一种基于微生物-阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微生物

【技术实现步骤摘要】
一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法


[0001]本专利技术属于硫化矿石阻燃
，具体涉及一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法。

技术介绍

[0002]随着经济的快速发展，对矿产资源的需求量日益增加，由于埋藏在浅部资源越来越少，向深部开发资源是必然趋势，深部开采产生的高温会导致高硫矿石发生自燃。硫化矿石自燃是矿石开采过程中的重要安全隐患，会引发一系列的安全和环境等问题，并造成惨重的经济损失。首先，矿石自燃产生的毒害气体和高温会影响工人的健康及生命安全，造成设备设施损坏，降低工人的劳动生产率；其次，矿石自燃可能引起炸药自爆，对矿山安全生产造成极大威胁；再次，矿石自燃火灾会造成矿产资源浪费，生产不能正常运转，使大量工程报废或暂停，带来巨大的经济损。因此如何有效防治硫化矿石自燃极为重要。
[0003]硫化矿石自燃是一个复杂的物理和化学过程，其发生自燃的过程包含了一系列的物理化学反应，是内外因素共同作用的结果。宏观上由于内部热量积聚且没有及时释放，最后达到自燃点发生自燃，微观上是物理化学反应的结果；从内部来说是由于矿石堆内部氧化放热，而外部因素则是矿石表面接触到充足的氧气，且散热条件差，最终导致自燃的发生。综上所述，硫化矿石发生自燃是内外多种因素共同的作用所导致的结果。
[0004]目前抑制硫化矿石自燃主要是从矿石所处的外部环境这一外因出发，通过灌浆、注入惰性气体以及喷洒阻化剂等方式来防止硫化矿石自燃。如：公开号为CN108457689A的一种用于防止硫化矿石自燃的凝胶泡沫阻化剂、公开号为CN101225748A的一种抑制硫化矿石氧化自燃的复合覆盖剂、公开号为CN101224329A的一种抑制硫化矿石氧化自燃的复合防灭火剂等，均是通过隔断硫化矿石与空气的接触，来达到防止硫化矿石自燃的目的。但是通过这种方式防止自燃方法存在明显缺点：1、阻化剂在矿堆表面喷洒不均匀；2、不能完全渗透到矿堆内部，不能对矿堆内部矿石进行有效隔断，效果不显著；3、由于配置试剂的理化性质会腐蚀喷洒设备，会额外增加运营成本。
[0005]在现有防治硫化矿石自燃技术中，大多只是对硫化矿石进行单方面处理，且普遍存在防自燃效果不理想的问题，没有将引起硫化矿石自燃的内部因素和外部因素综合进行自燃防治研究，在以往抑制硫化矿石自燃的措施主要集中在对外部因素的控制，即通过灌浆、注入惰性气体以及喷洒阻化剂等方式来防止硫化矿石自燃，但是这些方法不能对硫化矿石堆内部矿石进行有效隔断，且持续时间较短，并没有从内部因素解决硫化矿石自燃的问题。
[0006]因此需要提供一种基于微生物
‑
阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法。该方法通过微生物作用降低了硫化矿石表面硫
含量，减少硫化矿石表面氧化以及氧化放热导致的热量聚集，从而降低硫化矿石自燃倾向性，使用泡沫阻化剂对硫化矿石的覆盖，产生的泡沫紧密地覆盖在硫化矿石表面，隔绝氧气中断自燃进程，降低硫化矿石的自燃倾向性，实现内外因素综合作用的硫化矿自燃防治目的。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0009]步骤一、将嗜酸性喜温硫杆菌进行培养，得到培养后菌液；
[0010]步骤二、将硫化矿石和步骤一中得到的培养后菌液混合后再加入助浸剂，得到混合物，然后将得到的混合物放入密封容器后在摇床中进行脱硫处理，在密封容器中得到脱硫后的硫化矿石；
[0011]步骤三、将发泡剂、稳泡剂和阻化剂进行混合，得到泡沫阻化剂；所述发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵、月桂酰胺丙基甜菜碱和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述稳泡剂为丙三醇，所述阻化剂为水玻璃和碳酸氢钠；
[0012]步骤四、将步骤二中得到的脱硫后的硫化矿石与步骤三中得到的泡沫阻化剂进行混合，对脱硫后的硫化矿石进行阻燃。
