягом 2 хв і профільтровують. Зберігають безбарвну рідину за температури не нижче 5 °С. Розчин стабільний протягом принаймні 12 місяців у щільно закритому посуді.

А.3.2.2.3 Розчин для промивання

Розчиняють 0,5 г K 2 S 2 O s 85 мл дистильованої води. Додають 15 мл 1 моль/л соляної кислоти. Розчин готовий до негайного застосування та може бути використаний протягом 12 год.

А.3.2.3 Методика фарбування

А.3.2.3.1 Депарафінують парафіновані зрізи в ксилені протягом 5 хв, потім промивають протягом 2 хв, спочатку в етанолі з об'ємною часткою 99 %, а потім в етанолі з об'ємною часткою 50 %.

А.3.2.3.2 Змочують пластикові зрізи, депарафіновані парафіновані зрізи та цитологічний матеріал у дистильованій воді протягом 2 хв.

А.3.2.3.3 Гідролізують матеріал у 5 моль/л соляної кислоти при температурі 22 °С протягом від 30 до 60 хв (точний час гідролізу залежить від типу матеріалу).

А.3.2.3.4 Промивають дистильованою водою протягом 2 хв.

А.3.2.3.5 Забарвлюють реагентом парарозанілін протягом 1 год.

А.3.2.3.6 Промивають у трьох послідовних змінах промивного розчину по 5 хв у кожній.

А.3.2.3.7 Двічі промивають дистильованою водою, по 5 хв щоразу.

А.3.2.3.8 Дегідратують в етанолі з об'ємною часткою 50 % , потім з 70 % і нарешті в 99 % етанолі, по 3 хв щоразу.

А.3.2.3.9 Двічі промивають у ксилені, по 5 хв щоразу.

А.3.2.3.10 Вилучають у синтетичну гідрофобну смолу.

А.3.2.4 Очікувані результати

Очікується одержання наступних результатів із типами матеріалів, перерахованих в А.3.2.1:

Для ядер кліток (ДНК): червоний колір.

А.4 Імунохімічна демонстрація рецепторів естрогенів

ПОПЕРЕДЖЕННЯ - Реагент, що містить азид натрію (15 ммоль/л). NaN 3 може реагувати зі свинцем або міддю, утворюючи вибухові азиди металів. При видаленні змити більшим об'ємом води.

А.4.1 Моноклональний мишачий антилюдський рецептор естрогенів

Наступна інформація стосується моноклонального мишачого антилюдського рецептора естрогенів.

а) ідентичність продукту: моноклональний мишачий антилюдський рецептор естрогенів, клон 1D5;

b) клон: 1D5;

c) імуноген: людський рекомбінантний білок рецептора естрогенів;

d) джерело антитіл: моноклональне мишаче антитіло, поставлене в рідкій формі як супернатант тканинної культури;

e) специфічність: антитіло реагує з Л/-кінцевим доменом (A/В регіон) рецептора. При імуноблотінгу воно реагує з 67 кДа поліпепетидним ланцюгом, отриманим шляхом трансформації Escherichia coli та трансфекції COS клітин плазмідними векторами, що експресують рецептор естрогенів. Крім того, антитіло реагує з цитозольними екстрактами лютеального ендометрію та клітинами лінії MCF-7 раку грудної залози людини;

f) перехресна реактивність: антитіло реагує з рецепторами естрогенів щурів;

д) склад: супернатант культури тканини (середа RPMI 1640, що містить сироватку плода теляти), діалізований проти 0,05 ммоль/л Tris/HCI, pH = 7,2, що містить 15 ммоль/л №N3.

Концентрація Ig: 245 мг/л;

Ізотип Ig: IgGI;

Ідентичність легкого кола: каппа;

Концентрація загального білка: 14,9 г/л;

h) поводження та зберігання: стабільний до трьох років при температурі зберігання від 2°С до 8°С.

А.4.2 Призначене застосування

А.4.2.1 Загальні положення

Антитіло застосовується для якісного та напівкількісного виявлення експресії рецептора естрогенів (наприклад, рак грудної залози).

А.4.2.2 Тип (типи) матеріалу

Антитіло може бути застосоване на парафінованих зрізах, фіксованих формаліном, заморожених зрізах, фіксованих ацетоном, та на мазках клітин. Крім того, антитіло може бути застосоване для детекції антитіл фермент-зв'язаним імуносорбентним дослідженням (ELISA).

А.4.2.3 Методика фарбування для імуногістохімії

А.4.2.3.1 Загальні положення

Для парафінованих зрізів тканин, фіксованих формаліном, застосовують різноманітні чутливі технології фарбування, у тому числі імунопероксидазну методику, технологію АРААР (лужна фосфатаза антилужна фосфатаза) та авідин-біотинові методи, наприклад, методи LSAB (Мічені СтрептАвідін-Б). Зміни антигену, такі як нагрівання 10 ммоль/л цитратному буферному розчині, pH =6,0, є обов'язковими. Слайди не повинні висушуватись при такій обробці або при наступній процедурі імуногістохімічного фарбування. Для фарбування мазків клітин запропоновано метод АРААР.

Деталі методики, використаної виробником на парафінованих зрізах тканин, фіксованих формаліном, для дослідження реактивності антитіла для імуногістохімії, наведені в А.4.2.3.2-А.4.2.3.4.

А.4.2.3.2 Реагенти

А.4.2.3.2.1 Перекис водню, масова частка 3% у дистильованій воді.

А.4.2.3.2.2 Трис-буфер сольовий (TBS), що складається з 0,05 моль/л Tris/HCI та 0,15 моль/л NaCI при pH =

А.4.2.3.2.3 Первинне антитіло, що складається з моноклонального мишачого антилюдського рецептора естрогенів, оптимально розведеного в TBS (див. А.4.2.3.4).

А.4.2.3.2.4 Біотинільоване козяче антитіло до мишачих/кролячих імуноглобулінів, робочий

Готують цей розчин щонайменше за 30 хв, але не раніше ніж за 12 год перед застосуванням, наступним чином:

5 мл TBS, pH = 7,6;

50 мкл біотинільованого, ізольованого від афінітету козячого антитіла проти мишачих/кролячих імуноглобулінів у 0,01 моль/л фосфатному буферному розчині, 15 ммоль/л №N3, у достатній кількості, щоб довести кінцеву концентрацію до 10 - 20 мг.

