壹、礦物原料的特性
(壹)煤的物理性質
煤的物理性質是煤的某些化學成分和分子結構的外在表現。由原始成煤物質及其聚集條件、轉化過程、煤化程度、風和氧化程度決定。包括顏色、光澤、粉紅色、比重和堆積密度、硬度、脆性、斷裂和導電性。其中，除了比重和電導率需要在實驗室測量外，其他都可以通過肉眼觀察來確定。煤的物理性質可作為初步評價煤質的依據，並可用於研究煤的成因和變質機理，解決煤層對比等地質問題。
1.顏色
指新鮮煤表面的自然顏色，是煤吸收不同波長光波的結果。呈棕黑色，壹般隨煤化程度增加而加深。
閃耀
指煤的表面在普通光線下的反射能力。壹般為瀝青、玻璃和鉆石光澤。煤化程度越高，光澤越強；礦物質含量越多，光澤越深；風和氧化程度越深，光澤越暗，直至完全消失。
3.粉紅色
指的是將煤磨成粉的顏色或煤在釉面瓷盤上雕刻時留下的痕跡，所以也叫條紋色。淺棕色-黑色。壹般煤化程度越高，粉紅色越深。
4.比重和體積密度
煤的比重，又稱煤的密度，是壹定體積的煤除去孔隙後的重量與相同溫度和體積下水的重量之比。煤的容重也叫煤的重量或假比重，是壹定體積的煤包括孔隙的重量與相同溫度和體積的水的重量之比。煤的容重是計算煤層儲量的重要指標。褐煤的容重壹般為1.05 ~ 1.2，煙煤的容重為1.2 ~ 1.4，無煙煤的容重在1.35 ~ 1.8之間變化較大。煤巖成分、煤化程度以及煤中礦物質的組成和含量是影響比重和容重的主要因素。在礦物質含量相同的情況下，煤的比例隨著煤化程度的加深而增加。
5.困難
指煤抵抗外部機械作用的能力。根據機械外力作用方式的不同，煤的硬度可進壹步分為三類:刻劃硬度、壓痕硬度和耐磨硬度。煤的硬度與煤化程度有關，褐煤和焦煤的硬度最小，約為2 ~ 2.5；無煙煤的硬度最大，接近4。
6.脆性
就是煤被外力破壞的程度。原始成煤物質、煤的組成和煤化程度都對煤的脆性有影響。在不同變質程度的煤中，長焰煤和氣煤的脆性較小，肥煤、焦煤和瘦煤的脆性最大，無煙煤的脆性最小。
7.破裂
指煤受外力撞擊後形成的斷面形狀。煤中常見的裂隙有貝殼狀裂隙和鋸齒狀裂隙。煤的原始物質組成和煤化程度不同，斷口形狀也不同。
8.電導率
指煤傳導電流的能力，通常用電阻率表示。褐煤電阻率低。當褐煤轉變為煙煤時，電阻率急劇增加。煙煤是不良導體，隨著煤化程度的增加，電阻率降低，到無煙煤時急劇下降，因此具有良好的導電性。
(2)煤的化學成分
煤的化學成分很復雜，但可以分為有機物和無機物兩大類，以有機物為主。
煤中的有機質主要由碳、氫、氧、氮、有機硫五種元素組成。其中，碳、氫、氧占有機物的95%以上。此外，還有極少量的磷和其他元素。煤中有機質的元素組成隨煤化程度的變化而有規律地變化。壹般來說，煤化程度越深，碳含量越高，氫、氧含量越低，氮含量越低。硫的含量只與煤的成因類型有關。碳和氫是煤燃燒時產生熱量的重要元素，氧是助燃元素，構成有機物的主體。煤燃燒時，氮氣不產生熱量，往往以遊離狀態析出。但在高溫下，壹部分氮轉化為氨和其他含氮化合物，可循環利用生產硫酸銨、尿素和氮肥。硫、磷、氟、氯和砷是煤中的有害元素。富硫煤燃燒時產生硫化物氣體，不僅腐蝕金屬設備，與空氣中的水反應形成酸雨，汙染環境，危害工廠生產，而且含硫、磷的煤用於冶金煉焦時，煤中的大部分硫、磷在冶煉時轉化為焦炭，進而轉化為鋼，嚴重影響焦炭和鋼的質量，不利於鋼的鑄造和加工。燃燒或煉焦含氟、氯的煤時，各種管道和爐壁都會受到強烈腐蝕。如果在釀酒和食品工業中使用含砷的煤作為燃料，砷含量高會增加產品的毒性，危害人們的健康。
煤中的無機物主要是水和礦物質，它們的存在降低了煤的質量和利用價值，其中大部分是煤中的有害成分。
此外，還有壹些稀有、分散和放射性元素，如鍺、鎵、銦、釷、釩、鈦、鈾等，分別以有機或無機化合物的形式存在於煤中。其中壹些元素壹旦達到工業級或可以綜合利用，就是重要的礦產資源。
通過元素分析可以知道煤的化學成分和含量，通過工業分析可以初步了解煤的性質，大致判斷煤的種類和用途。煤的工業分析包括水分、灰分和揮發分的測定以及固定碳的計算。
