硫化矿石堆与硫化矿尘层氧化自热研究

发布时间：2017-10-18 10:49

  本文关键词：硫化矿石堆与硫化矿尘层氧化自热研究

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【摘要】：为了研究高硫金属矿床矿石堆氧化和其内部沉积的矿尘层氧化是否相互影响或成为硫化矿尘爆炸的点火源,本课题利用自主设计的氧化实验装置分别对硫化矿石堆、矿尘层进行模拟实验和影响因素实验,研究矿石堆和矿尘层氧化过程,通过设备记录的温度(矿石堆环境温、中心内部、表面和靠边内部温度,矿尘层环境和内部温度)和二氧化硫浓度等指标来分析矿石堆和矿尘层氧化规律,找出在何时何温度下,矿石堆和矿尘层会发生反应而自己产热、反应剧烈而产生二氧化硫及各因素的影响关系,并将两者结果进行印证比较,分清影响主次关系。实验装置是根据实验方案自主设计而成,主要由恒温箱、温度探头、二氧化硫变送器和无纸记录仪组成。主要结论如下:1.模拟实验表明,含硫量越大,矿石堆和矿尘层自热温度都越小即都越容易发生自热反应;含硫量越大,矿石堆和矿尘层后期反应都越快,且反应都越剧烈。矿尘层自热温度和产生气体的温度都比矿石堆对应的温度大很多,说明矿石堆氧化起主要影响作用,有如下原因:一,矿尘层数量和质量都很少;二,矿尘层内部缝隙形成空间比较密闭,与空气很难接触;三,矿尘层容易吸水;四,经过强烈外力冲击,矿尘物质结构和晶体构造发生了很大的变化。2.矿石堆影响因素主次关系为含硫量升温梯度块度,当升温梯度取上水平、块度取下水平、含硫量取下水平时实验指标最好,同时也得出了三个因素与自热温度的关系方程;在其它两因素一样的情况下,含硫量越高,矿石堆越容易发生反应;同理,块度愈大,该范围内矿石堆愈容易发生反应。3.矿尘层影响因素主次关系分别是含硫量厚度粒度,并得出影响因素与自热温度的关系方程,当含硫量、厚度、粒度都取下水平时验指标最好,同时也得出了三个因素与自热温度的关系方程;其它两因素一样的情况下,含硫量越高,越容易发生反应自热和着火。同理,厚度越大,矿尘层越容易自热甚至着火;同理,粒度越大,矿尘层越容易自热甚至着火。矿尘层中心靠底部位先反应,之后中心靠表面部位开始反应。这些结论对高硫金属矿床预防矿石堆自热导致自燃、矿尘层自热着火有很大的指导意义。
【关键词】：矿石堆 矿尘层 自热 二氧化硫 回归设计与分析
【学位授予单位】：江西理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD714.5
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 选题依据及研究意义10-12
• 1.1.1 课题来源10
• 1.1.2 选题依据10-11
• 1.1.3 研究意义11-12
• 1.2 国内外研究现状及存在问题12-14
• 1.2.1 硫化矿石氧化自热研究现状12-13
• 1.2.2 硫化矿尘层氧化研究现状13
• 1.2.3 存在问题13-14
• 1.3 研究内容及技术路线14-18
• 1.3.1 研究内容14-16
• 1.3.1.1 高硫矿山硫化矿石堆氧化研究14-15
• 1.3.1.2 高硫矿山硫化矿尘层氧化研究15-16
• 1.3.2 研究方法及技术路线16-18
• 第二章 硫化矿石堆氧化相关理论18-29
• 2.1 硫化矿石堆氧化自热概念18
• 2.2 硫化矿石堆氧化自热影响因素18-20
• 2.2.1 含硫量与物质结构的影响18-19
• 2.2.2 矿石块度的影响19
• 2.2.3 水的影响19
• 2.2.4 环境温度的影响19-20
• 2.2.5 铁离子的影响20
• 2.3 硫化矿石堆氧化自热机理20-28
• 2.3.1 物理学机理20-22
• 2.3.1.1 破碎过程中的颗粒变化20-21
• 2.3.1.2 物理产热来源21-22
• 2.3.2 微生物学机理22-24
• 2.3.2.1 微生物分析22-24
• 2.3.2.2 微生物氧化硫化矿石机理24
• 2.3.3 化学热力学机理24-27
• 2.3.4 电化学机理27-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第三章 硫化矿尘层氧化相关理论29-33
• 3.1 硫化矿尘层氧化概念29
• 3.2 硫化矿尘层氧化影响因素29-30
• 3.2.1 含硫量的影响29
• 3.2.2 矿尘粒度的影响29-30