А.4.2.3.2.5 Комплекс СтрептАвідін-біотин/пероксидаза хрону (StreptABComplex/HRP), робочий

Готують цей розчин наступним чином:

5 мл TBS, pH = 7,6;

50 мкл СтрептАвідіна (1 мг/л) у 0,01 моль/л фосфатному буферному розчині, 15 ммоль/л NaN 3 ;

50 мкл біотинільованої пероксидази хрону (0,25 мг/л) 0,01 моль/л фосфатному буферному розчині, 15 ммоль/л NaN 3 ;

А.4.2.3.2.6 Розчин діамінбензидинового субстрату (DAB)

Розчиняють 6 мг 3,3"-діамінбензидинтетрагідрохлориду в 10 мл 0,05 моль/л TBS, pH = 7,6. Додають 0,1 мл перекису водню масовою часткою 3% у дистильованій воді. Якщо відбулася преципітація, фільтрують.

А.4.2.3.2.7 Гематоксилін

Розчиняють 1 г гематоксиліну, 50 г алюміній калій сульфату, 0,1 г йодату натрію і 1,0 г лимонної кислоти 750 мл дистильованої води. Доводять до 1000 мл дистильованою водою.

Знання основ процесів вуглеутворення та умов застосування твердого палива в металургії дозволяє гнучко керувати технологічними процесамиі економічною ефективністювиробництва чавуну та сталі.

Використання горючих копалин у металургії налічує одну сотню років. Вихідний матеріал та умови утворення копалин палив стали причиною їх видового розмаїття. Сучасна металургія пред'являє високі вимогидо якості сировини, зокрема. до коксу і додатків, що вдмухуються. Знання основ процесів вуглеутворення та умов застосування твердого палива в металургії дозволяє гнучко керувати технологічними процесами та економічною ефективністю виробництва чавуну та сталі.

Склад та структура вихідного рослинного матеріалу

Теорія утворення вугілля, що склалася до теперішнього часу, передбачає походження горючих копалин з рослинної маси, що пройшла певний метаморфізм протягом тривалого періоду часу.

У освіті вихідного матеріалу всім горючих копалин брали участь різноманітні рослини, починаючи з одноклітинних водоростей і закінчуючи деревами. За сучасними уявленнями у структурі рослин виділяються речовини наступних хімічних груп: жири, воски, смоли, вуглеводні комплекси (целюлози та пектинові речовини), лігнін, білки.

Жиришироко поширені у рослинах: у яких налічують близько 1700 різних видів жирів. За хімічним складом жири є складними ефірами тритомного спирту - гліцерину - і граничних і ненасичених кислот жирного ряду (монокарбонових, з нормальним вуглецевим ланцюгом і парним числом атомів вуглецю). Жири не розчиняються у воді, але легко розчиняються в діетиловому ефірі, сірковуглецю, бензині, ароматичних вуглеводнях.

Віски– це складні ефіри вищих монокарбонових кислот та вищих первинних одноатомних спиртів нормальної будови. Віски в рослинах покривають найтоншим шаром стебла, листя, оболонки спор, оберігаючи їх від зовнішніх впливів. Віски мають високу для органічних матеріалів температуру плавлення (70...72 °С). Вони є виключно стійкими речовинами і завдяки своїй стабільності майже завжди присутні у вугіллі.

Смоли. Рослинні смоли є сумішшю різних органічних сполук (кислот, складних ефірів, спиртів, фенолів і вуглеводнів). Смоли властиві вищим рослинам, В яких вони знаходяться в розчинах ефірних олій (бальзами). У рослинах бальзамами заповнені смоляні ходи. При пошкодженні рослини рясно виділяються смоляні концентрати, які швидко густіють на повітрі в результаті випаровування ефірних олій, а також внаслідок часткової полімеризації смоляних речовин. Такі згустки твердої смоли сягають нас як смоляних конкрецій, вкраплених в органічну частину вугілля.

Целюлоза(С6Н10О5) - основний будівельний матеріалрослинних тканин, що надає рослинам механічної міцності.

Геміцелюлози(Гетерополісахариди) є складними органічними сполуками, при гідролізі яких виходять найпростіші цукру (пентози, гексози і т.д.).

Пектинові речовини- Виконують опорну функцію в стінках рослинних клітин, молодих плодах і тканинах.

Лігнінє полімером ароматичної природи. Бере участь у формуванні клітинних стінок рослин. Утворення лігніну характерне лише для судинних рослин. У період еволюції (вихід рослин на сушу) судинні рослини набули властивості виробляти ферменти, здатні утворювати лігнін з вуглеводів. Лігнін грає роль цементуючої речовини, що склеює пучки целюлозних волокон, і становить таким чином основну частину деревини. Приблизний вміст лігніну в деяких рослинах (% мас.) складає: бук – 22, ялина – 27, деревоподібна люцерна – 23, плаун – 37, зозулин льон – 38, сфагнум (особливий рід моху) – 4,5.

Білки– природні продукти макромолекулярної будови, що перетворюються при гідролізі на альфа-амінокислоти. Одна з найважливіших властивостей білків, яка відсутня в інших рослинних хімічних груп – специфічність.

Елементний склад вуглеутворювачів наведено в табл. 1:

Таблиця 1. Елементний склад вуглеутворювачів

Кількісний вміст хімічних груп речовин у різних видахрослин наведено у табл. 2.

Таблиця 2. Вміст у рослинах основних груп хімічних речовин, % (мас.)

Вихідний рослинний матеріал та його перетворення під час процесів вуглеутворення

Залежно від складу вихідного рослинного матеріалу вугілля діляться на гумусові, сапропелітові, ліптобіолітові та змішані.

Гумусове вугілляутворюються із наземних рослин.

Ліптобіолітове вугілляутворюються також із наземної рослинності, але з найбільш стійких у природних умовах компонентів рослин – покривних тканин (кутикули, кора, смоли, суперечки, пилок).

Сапропелітове вугілляутворюються виключно із скупчень водоростей – зелених, синьо-зелених.

Змішане вугілляявляють собою продукт спільних перетворень різної наземної та водної рослинності.

Поряд з вихідним матеріалом на склад і властивості вугілля впливають і фізико-географічні умови, при яких відбувалося накопичення рослинного матеріалу. Це поняття охоплює ландшафтну обстановку, що підрозділяється на озерну, болотну, морську, лагунну і т.д., і фізико-хімічні (гідрохімічні та мікробіологічні) її особливості, що включають солоність, проточність, застійність та ін.

Найважливішою умовою, що забезпечує можливість формування кам'яного вугілля є відсутність доступу до вихідного матеріалу кисню повітря. Умови формування та види вугілля наведені в табл. 3.