1.水分
指每單位重量煤的含水量。煤中水有三種存在狀態:外部水、內部水和結晶水。壹般用煤的內部水分作為評價煤質的指標。煤化程度越低，煤的內表面積越大，水分含量越高。水分對煤的加工和利用是有害的。在煤炭儲存過程中，可加速風化、開裂甚至自燃；運輸過程中，會增加體積，浪費運力，增加運費；結焦時消耗熱量，降低爐溫，延長結焦時間，降低生產效率；燃燒時，降低有效熱值；在高寒地區的冬天，煤會結冰，裝卸困難。只是煤球、煤球壓制時，需要適量的水才能成型。
2.灰
指煤在特定條件下完全燃燒後留下的固體殘渣。它來源於煤中礦物質的氧化分解。灰分對煤的加工利用極為不利。灰分含量越高，熱效率越低；燃燒時，熔融的灰也會在爐內形成熔渣，影響煤的氣化和燃燒，使排渣困難。煉焦時焦炭全部轉移，降低了焦炭強度，嚴重影響焦炭質量。煤灰的成分非常復雜，不同的成分直接影響灰的熔點。低灰熔點的煤在燃燒氣化時會給生產操作帶來很多困難。因此，在評價煤的工業用途時，有必要分析灰分成分，確定灰分熔點。
3.揮發物
指煤中有機物熱分解產生的可燃氣體。它是對煤進行分類的主要指標，用於初步確定煤的加工利用性質。煤中揮發分的產率與煤化程度密切相關。煤化程度越低，揮發分越高，揮發分逐漸降低。
4.固定碳
在測定煤的揮發分時，剩余的不揮發物質稱為焦渣。焦炭殘渣減去灰分稱為固定碳。它是煤中不揮發的固體可燃物，可用計算法計算。焦炭殘渣的出現與煤中有機質的性質密切相關。因此，根據焦炭殘渣的外觀特征，可以定性判斷煤的粘結性和工業用途。
(三)煤的技術特性
為了提高煤的綜合利用價值，有必要了解和研究煤的工藝性質，以滿足各方面對煤質的要求。煤的工藝性質主要包括:粘結性和結焦性、發熱量、化學反應性、熱穩定性、透光率、機械強度和可選性。
1.內聚力和結焦
粘結性是指煤粒在幹餾過程中，由於煤中有機物的分解和熔化，可以相互粘結成塊的性質。焦化是指煤在幹餾過程中形成焦炭的能力。煤的粘結性是煉焦的必要條件。粘結性好的煤壹定有好的粘結性，但是粘結性好的煤不壹定能單獨生產出質量好的焦炭。這就是為什麽煉焦需要配煤的原因。粘結性是煤的工業分類的主要指標，壹般用煤中有機質熱分解軟化形成的膠體厚度來表示，常稱為膠體層厚度。膠質層越厚，粘結性越好。判定粘結和結焦的方法有很多，除了膠質層判定法外，還有Logar指數法、Oya膨脹試驗等。粘結性受多種因素影響，如煤化程度、煤的成分、氧化程度、礦物含量等。煤化程度最高和最低的煤壹般無粘結性，膠質層厚度也很小。
2.熱值
是指單位重量的煤完全燃燒所產生的熱量，也稱為發熱量，通常表示為106J/kg。它是評價煤質，尤其是評價動力煤的壹個重要指標。在國際市場上，動力煤是按熱值定價的。自1985年6月以來，中國的改革遵循了幾十年的灰分到熱值的定價方法。發熱量主要與煤中可燃元素的含量和煤化程度有關。為了比較煤耗，在工業生產中，常將實際煤耗換算成發熱量為2.930368×107J/kg的標準煤進行計算。
3.化學反應性
也稱為活動。指煤在壹定溫度下與二氧化碳、氧氣和水蒸氣相互作用的能力。它是評價氣化煤和動力煤的壹個重要指標。反應性直接影響煤耗和煤氣的有效成分。煤的活性壹般隨著煤化作用的加深而降低。
4.耐熱性
也稱為耐熱性。指煤在高溫作用下保持其原有粒度的性能。這是評價氣化煤和動力煤的另壹個重要指標。熱穩定性直接影響爐內的正常生產和煤的氣化燃燒效率。
5.透光率
指煤化程度低的煤(褐煤、長焰煤等。).在特定條件下用硝酸和磷酸的混合溶液處理後，所得溶液的透光率稱為透光率。隨著煤化程度的加深，透光率逐漸增加。因此，它是區分褐煤、長焰煤和氣煤的重要指標。
6.機械強度
指塊煤受外力破碎的難易程度。機械強度低的煤投入氣化爐時，容易破碎成小塊和粉末，影響氣化爐的正常運行。因此，用於氣化的煤必須具有高的機械強度。
7.可選擇的
它指的是通過洗選從煤中除去汙垢帶和礦物質的難度。中國目前的選煤方法見第4節。