• 3.2.3 环境温度的影响30
• 3.2.4 含水率的影响30
• 3.3 硫化矿尘层氧化机理30-32
• 3.3.1 氧化反应机理30-31
• 3.3.2 着火过程31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 第四章 硫化矿石堆氧化研究33-67
• 4.1 实验样品与实验装置33-38
• 4.1.1 实验样品与制备33-36
• 4.1.2 实验装置与原理36-38
• 4.2 硫化矿石堆模拟实验与结果分析38-45
• 4.2.1 实验方案设计38
• 4.2.2 实验步骤与方法38-39
• 4.2.3 实验结果与分析39-45
• 4.2.3.1 A类矿石堆实验结果与分析39-41
• 4.2.3.2 B类矿石堆实验结果与分析41-43
• 4.2.3.3 C类矿石堆实验结果与分析43-45
• 4.2.3.4 综合分析45
• 4.3 多因素回归正交实验结果与分析45-65
• 4.3.1 实验方案设计45-46
• 4.3.2 实验步骤与方法46-47
• 4.3.3 实验结果与分析47-65
• 4.3.3.1 单组实验结果与分析47-63
• 4.3.3.2 综合实验结果回归分析63-65
• 4.4 小结65-67
• 第五章 硫化矿尘层氧化研究67-90
• 5.1 实验样品与实验装置67-69
• 5.1.1 实验样品与制备67
• 5.1.2 实验装置与原理67
• 5.1.3 实验步骤与方法67-69
• 5.2 硫化矿石模拟实验与结果分析69-74
• 5.2.1 实验方案设计69
• 5.2.3 实验结果与分析69-74
• 5.2.3.1 A类矿尘层实验结果与分析69-71
• 5.2.3.2 B类矿尘层实验结果与分析71-73
• 5.2.3.3 C类矿尘层实验结果与分析73
• 5.2.3.4 综合分析73-74
• 5.3 多因素回归正交实验结果与分析74-88
• 5.3.1 实验方案设计74-75
• 5.3.2 实验结果与分析75-88
• 5.3.2.1 单组实验结果与分析75-85
• 5.3.2.2 综合实验结果与分析85-88
• 5.4 小结88-90
• 第六章 研究结论与展望90-93
• 6.1 研究结论90-91
• 6.2 展望91-93
• 参考文献93-96
• 致谢96-97
• 攻读学位期间的研究成果97-98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 李孜军,古德生,吴超;高温高硫矿床矿石自燃危险性的评价[J];金属矿山;2004年05期

2 阳富强;吴超;李孜军;陈松;;采场环境中硫化矿石氧化自热的影响因素[J];科技导报;2010年21期

3 李延鸿;粉尘爆炸的基本特征[J];科技情报开发与经济;2005年14期

4 尹升华;吴爱祥;苏永定;;低品位矿石微生物浸出作用机理研究[J];矿冶;2006年02期

5 ;FAULT　TREE　ANALYSIS　OF　SPONTANEOUS　COMBUSTION　OF　SULPHIDE　ORES　AND　ITS　RISK　ASSESSMENT[J];Journal of Central South University of Technology(English Edition);1995年02期

6 阳富强;吴超;李孜军;;Spontaneous combustion tendency of fresh and pre-oxidized sulfide ores[J];Journal of Central South University;2014年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 阳富强;金属矿山硫化矿自然发火机理及其预测预报技术研究[D];中南大学;2011年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 王张辉;含硫矿石自燃过程及机理的热重实验研究[D];西安科技大学;2010年

2 平洋;煤粉瓦斯耦合体系着火机理和实验研究[D];东北大学;2011年

3 吴月浩;墨粉爆炸危险性研究与安全措施[D];南京理工大学;2012年

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本文编号：1054506