[0013]本专利技术通过将嗜酸性喜温硫杆菌进行培养，首先是增加嗜酸性喜温硫杆菌的数量，提高脱硫的效果，其次是对细菌进行定向驯化，使嗜酸性喜温硫杆菌逐渐适应改变后的环境更好脱硫，本专利技术通过将培养后菌液、硫化矿石和助浸剂进行混合，对硫化矿石进行脱硫发生如下反应：在嗜酸性喜温硫杆菌的直接作用下：硫发生如下反应：在嗜酸性喜温硫杆菌的直接作用下：在嗜酸性喜温硫杆菌的间接作用下:在嗜酸性喜温硫杆菌的间接作用下:公式中：M为Fe、Cu、Ca、Ba等金属元素，在脱硫过程中，嗜酸性喜温硫杆菌的直接作用和间接作用同时存在，保证了脱硫的效果；本专利技术通过嗜酸性喜温硫杆菌脱除硫化矿石表面的硫，减少矿石表面硫与氧气发生反应放热导致的热量聚集，从而降低硫化矿石自燃倾向性，达到一定的阻燃效果；本专利技术将通过将脱硫后的硫化矿石与泡沫阻化剂进行混合，泡沫阻化剂产生的泡沫紧密地覆盖在硫化矿石表面，隔绝氧气中断氧化反应的进程，随着时间的推移，泡沫开始破灭，部分硫化矿石与空气接触先自燃，放出的热量致使阻化剂中的水分蒸发，水分蒸发吸热可以暂缓硫化矿石的氧化自燃进程，待到阻化剂的水分蒸发完时，泡沫阻化剂形成一层薄膜包裹在硫化矿石表面，再次隔绝氧气中断自燃进程，降低硫化矿石的自燃倾向性；本专利技术通过脱硫处理，从内部降低硫化矿石表面硫含量，即从内部因素入手防止硫化矿石自燃，通过添加泡沫阻化剂起到隔绝空气、降温的作用，从外部因素入手硫化矿石自燃，综合硫化矿石自燃的内部因素和外部因素防止硫化矿自燃；本专利技术中通过十六烷基三甲基溴化铵、月桂酰胺丙基甜菜碱和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠组成发泡剂，降低溶液表面张力，三种发泡剂混合能进一步提高发泡的性能，通过丙三醇作为稳泡剂，延长泡沫的存在时间，通过水玻璃和碳酸氢钠作为阻化剂，覆盖、包裹在矿石表面，阻隔空气与矿石接触，本专利技术所用的表面活性剂经济成本更低，有效降低溶液表面张力，阻化时间更长，阻化效果更好，对矿石成分影响小且对环境友好，更易于推广到工程应用。
[0014]上述的一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，步骤
一中所述培养的过程为：用灭菌后的9K培养基接种嗜酸性喜温硫杆菌，以单质硫作为细菌的营养物质，接种后进行密封，随后放入转速为170rpm～175rpm，温度为40℃～45℃的恒温摇床中培养4天～8天；所述培养基为西尔弗门液体培养基。本专利技术通过控制培养的过程，保证了嗜酸性喜温硫杆菌具有最佳的生长环境，保证脱硫处理的效果；本专利技术通过以单质硫作为细菌的营养物质，对细菌进行定向驯化，培养逐步向细菌的培养基中加入目标矿物，使细菌逐渐适应改变后的环境更好脱硫，起到最佳的脱硫效果。
[0015]上述的一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，步骤二中所述硫化矿石的粒度为140目～160目；所述混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将嗜酸性喜温硫杆菌进行培养，得到培养后菌液；步骤二、将硫化矿石和步骤一中得到的培养后菌液混合后再加入助浸剂，得到混合物，然后将得到的混合物放入密封容器后在摇床中进行脱硫处理，在密封容器中得到脱硫后的硫化矿石；步骤三、将发泡剂、稳泡剂和阻化剂进行混合，得到泡沫阻化剂；所述发泡剂为十六烷基三甲基溴化铵、月桂酰胺丙基甜菜碱和脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠，所述稳泡剂为丙三醇，所述阻化剂为水玻璃和碳酸氢钠；步骤四、将步骤二中得到的脱硫后的硫化矿石与步骤三中得到的泡沫阻化剂进行混合，对脱硫后的硫化矿石进行阻燃。2.根据权利要求1所述的一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，步骤一中所述培养的过程为：用灭菌后的9K培养基接种嗜酸性喜温硫杆菌，以单质硫作为细菌的营养物质，接种后进行密封，随后放入转速为170rpm～175rpm，温度为40℃～45℃的恒温摇床中培养4天～8天；所述培养基为西尔弗门液体培养基。3.根据权利要求1所述的一种基于微生物
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阻化剂综合作用的硫化矿石阻燃方法，其特征在于，步骤二中所述硫化矿石...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘伟，廖志刚，徐刚，易汝格，杨羚蓉，徐宇，向义，龚维立，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：