Таблиця 3. Умови формування та види вугілля

Вихідна речовина вугілля (основна маса)	Умови формування на стадії діагенезу	Класифікація вугілля
Лігнін та целюлоза	Відновне середовище застійних ґрунтових вод, збагачених гуміновими кислотами Лужне фенольне середовище. Присутність сфагнуму.	Гумусове вугілля	Кларен (вітрен, мікрініт, фюзен) Дюрен (від латів. duris (твердий))	Смугасте вугілля (Сплінт або “антраксилон” від антракс (вугілля) та ксилон (дерево))
Кутикули		Ліптобіолітове вугілля		Несмугове вугілля (“атрітус”) лат. attritys (істертий)
Сапропеліти (останки нижчих рослин, водорості – від грец. sapros– (гнилий) та pelos– (бруд)	Накопичення в замкнутих озерних та лагунних водоймах.	Сапропелітове вугілля	Кеннель, Богхед, Торбаніт, Сланці

Коксівними можуть бути лише гумусові, смугасті вугілля, тобто. кларенове вугілля:

• кларен (лат. clarus - блискучий) - вугілля, що складається багатими вуглецем і мікродомішками складовими: вітреном, мікринітом і фюзеном.
• вітрин, вітрит, вітриніт (лат. vitrum – скло) – чорна блискуча, багата на вуглеводні рослинна тканина – основний носій спікаючих властивостей. Утворює "лінзи" та "шари" в основній масі вугілля.
• Мікриніт – чорний матовий компонент із спор рослин.
• фюзен, фюзиніт (франц. fusain – лінза) – чорний порошкоподібний, подібний деревного вугілляз шовковистим блиском.

Класифікація вугілля за рівнем метаморфізму

Відмінності у вихідному матеріалі, ступені обводненості торфовищ, хімічному складі середовища проживання і фаціальних обстановках осадо- і торфонакопления, що зумовлюють спрямованість і інтенсивність перебігу окислювальних і відновлювальних мікробіологічних процесів, створили торф'яної стадії основу освіти різних генетичних типів вугілля. Торфоутворення та торфонакопичення завершувалися перекриттям торфовища опадами, що утворюють породи покрівлі. Діагенетичні (ущільнення, дегідратація опадів, газовиділення) і біохімічні процеси відновного характеру, що відбувалися при відносно невисоких температурах і тиску, призводили до перетворення торфу на буре вугілля.

Вугілля, що включають деревини, що слабо розклалися, залишки, зцементовані землистим вугіллям, звані лігнітами.

Буре вугілля– один з різновидів вугілля – мають широке поширення. Частка запасів бурого вугілля та лігнітів у світових запасах вугілля – 42%. Неглибоке залягання та велика потужність вугільних пластів дозволяють широко застосовувати відкритий спосіброзробки, економічні та технічні переваги якого значною мірою компенсують відносно низьку якість сировини.

Внаслідок тривалого впливу підвищених температурі тиску бурі вугілля перетворюються на кам'яне вугілля, а останні – в антрацити. Необоротний процес поступової зміни хімічного складу (насамперед у напрямку обуглерожування), фізичних та технологічних властивостей органічної речовини у перетвореннях від торфу до антрациту називаються вуглефікацією. Вуглефікація на стадіях перетворення бурого вугілля на кам'яні і останніх в антрацити, обумовлена ​​процесами, що відбуваються в земній корі, носить назву метаморфізму вугілля. Виділяють три основні види метаморфізму вугілля:

• регіональний, викликаний впливом внутрішньої теплоти Землі та тиску перекриває товщі порід при зануренні вугілля в глиб земної кори;
• термальний – під впливом тепла, що виділяється магматичними тілами, що перекрили або впроваджувалися у вугленосну товщу, або підстилаючі її відкладення;
• контактовий - під впливом тепла вивержених порід, що впроваджувалися у вугільні пласти або перетнули їх безпосередньо; проблематично визнається можливим метаморфізм вугілля рахунок підвищення температур у областях прояви тектонічних стискаючих і сколюючих зусиль – динамометаморфизма.

Структурно-молекулярна перебудова органічної речовини при метаморфізмі вугілля супроводжується послідовним підвищенням у них відносного вмісту вуглецю, зниженням вмісту кисню, виходу летких речовин; у певних закономірностях з екстремальними значеннями на середніх стадіях вуглефікації змінюються вміст водню, теплота згоряння, твердість, щільність, крихкість, оптичні, електричні та ін. фізичні властивостівугілля. Для визначення цих стадій використовуються: вихід летких речовин, вміст вуглецю, мікротвердість та інші особливості хімічного складу та фізичних властивостей вугілля. Найбільш ефективний метод визначення стадії вуглефікації за відбивною здатністю вітриніту.

Кам'яне вугілляна середніх стадіях метаморфізму набувають спікаючі властивості – здатність геліфікованих та ліпоїдних компонентів органічної речовини переходити при нагріванні у певних умовах у пластичний стан та утворювати пористий моноліт – кокс. Відносна кількість запасів вугілля з високою здатністю, що спікається, становить 10...15% від загальних запасів кам'яного вугілля, що пов'язано з більш високою інтенсивністю перетворення органічних речовини на середніх стадіях метаморфізму. Вугілля, що спікається, виникають при температурах приблизно від 130 до 160...180 °С при загальному діапазоні температур, що зумовлюють протікання метаморфізму вугілля, від 70...90 °С для довгопламенного вугілля до 300...350 °С для антрацитів. Найбільш високоякісне вугілля формувалося в басейнах, що випробували регіональний метаморфізм при глибокому зануреннівугленосної товщі. При термальному та контактовому метаморфізмі у зв'язку з різкою зміною температур та невисоким тиском перетворення органічної речовини протікає нерівномірно і якість вугілля відрізняється невитриманістю технологічних властивостей. Породи вугленосних формацій поряд із метаморфізмом вугілля зазнають катагенетичних перетворень.

У зонах аерації та активної діїпідземних вод поблизу поверхні Землі вугілля зазнають окислення. За своїм впливом на хімічний склад і фізичні властивості вугілля окислення має зворотну спрямованість порівняно з метаморфізмом: вугілля втрачають властивості міцності (до перетворення їх на сажисту речовину) і спекаемость; у них зростає відносний вміст кисню, знижується кількість вуглецю, збільшуються вологість та зольність, різко знижується теплота згоряння. Глибина окислення вугілля залежно від сучасного та стародавнього рельєфу, положення дзеркала ґрунтових вод, характеру кліматичних умов, речовинного складу та метаморфізму вугілля коливається від 0 до 100 м по вертикалі.

Відмінності в речовинному складі та ступеня метаморфізму зумовили велику диференціацію технологічних властивостей вугілля. Для встановлення раціонального напряму промислового використання вугілля поділяються на марки та технологічні групи; в основу такого підрозділу покладено параметри, що характеризують поведінку вугілля у процесі термічного на них. Кордоном між бурим і кам'яним вугіллям прийнята найвища теплота згоряння робочої маси беззольного вугілля, що дорівнює 5700 ккал/кг (23,86 МДж).

