Способ предупреждения окисления сульфидных руд

Способ предупреждения окисления сульфидных руд

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ПРЕДУПРЕЛЩЕНИЯ ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ РУД, включающий обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, отличающийся тем, что, с целью повьшения антиокислительного действия за счет образования па обрабатываемой поверхности прочной пленки, обработку проводят 0,5-1%-ными растворами поливинилового спирта. 2. Способ поп.1,отличающ и и с я тем, что в раствор поливинилового спирта вводят пластификаторы . л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 01) 4(51) E 21 F 5 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3637469/22-03 (22) 25.08.83 (46) 07.06.85. Бюл. У 21 (72) Г.П.Колпакова, Г.В.Кузнецов, А.А.Хохолков и В.Я.Манаков (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский и проектный институт медной промышленности "Унипромедь" (53) 622.807(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 395596, кл; Е 21 F 5/00, 1971.

2. Котляр P.È. и др. Применение ингибиторов и антипирогенов для тушения эндогенного пожара.-Труды

КНИУИ, 1967, вып. 28, с.190. (54) (57) 1 . СПОСОБ ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ

ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ РУД, включающий обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения.антиокислительного действия за счет образования на о6рабатываемой поверхности прочной пленки, обработку проводят 0,5-1Х-ными растворами поливинилового спирта.

2. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в раствор поливинилового спирта вводят пластификаторы.

1160049

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано при добыче, складировании и транспортировании руд, склонных к естественному окислению и само- 5 возгоранию, а также для повышения безопасности взрывных работ с применением аммиачно-селитренных взрывчатых веществ (АСВВ).

Известен способ защиты штабелей 10 сульфидных руд,и их концентраторов от самовозгорания и самонагревания, заключающийся в том, что для уменьшения скорости сорбции кислорода рудой к штабелю руды или концентрата присоединяют протекторы из металла более электроотрицательного, чем минеральный компонент руды или концентрата. В основе способа лежит представление о том, что окисление щ сульфидов — электрохимический процесс. В паре металл-сульфидиая руда окислению подвергается более электроотрицательный элемент, в данном случае метал6, благодаря чему руда 25 не подвергается действию окислительных процессов (1).

Однако указанный способ может быть применен только при постоянном поступлении и расходе руды и использован только при складировании руды в штабели.

Йзвестен способ предупреждения окисления сульфидных руд, включающий обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, состоя-35 щего из жидкого стекла, цемента и воды в соотношении 1:4: 10 (21 .

Недостатком известного способа является избирательное действие жидкого стекла на химическую активность Ф сульфидных руд, заключающееся в том, что для некоторых промышленных сор1 тов руд; обрабатываемых растворами жидкого стекла, наблюдается возрастание химической активности. 45

Цель изобретения — повышение анти.— окислительного действия за счет образования на обрабатываемой поверхности прочной пленки.

Эта цель достигается тем, что при 50 способе предупреждения окисления сульфидных руд, включающем обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, обработку проводят

0,5-1,0Z-ными растворами поливинило- $5 вого спирта.

Кроме того, в раствор поливинило- вого спирта вводят пластификаторы.

Склонность руды к оКислению определяется по количеству сорбированного рудой кислорода и выражается константой сорбции (V, мл/г"ч), характеризующей естественную склонность руд к окислению.

Для оценки антиокислительного действия .растворов поливинилового спирта (ПВС) вводится термин коэффициент торможения", который показывает отношение скорости сорбции рудой, необработанной исследуемым раствором, к скорости сорбции обработанной рудой

У о .

U g9fi

Эффективность действия растворов

I1BC оценивается согласно существующей классификации для сульфидных руд; руды, скорость окисления которых менее

3 10 мл/г ч, относятся к классу не самовозгорающихся; (3,5-4,65) 10" мл/

/г ч — к классу малосклонных к окислению.

Учитывая возможное взаимодействие заряда АСВВ с ПВС, проведен дифференциально-термический анализ на дериватографе для оценки термохимической стабильности аммиачной селитры,в присутствии руды и ПВС.

Оценка химической стойкости аммиачной селитры проводится по таким характеристикам, как температура и время начала убыли веса пробы, характеризующих начало химического взаимодействия, температура экзотермических эффектов, свидетельствующих о начале самопроиЗвольного распада аммиачной селитры.

1I р.è м е р. Руду обрабатывают раствором IIBC концентрации Од5-1Х.

