阳富强，刘广宁，刘晓霞



机械力作用诱导硫化矿石自燃的微观机理

阳富强，刘广宁，刘晓霞

(福州大学环境与资源学院，福建福州，350116)

为揭示不同强度的机械力作用对硫化矿石自燃的影响机理，从某高硫矿山采集具有代表性的硫化矿样，在室内开展硫化矿石的机械球磨实验。联合运用扫描电镜(SEM)、X线衍射(XRD)等测试技术表征矿样在经历100，200，300，350，400和450 r/min等转速表征的不同强度的机械力作用下的表观形貌、微观结构等的演变规律；进一步开展矿样在不同强度的机械力作用下的恒温恒湿氧化实验，并对比各个矿样的氧化质量增大率。研究结果表明：硫化矿石在经历不同强度的机械力作用后，形成细小的细微颗粒并发生集聚效应；随着转速提高，硫化矿石的晶格畸变率增大，晶粒粒度降低，氧化速率明显加快。这表明硫化矿石在外界不同强度的机械力作用下，其化学反应活性增强，更加容易发生氧化自热，进而在一定环境条件下引发自燃火灾。

硫化矿石；机械力作用；氧化质量增大率；自燃机理

硫化矿石自燃是高硫矿山生产过程中可能遭遇的严重灾害之一，探索硫化矿石的自然发火机理可以为矿山内因火灾防治提供理论依据。目前，硫化矿石自燃机理主要有物理吸附氧机理、电化学反应机理、化学热力学机理、微生物作用机理共4种观点[1]。物理吸附氧机理[2]认为硫化矿石经破碎后暴露在空气中，氧气分子被吸附到矿石表面并放出热量，可依据矿石在低温氧化阶段的物理吸氧量计算相应的放热量。……