Провідний показник при використанні вугілля з енергетичною метою – нижча теплотазгоряння - у перерахунку на робоче паливо коливається в межах (ккал/кг): 2000...5000 (8,372...20,930 МДж) для бурих, 4100...6900 (17,162...28,893 МДж) для кам'яного вугілля та 5 ...6400 (23,86...26,79 МДж) для антрацитів. Знижена величина цього показника у бурого вугілля пояснюється низьким ступенем вуглефікації органічної речовини, слабкою ущільненістю матеріалу і, відповідно, високою їх природною вологістю, що змінюється в межах 15...58%. За вмістом робочої вологи буре вугілля поділяються на технологічні групи: Б1 з Wp > 40%, Б2 з Wp 30...40% та Б3 з Wp< 30%.
В основу промислового маркування кам'яного вугілля покладено показники, що характеризують результати їх високотемпературної сухої перегонки (коксування): вихід летких речовин, що утворюються при розкладанні органічної маси (частково неорганічного матеріалу – сульфідів, карбонатів, гідратованих мінералів), та характеристика беззольного пального залишку . Ваговий вихід летких речовин з вугілля послідовно знижується з підвищенням ступеня вуглефікації від 45 до 8% у кам'яного вугілля і до 8...2% у антрацитів.

У СРСР спекаемость вугілля визначається в лабораторному апараті пластометричним методом, запропонованим в 1932 радянськими вченими Л. М. Сапожніковим і Л. П. Базилевич, по товщині утворюється при нагріванні пластичного шару (у) з урахуванням усадки (х), виражених у мм. Найбільшою спекающей здатністю характеризуються кам'яне вугілля середніх стадій вуглефікації з товщиною пластичного шару 10...35 мм (марок К і Ж). Зі зниженням та збільшенням ступеня метаморфізму спікання вугілля знижується. Вугілля марок Д і Т характеризуються слабоспікним порошкоподібним нелетючим залишком. У табл. 4 наведено величини основних показників якості вугілля на різних стадіях вуглефікації стосовно марок згідно з ГОСТ.

Таблиця 4. Основні показники якості вугілля марочного складу

Марки вугілля	Літерне позначення марок	Середні величини показників для вугілля, що складаються переважно з вітриніту			Відбивна здатність вітриніту масляної імерсії R0, %
		Вихід летких речовин Vг, %		Теплота згоряння Qгб, ккал/кг
		41 і більше	76 і менше
Довгополум'яні		39 і більше
Коксові
Отощённо-спекающиеся
Антрацити			91 і більше

Крім зазначених у таблиці, в деяких басейнах виділяються проміжні марки: газові жирні (ГР), коксові жирні (КР), коксові другі (K2), слабоспікання (СС). Вугілля марок Р, ГЖ, Ж, КЖ, К і ОС поділяються на технологічні групи зі спікаючої здатності; для вказівки технологічної групи до літерного позначення марки додається цифра, що вказує нижче значеннятовщини пластичного шару (у) у даних вугіллі, наприклад Г6, Г17, КЖ14 і т.п. Для вугілля конкретних басейнів величини класифікаційних показників (VГ та у) регламентуються ГОСТом. Для отримання металургійного коксу використовується суміш різних марок вугілля - шихта, основним компонентом якої є вугілля з високими властивостями, що спікають.

Підрозділ вугілля на бурі, кам'яні та антрацити прийнято у більшості країн Європи (у деяких – з додатковою виділенням лігнітів). В основу прийнятої в 1956 р. Європейською економічною комісією ООН Міжнародної системи класифікації кам'яного вугілля також покладено вихід летючих речовин для вугілля з V >33% – найвища теплота згоряння вологої беззольної маси, спікаюча здатність і коксівність. Тип вугілля позначається кодовим тризначним номером, перша цифра якого вказує клас вугілля (за летким або теплотою згоряння), друга – групу (за спекаючою здатністю, визначеною методом Рогу або індексом спучування в тиглі), третя – підгрупу (за коксуванням, визначеною методом Арну чи Грей-Кінга). У США та деяких інших країнах вугілля поділяються на лігніти, суббітумінозні, бітумінозні вугілля та антрацити; класифікаційними параметрами прийняті: для лігнітів, суббітумінозних та бітумінозних (з виходом летких >31%) вугілля – теплота згоряння беззольної маси, для бітумінозних з леткими<31% и антрацитов – выход летучих веществ и содержание связанного углерода.

Маркування вугілля, відбиваючи комплекс певних технологічних властивостей різновидів вугілля, використовується як основний критерій у практиці промислового використання вугілля. Для конкретних напрямів споживання встановлюються додаткові вимоги. Різке зниження теплового ефекту згоряння вугілля та економічних показників їх використання за рахунок баласту (золи та вологи) визначає необхідність брикетування вугілля з високою природною вологістю та попереднього збагачення високозольного вугілля. Гранична зольність вугілля, яке спрямовується на шарове спалювання, не повинна перевищувати 20...37%, на пилоподібне спалювання – 45%.

Для коксування використовуються малозольні (збагачені) кам'яні вугілля, що спекаються, в яких лімітується вміст сірки і фосфору. Для напівкоксування, газифікації, отримання рідкого палива, гірського воску та інших напрямів споживання нормуються спекаемость, сірчистість, зольність, кусковатость, термічна стійкість, вміст смол, бітумів та інших. показники якості.

Основні вугільні басейни РФ – джерела коксівного вугілля

Донецький басейн.Один із найбільших європейських вугільних басейнів. На території Ростовської області є лише крайня східна частина басейну, де поширені переважно антрацити. Вугілля, що коксується, є в трьох районах з семи - Кам'янсько-Гундорівському, Білокалитвенському, Тацинському - і характеризуються легкою і середньою збагачуваністю. Вугілля Донецького басейну характеризується високим вмістом сірки.

Кузнецький басейн. Знаходиться біля Кемеровської і Новосибірської областей і займає площу 27 тис. км2 (110 x 350 км). З 25 геолого-промислових районів коксівне вугілля розвинене в 20. Збагачуваність вугілля - легка і середня при виході концентрату від 70 до 90%. Вугілля Кузнецького басейну характеризується низьким вмістом сірки. У басейні добувають всі марки коксівного вугілля. Сприятливі гірничо-геологічні умови залягання вугілля, невелика глибина їхнього відпрацювання роблять використання цього вугілля економічно доцільним практично на території всієї Росії.

