硫化矿石自燃的热分析动力学
2011-06-04阳富强吴超刘辉潘伟崔燕
中南大学学报(自然科学版) 2011年8期
关键词:分析
阳富强 ,吴超 ,刘辉 ,潘伟 ,崔燕
(1. 中南大学 资源与安全工程学院,湖南 长沙,410083;2. 中南大学 国家金属矿安全科学技术研究中心,湖南 长沙,410083)
自燃火灾是硫化矿山开采所面临的重大安全问题之一[1-3]。火灾的发生将引发一系列的安全及环境问题,还会造成矿物资源的巨大浪费。因此,在矿山开采之前进行硫化矿石自燃倾向性的准确判定具有重要意义,从而可以为高硫矿井防灭火等级的划分及矿床开采设计提供重要依据,达到避免盲目设计、节省投资、保证安全的目的。目前,用于判定硫化矿石自燃倾向性的指标有许多,包括吸氧速度常数、电化学性能、有无胶状黄铁矿、由H2O2测定矿石的氧化率及升温率、硫化矿石中 Fe2+和 Fe3+的总含量(质量分数)是否大于 0.3%、氧化质量增加率以及类比综合指标等[4-6]。这些指标的测试周期长,实验成本高,而且在测试过程中尚未建立起统一规范,从而极大限制了其进一步推广应用。从理论上讲,硫化矿石的自燃倾向性可以用其氧化分解反应中的动力学参数进行表征[7-9]。硫化矿石的反应活化能越大,表明其自燃倾向性越小;活化能越小,硫化矿石的自燃倾向性就越大。硫化矿石反应过程中所表现出的动力学性质应该是矿石中所有矿物的综合性质,而并非某单一矿物的动力学行为。目前,从硫化矿石自燃倾向性的角度进行其反应动力学方面的研究甚少有报道,已有的关于硫化矿石的热分析都是针对某种单一硫……
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