Печорський басейн.Входить до Північного району та знаходиться на території Республіки Комі та Ненецького автономного округу Архангельської області. Площа басейну 90 км2. Вугілля, що коксується, поширені на Воркутському, Воргашорському і Хальмер'юському родовищах. Вугілля в основному середньозбагачувані (вихід концентрату становить від 70 до 85% (мас.), вугілля марок ГЖО, К, Ж - легкозбагачувані (вихід концентрату 85-93% мас.). Жирні та газові жирні вугілля Воркутинського і Воргашорського родовищ здатні приймати в Як вугілля марки До Хальмер'юського родовища при коксуванні дають міцний металургійний кокс високої якості.

Карагандинський басейн.Є джерелом коксівного вугілля для підприємств Сходу Росії, знаходиться в Центральному Казахстані на території однойменної області. Площа його становить 3000 км2 (30 х 100 км). Вугілля важкозбагачуване, т.к. мінеральні складові дуже тонко розподілені в органічній масі вугілля. Вихід концентрату становить від 15 до 65% (мас.).

Показники якості коксівного вугілля

Якість вугілля визначається за їх технологічними та петрографічними показниками.

Вихід летких речовин (V)– продукти за винятком вологи, що виділяються з вугілля у вигляді газу та пари. Утворюються при розкладанні вугілля за умов нагрівання без доступу повітря. Визначаються на сухий (dry – Vd) або сухий беззольний стан (dry ash free – Vdaf). У сукупності із спекаемостью він визначає придатність вугілля для коксування. Саме цей показник є ключовим при складанні вугільної шихти та розгляді можливості заміщення вугілля у шихті.

Зольність (A)- Вміст негорючого неорганічного матеріалу у куті. Визначається як залишок, що утворюється при нагріванні вугілля внаслідок згоряння всієї пальної маси. Визначається сухий стан (dry – Ad).

Сірка (S)– вміст сірки у вугіллі. Міститься у вигляді сульфідів, сульфатів, органічних сполук та елементарної сірки. Визначається сухий стан (dry – Sd).

Вітриніт (Vt)– один із видів органічної речовини (мацерали), що утворює масу вугілля. Крім вітриніту розрізняють ліптиніт та інертиніт. Вітриніт є найціннішим мацералом.

Показник відбиття вітриніту (R0)- Відбивна здатність вітриніту є показником ступеня метаморфізму вугілля (чим більше, тим старше вугілля). Для характеристики ступеня вуглефікації визначають середній показник відбиття вітриніту у звичайному монохроматичному світлі.

Товщина пластичного шару (y)– один з основних показників спікання вугілля, що характеризує оцінку якості коксівного вугілля. Визначається як максимальна відстань між поверхнями розділу «вугілля – пластична маса – напівкокс», що визначається при пластометричних випробуваннях.

Пов'язаний вуглець (FС)- частина вуглецю, що залишається при нагріванні вугілля в закритій посудині до повного видалення летких речовин (тобто це нелетюча частина за вирахуванням золи).

Загальна волога (TM)– волога, що міститься у викопному вугіллі, включаючи вільну, поверхневу та пов'язану. При коксуванні волога негативно впливає на насипну щільність вугільної шихти, витрати електроенергії на дроблення та тепла на коксування; при вологості більше 8% важко транспортування шихти у вуглепідготовчих цехах.

Тип коксу по Грей-Кінгу (Gray King coking index)- Цей показник є основною характеристикою коксівності вугілля; тип коксу по Грей-Кінг визначається за еталонною шкалою: A, B, C, D, E, F, G1, G2, ..., G12; тип коксу "A" свідчить про те, що вугілля не коксується, типи "B", "C", "D" говорять про низьку коксівність,..., типи "G5" - "G12" свідчать про високі коксівні властивості вугілля, причому, чим вище число, тим краще коксування.

Індекс вільного спучування (CSN)/Free Swelling Index (FSI)– основна характеристика, за якою оцінюється спеканість вугілля у всьому світі; спікання є одним з найважливіших класифікаційних показників для вугілля, що використовується для коксування; спекаемость вугільної шихти повинна бути достатньою для забезпечення високої міцності коксової речовини (як правило, чим вище значення CSN за інших рівних умов, тим краще).

Максимальна плинність Гізелером (Gieseler Max Fluidity)- Вугілля, що добре спікається, визначаються за методом Гізелера; даний параметр дуже важливий для коксівного вугілля, т.к. низькотекуче вугілля не здатне самостійно брати участь у процесі коксування (вимагають добавки високоплинного вугілля для зв'язування); для порівняння цього параметра використовують логарифмічну (порядкову шкалу).

Індекс розмилості (Hardgrove Index)- Емпіричний індекс, що досягається в результаті подрібнення проби вугілля. Подрібнення вузькокласифікованого вугілля масою 50 г проводиться в кільцевому кульовому млині протягом 60 оборотів. Індекс визначається на основі гранулометричного складу подрібненого вугілля.

Класифікація коксівного вугілля

У Росії її та СНД діє Єдина класифікація вугілля за ГОСТ 25543-88. Відповідно до цієї класифікації вугілля поділяється на такі марки:

• Б – бурий;
• Д – довгопламенний;
• ДГ – довгопламенний газовий;
• Г – газовий;
• ГЖО - газовий жирний отощенний;
• ГР – газовий жирний;
• Ж – жирний;
• КЖ – коксовий жирний;
• К – коксовий;
• КО – коксовий відщений;
• КСН - коксовий низькометаморфізований, що спекається;
• КС - коксовий слабоспікний;
• ОС - отощенний спека;
• ТС - худий спека;
• СС - слабоспікний;
• Т – худий;
• А – антрацит.

Світова класифікація поділяє вугілля на Hard Coking Coal (HCC), Semi-soft Coking Coal (SSCC), Pulverised Coal for Injection (PCI), Thermal Coal/Steam Coal (рис. 1):

Рисунок 1 - Світова класифікація вугілля

Співвідношення світових резервів вугілля та напрями їх використання залежно від вмісту вуглецю та вологи наведено на рис. 2:

Рисунок 2 - Співвідношення світових резервів вугілля

ПУТ – пилокутне паливо

Історія розвитку технології вдування пиловугільного палива

Технологія доменної плавки з використанням пиловугільного палива відома з 1831 р. Промислове застосування технології вдування ПУТ почалося лише в середині XX століття, а поширення дана технологія набула в 80-ті роки XX століття. Затяжний період освоєння технології ПВТ можна пояснити необхідністю розробки складного та дорогого обладнання для підготовки та вдування ПВП, а також успішною конкуренцією з боку мазуту та природного газу.

Перший патент на вдування подрібненого твердого палива в доменну піч через фурми виданий в Англії в 1831 р. Аналогічний патент виданий у Німеччині в 1877 р. Дані про початок практичного застосування ПУТ відрізняються: за одними джерелами перші спроби вдування були зроблені в 1840 р. іншим перше вдування подрібненого вугілля в шахтну піч було здійснено в Канаді при плавці чорнової міді в 1911 році.

Масштабні експериментальні роботи з вдування ПУТ розпочалися у 50...60-ті роки ХХ століття у США. Тоді мазут виконував провідну роль технології вдування палива.
У 1955 р. у СРСР на металургійному заводі ім. Дзержинського були проведені досліди з вдування вугільного пилу через фурму в доменну піч об'ємом 427 м3 при виплавці феросиліцію. Ці досліди започаткували дослідження доменного процесу із застосуванням пилоподібного палива на промислових доменних печах СРСР.

Тільки після енергетичної кризи у 70-ті роки звернули увагу на вугілля як на більш розумну економічну альтернативу. Застосовувана в 70-х роках ХХ століття практика вдування мазуту та інших похідних нафти забезпечувала витрату коксу на рівні 400 кг/т чавуну. Друга нафтова криза змусила відмовитися від вдування рідких агентів і різко збільшила споживання коксу.

80-ті роки стали періодом швидкого зростання будівництва установок з вдування ПУТ у світі, переважно в Європі та Азії. У Північній Америці популярним стало вдування газу разом з іншими видами рідкого і твердого палива. До кінця 80-х вдування ПВП значно потіснило інші види палива й у США.

Внаслідок протилежної спрямованості впливу процесів вдування ПВП та природного газу на перебіг доменної печі стало очевидним поєднати вдування цих видів палива для більш м'якого впливу на перебіг печі. У ця технологія набула широкого застосування (табл. 5):

Таблиця 5. Використання різних додатків, що вдмухуються в доменних печах США

Популярність такого рішення пояснюється тим, що комбінація двох матеріалів забезпечує за менш суворих умов максимально можливу економію коксу.
Наразі в результаті вдосконалення технологія вдування ПУТ знайшла широке практичне застосування. Використання технології вдування ПУТ дозволяє знизити питому витрату коксу до 325...350 кг/т чавуну. Лідером за питомою витратою ПУТ є Нідерланди (рис. 3, ). Останнім часом технологія активно розвивається у Китаї.

Рисунок 3. Рівень вдування ПУТ

Необхідні умови успішної реалізації технології вдування ПВП

Для впровадження технології вдування ПВП у доменну плавку необхідно виконати комплекс наступних заходів:

• покращити якість коксу за показником CSR до 62% і більше;
• знизити зольність шихти для коксування до 7,5%;
• забезпечити високу стабільність показників якості шихти для коксування;
• використовувати для ПУТ вугілля із зольністю 6,0-8,5% та вмістом сірки менше 0,5%;
• забезпечити стабільність якості показників використовуваного для ПУТ вугілля;
• забезпечити стабільність якості компонентів залізорудної шихти;
• зменшити вміст дрібниці у залізорудній сировині до 3...5%;
• підвищити температуру дуття до 1200...1250 ° С;
• збільшити вміст кисню у дутті до 28...33%.

Паралельно скорочення витрати коксу при вдуванні великих кількостей ПВП насамперед зростають вимоги до якості коксу ( див. розділ "Скачати/Допоміжна література"), оскільки кокс є єдиним твердим матеріалом нижче зони когезії доменної печі і витрачається з більш повільною швидкістю, тобто. піддається більш тривалому впливу високих температур та ваги стовпа шихти. У зв'язку з цим кокс повинен бути міцнішим фізично і стійким до хімічного впливу, щоб забезпечити високу газопроникність шихти.

Показник міцності коксу після взаємодії з вуглекислим газом (CSR – coke stretch reactivity) значною мірою залежить від хімічного складу золи, який впливає на реакційну здатність коксу.

Склад доменного шлаку також впливає на ефективність вдування ПВП – дослідниками виявлено значний стримуючий ефект збільшення втрат тиску, що виникає внаслідок використання залізорудної сировини з низьким вмістом Al2O3.

Особливості згоряння вугільного пилу у фурменних осередках доменної печі

Найбільш важливою визначальною вимогою нової технології є забезпечення повного згоряння палива в межах фурменної зони доменної печі. Вихід частинок пиловугільного палива за межі фурменної зони викликає зниження коефіцієнта заміни коксу, погіршення в'язкості шлаку та газопроникності нижньої частини доменної печі.
Повне згоряння частинок вугільного пилу у фурменних осередках визначається фракційним складом вугілля, вмістом летких, температурою фурменної зони та вмістом кисню у дутті.

На основі теоретичних та практичних досліджень показано, що в межах фурменних зон можуть повністю згоряти частинки менше 200...100 мкм. Негативною стороною зниження крупності вугілля є значне підвищення витрат на підготовку ПВП, зниження продуктивності помольного обладнання, збільшення втрат вугілля і т.д.
Процес згоряння частки вугілля можна поділити на три стадії:

1. нагрівання та виділення летких речовин;
2. займання летких речовин та дегазація;
3. горіння вуглецевого залишку та плавлення неорганічних елементів вугілля.

Перша стадія має на увазі нагрівання частки вугілля з температури навколишнього середовища до 450 ° C, протікає практично миттєво і займає не більше 5% всього часу горіння частки. Час нагрівання прямо пропорційно діаметру частки і обернено пропорційно температурі навколо частки. Причому вплив діаметр частки на швидкість нагріву більший.

Насправді процес дегазації та третя стадія – горіння вуглецевого залишку – проходять не суворо послідовно, а накладаються одна на одну. Тобто горіння вуглецевого залишку починається до завершення процесу дегазації. Час горіння визначається за такою формулою:

де ρ – густина частинки, г/см3; d – діаметр частинки, мм; β – число перенесення речовини (см/с), що визначається за рівнянням Ранца та Маршалла; C_O2 – концентрація кисню у газовому просторі, моль/см3. Горіння коксового залишку займає значну частину процесу, а час горіння прямо пропорційно діаметру частинок, обернено пропорційно до вмісту кисню і на цій стадії не залежить від температури навколишнього середовища.

Представлений опис дає якісну характеристику процесу горіння частинок вугілля в осередку фурмену. Насправді процес згоряння частинок носить складніший характер – частки в ході горіння змінюють свою швидкість щодо потоку, змінюється розмір та форма частинок, змінюються коефіцієнти тепло- та температуропровідності. Температура газового середовища та вміст кисню в ній також є змінними величинами.

Слід зазначити, що у фурменному осередку доменної печі умови для згоряння вугільного пилу сприятливіші:

• пил подається в потік гарячого дуття з температурою 1100...1250 °С, що рухається з високою швидкістю, внаслідок чого пил добре прогрівається та диспергує;
• перед фурмами доменної печі є значний простір з низькою концентрацією шматків коксу, що циркулюють, і високою концентрацією кисню – в цьому обсязі розвинений факельний процес горіння вугільного пилу;
• незгорілі порошинки, потрапляючи на шматки нагрітого коксу з плівкою розплаву можуть прилипати до них і, повертаючись у зону фурменної зони.

Проте навіть у таких умовах частина вугільного пилу може не згоряти. Зменшення розміру вугільних частинок та підвищення температури скорочує час, необхідний для повного згоряння. При цьому збільшення температури більш впливає на повноту процесу, ніж розміри частинок.

Вироблені розрахунки показують, що при вдмухуванні в зону фурменної частинок розміром 100 мкм і температурі дуття 1000 °С за час знаходження частки у фурменній зоні (0,01...0,04 с) згорить близько 60...80% вугілля, а решта досягне меж зони у вигляді дегазованих частинок. Подальша поведінка незгорілих частинок може розвиватися за одним із сценаріїв:

• вторинна газифікація вуглецю пилу за допомогою СО2;
• окислення вуглецю вугільного пилу за допомогою оксидів рідкої фази (FeO, SiO2, MnO тощо);
• уловлювання частинок шихтою з переходом у нижні шари доменної печі з подальшим згорянням у фурменних осередках.

Згідно з розрахунками незалежно від витрати вугілля, що вдується, 66% всього незгорілого вугілля виноситься через колошник, 23% витрачається в реакції газифікації вуглецю, а решта 11% потрапляють в центральну зону горна доменної печі.

Дослідження складу колошникового пилу на вміст вуглецю коксу і вугілля, що вдується, показало, що в сухому пилу вміст вуглецю становить близько 55%, з якого 90% - вуглець коксу, а 10% - вуглець напівкоксу з вугільного пилу. Виходячи із загального виносу колошникового пилу, винос вугільного пилу через колошник становить близько 1% від вугілля.

Реакційна здатність вугілля, низький вміст золи, низька температура займання та мінімальний вміст летких речовин є найбільш сприятливим поєднанням. Зміст сірки та фосфору обмежується конкретними умовами плавки та вимогами до вмісту цих елементів у чавуні. Таким чином, щодо якісних характеристик ПВП та параметрів доменної печі ефективність його вдування визначається наступними принциповими особливостями:

• застосування для ПУТ низькозольного вугілля (5...14%);
• подрібнення ПВП до 22...75 мкм;
• прийнятний індекс розмолоспроможності вугілля (HGI);
• рівномірна подача ПУТ до фурм доменної печі (нерівномірність ±4...10%).

Світова практика використання вугілля для ПУТ

Характеристики використовуваних як ПВП вугілля наведені в табл. 6.

Таблиця 6. Характеристики вугілля для ПВП

Виробник					Спікання (індекс CSN)	Плинність за Гізелером
	Bayswater No3 PCI
	South Blackwater PCI
Helensburgh Coal	Metropolitan PCI
Australian Premium Coals
Australian Premium Coals

Для цілей вдування використовуються вугілля з низькими коксуючими властивостями - індекс CSNменше 4 од., плинність в межах 200 ddpm. Вміст сірки обмежений 0,6%, зольність – не більше 10%.

Слід зазначити, що для вдування в основному використовуються вугілля з високим вмістом летких (32...38%) і вугілля з низькими леткими (15...20%):

Малюнок 4 - Зміст летких речовин у вугіллі для ПУТ

Вугілля з низьким вмістом летких речовин характеризується високим вмістом вуглецю, що значною мірою збільшує коефіцієнт заміни коксу. У той же час, вугілля з високим вмістом летких має низький коефіцієнт заміни коксу, але має гарну ефективність при згорянні. Крім того, використання для вдування вугілля з високим вмістом летких речовин сприяє протіканню відновної реакції завдяки вищому вмісту водню в таких вугіллі.

У багатьох випадках з метою поліпшення технологічної керованості процесу застосовують вугільні суміші з високо-і низьколетких вугілля з тим, щоб регулювати вміст летких речовин і зольність ПУТ. Крім того, при спільному вдуванні ПУТ та природного газу для економічної ефективності можна збільшувати частку високолетючого вугілля у сумішах у періоди підвищення вартості природного газу. Це дозволяє частково компенсувати відновну здатність газів, що утворюються, за рахунок водню летких речовин.

На кривій взаємозв'язку між типом вугілля і пластичними властивостями вугілля для вдування як ПУТ (PCI) займають крайні положення:

Малюнок 5 - Взаємозв'язок між типом вугілля та пластичними властивостями

Таке положення вугілля для ПУТ безпосередньо відбивається на їх ціні. Вугілля PCI – категорія непридатних для коксування вугілля. Це вугілля поступається в ціні преміальним маркам коксівного вугілля (-31% у середньому за рік). Але використання технології вдування ПУТ дозволяє економити дорогий кокс, наслідком чого є перевага за ціною над вугіллям коксівного категорії категорії Semi Soft (+12% в середньому за рік). Динаміка зміни цін наведено на рис. 6.

Малюнок 6 - Співвідношення котирувань металургійного вугілля

Реалізація технології вдування ПУТ у РФ

Незважаючи на те, що перші досліди з вдування ПУТ у СРСР належать до середини XX століття, ця технологія поки не знайшла широкого застосування на підприємствах РФ. Причини:

• наявність надлишкових запасів газу;
• складна інфраструктура підготовки, зберігання та подання ПУТ;
• невирішені проблеми з подачею ПУТ до доменних печей (конструкція фурм, рівномірність розподілу);
• необхідність паралельних інвестицій у покращення якості коксу та залізорудної сировини.

Останньою спробою впровадження технології вдування ПУТ у РФ була реалізація проекту на Тулачермет 1992...1993 р.р. У ході проведення експерименту так і не вдалося вирішити питання, пов'язані з поданням ПУТ у доменну піч.

Дотепер інтерес до технології вдування ПУТ мав академічний характер. Але економічні умови, що змінилися, призвели до перегляду стратегії розвитку вітчизняної металургії. Тренд збільшення вартості природного газу для промислових підприємств, що намітився в даний час, підштовхнув провідні металургійні компанії РФ до реалізації проектів з вдування ПУТ (НЛМК, Євраз ЗСМК, Євраз НТМК). Враховуючи складніші технічні та технологічні умови російських підприємств (табл. 7, див. розділ "Скачати/Допоміжна література") і якість вітчизняної вугільної бази, реалізація проектів з вдування ПУТ буде пов'язана з відомими труднощами, і досягнення високих показників за кількістю ПУТ, що вдується, і коефіцієнту заміни коксу малоймовірно.

Таблиця 7. Технологічні умови доменних печей

Тим не менш, перехід на нову технологію є очевидним кроком на шляху до оптимізації собівартості чавуну шляхом поєднання різних технологічних замінників коксу.

Якщо говорити про вугільну базу для ПУТ в РФ, то можна використовувати для цих цілей вугілля з низькими коксуючими властивостями (ГЖО, СС, ТС) і прикордонні з коксівними марками енергетичного вугілля (Г, Т). Поєднання високолетких (Г, ГЖО) та низьколетких (СС, ТС, Т) марок дозволить створювати керовані вугільні суміші для використання як ПВП.

Якість та напрями використання вугілля багато в чому визначені складом вихідного рослинного матеріалу та ступенем метаморфізму. Наведено опис основних якісних характеристик металургійного вугілля. Особливе місце займають вугілля для використання як пилокутне паливо (ПУТ). Перераховані вимоги для успішного впровадження технології вдування ПВП, відображені особливості згоряння ПВТ в умовах доменної печі та особливості реалізації технології вдування ПВП в РФ. Наведено вимоги до вугілля для використання як ПУТ та перераховано марки вугілля для використання як ПУТ.

• пилокутне паливо
• якість вугілля для ПУТ
• ціна ПУТ
• вимоги до ПУТ

Основна література:

Допоміжна література:

• Вдування ПУТ на порозі нового століття ("НЧМЗР" 02.2001)
• Поліпшення якості сировини під час вдування ПУТ ("НЧМЗР" 03.2001)
• Вимоги до якості коксу для ДП з високою витратою ПВП ("Сталь" 06.2009)
• Перспективи застосування ПУТ у ДЦ України та Росії ("Сталь" 02.2008)

де коефіцієнт k характеризує швидкість захоплення, а показник ступеня т – порядок реакції. Розмір k змінюється від 0 до оо. При цьому при Кг-коефіцієнт, що враховує якість основи; Я – висота вільного падіння вугілля, м.м.

де Р - кут нахилу поверхні, що відбиває, градус; W+5~- зміст класу більше 6 мм, %.

І характер впливів, і зовнішні механічні навантаження, що мають місце на перепадах транспортного потоку, визначаються конструктивними параметрами перевантажувальних пристроїв і засобів транспорту: висотою перепаду, жорсткістю і кутом нахилу поверхні, що відбиває, швидкістю і кутом нахилу подає конвеєра та іншими факторами.

густиною під кутом і до горизонту з висоти h на поверхню, що відбиває, нахилену в свою чергу під кутом Р. У місці зіткнення поверхні, що відбиває, і антрациту швидкість його падіння може бути розкладена на нормальну vn і дотичну vr по відношенню до поверхні, що відбиває, складові. Кінетична енергія зіткнення визначається нормальною складовою У„, яка може бути визначена за формулою

Класифікації, що діють сьогодні, розглядають вугілля в основному як енергетичне паливо, тому в них недостатньо відображені властивості, важливі для процесів хіміко-технологічної переробки. В даний час у багатьох країнах ведуться дослідження з розробки методів однозначної оцінки придатності будь-якого вугілля для різних напрямів його технологічного використання, в тому числі і для переробки в моторні палива. У Радянському Союзі в останні роки завершено розробку такої єдиної класифікації: дні вугілля на основі їх генетичних і технологічних параметрів. За цією класифікацією петрографічний склад вугілля виражається вмістом фю-зінізованих мікрокомпонентів. Стадія метаморфізму визначається за показником відображення вітриніту, а ступінь відновленості виражається комплексним показником: для бурого вугілля - по виходу смоли напівкоксування, а для кам'яного вугілля - по виходу летких речовин і спікання. Кожен із класифікаційних параметрів відображає ті чи інші особливості речовинного складу та молекулярної структури вугілля.

До 1989 р. в кожному вугільному басейні була своя класифікація, закріплена відповідним ГОСТом. Основами цих класифікацій для поділу вугілля на марки і всередині кожної марки групи були: вихід летких речовин, товщина пластичного шару і характеристика нелетючого залишку щодо виходу летких речовин. З 1991 року запроваджено Єдину класифікацію кам'яного вугілля. За стандартом, який передбачає нові класифікаційні параметри, вугілля поділяється за видами, залежно від величини показника відображення вітриніту, теплоти згоряння та виходу летких речовин на бурі, кам'яні та антрацити.

кевич та Ю.А.Золотухін намагалися розробити методику прогнозу міцності коксу з урахуванням петрографічного складу та показника відображення вітриніту. Приймалася до уваги неоднорідність вугілля в шихтах за ступенем метаморфізму та мікролітотипним складом. Враховувався також показник товщини пластичного шару, а також зольність прогнозованої шихти, що обчислюється за адитивністю.

Як видно, у межах кожної пари диференційованих по батареях шихт немає помітних відмінностей по зольності, змісту загальної сірки, спе-каємності. Вихід летких речовин дещо нижчий у шихт, призначених для коксової батареї № 1-біс. Величини комплексних показників для всіх варіантів відповідають або близькі оптимальним серединним значенням, деяку перевагу при цьому можна все ж таки віддати шихтам для батареї № 1-біс. У табл. 6 наведені підтверджують це положення характеристики спе-каемності. Петрографічні характеристики дослідних шихт, що включають середні величини показника відображення вітриніту та розподіл різних стадій метаморфізму в межах вітринітової складової вугільних шихт, представлені в табл. 7.

Варіанти шихт Показник відображення вітриніту р О / "0, / Про Стадія метаморфізму вітриніту, %

петрографічний;

Стадія метаморфізму встановлюється за відбивною здатністю вітриніту. Сутність методу полягає у вимірі та зіставленні електричних струмів, що виникають у фотоелектронному помножувачі при відбитому світлі від полірованих поверхонь зразка та зразка порівняння. Показник відображення вітриніту для кам'яного вугілля знаходиться в межах від 0,40 до 2,59.

Вугіллям низького рангу вважаються вугілля з найвищою теплотою згоряння менше 24 МДж/кг і середнім показником відбиття вітриніту /?„ менше 0,6%;

Вугіллям вищого рангу вважаються вугілля з вищою теплотою згоряння рівною або більше 24 МДж/кг, а також з вищою теплотою згоряння менше 24 МДж/кг за умови, що середній показник відображення вітриніту дорівнює або перевищує 0,6%.

Середній показник відображення вітриніту, К,„%-дві цифри

Перші дві цифри коду позначають відбивну здатність вмтри-нита, що відповідає нижній межі 0,1%-ного діапазону значень середнього показника відображення вітриніту, помноженому на 10;