Чтобы обработка была более эффективной, добавляют пластификаторы (буру, сульфитно-спиртовую барду ССБ, глицерин).

После обработки на поверхности руды образуется водо- и газонепроницаемая эластичная пленка, которая предохраняет руду от окисления и контакта с зарядом ВВ.

Руда обрабатывается раствором ПВС с добавками и беэ них в течение 1 ч.

Соотношение руды и жидкости 1:f. После обработки необходимая влажность руды устанавливается путем просушивания на фильтровальной бумаге в течение определенных промежутков времени.. Исследуется увлажненная руда и з 11600 высушенная до воздушно-сухого состояния. I

Навески руды, обработанные растворами ПВС, н контрольные пробы помещают в сорбционные сосуды. Склон-. ность руды к окислению определяют по количеству сорбированного кислорода (U мл/г ч).

Данные по способности растворов

ПВС тормозить окисление сульфидных tg руд представлены в табл,1. Исследовано действие его на руду, имеющую различную химическую активность.

Из табл.1 видно, что концентрация ПВС О, 1% недостаточно эффективна: медно-цинковая руда Николаевского месторождения, обработанная этими растворами, снижает эффективность незначительно (в 1,1-1,3 раза).

При увеличении концентрации ПВС 20 до 0,5% возрастает способность раст. воров ПВС тормозить окисление сульфидной руды. Наиболее эффективно действие растворов ПВС концентрации

0,5-1%. Для руд, обработанных раст- д5 ворами ПВС этих концентраций, наиболее высокие значения коэффициентов торможения.

Увеличение концентрации ПВС от до 10Х. не дает должного эффекта.

Константа скорости сорбции для руд, обработанных растворами ПВС концентрации выше 17, по сравнению с пробами, обработанными растворами ПВС концентрации 0,5-1%, не уменьшается или уменьшается незначительно. Оптимальной концентрацией является концентрация 0 5-1%.

Введение и раствор ПВС пластификаторов (буры, глицерина, ССБ) также способствует снижению химической

40 активности исследуемых руд. Например, прн обработке руды раствором

ПВС. концентрации 10% и глицерина концентрации 0,1"1% коэффициент торможения составляет 1,2-2,8.

iS

В табл.2 и 3 приведены данные о действии ПВС в присутствии пластификаторов.

Наиболее эффективно использование 5б растворов ПВС в присутствии буры. . Коэффициент торможения для проб руды, обработанных этими растворами, при

25 С составляет 1,б-5,4 (табл.2) .

Эффективность действия растворов

ПВС сохраняется при увеличении темпео ратуры до 35 С, что делает возможным

49 4

его использование для обработки руды в местах разогрева (табл.3).

Ис"ледование действия растворов

ПВС на протяжении длительного промежутка времени (28 дн) показывает, что чем больше промежуток времени с момента обработки пробы, тем ниже скорость сорбции, тем вьппе коэффициент торможения.

Данные о влиянии ПВС (1X-ной концентрации и пластификатора (буры) на скорость сорбции представлены в табл.4.

Например, при.обработке руды 1%ным раствором ПВС и 1%-ным раствором буры скорость сорбции уменьшается с 4,3 ° 10 до 1,б fO з мл/г"ч (коэффициент торможения 2,2). Через

15 сут с момента обработки скорость сорбции контрольной пробы не изменяется, а образованной указанными растворами значительно уменьшается (до

1,0 ° 10 мл/г ч, что в 4,5 раза ниже, чем для контрольной пробы). Через

20 дн после обработки пробы и до, конца исследуемого промежутка времени скорость сорбции исследуемой руды практически равна О.

Данными дифференциально-термического анализа доказано, что ПВС не вступает во взаимодействие с наиболее реакционноснособным компонентом применяемых АСВ — аммиачной селитрой (табл.5). Такие характеристики, как температура начала убыли веса, температура начала экзоэффекта для проб, в состав которых входит ПВС, в ряде случаев значительно выше или не превьппает значение для проб, представляющи с смесь аммиачной селитры с сульфидной рудой.

Иетодика по обработке руды растворами ингибиторов проста и широко используется s угольной промышленности.

Использование предлагаемого. способа позволяет сократить средства, затрачиваемые на строительство и обслуживание глинозавода, чистки пробуренных скважин, сооружение перемычек.

Применение технологии добычи, исключающей окисление руды, дает большой экономическйй эффект за счет увеличения металла при обогащении(в результате окисления в сульфаты .переходит и ие йзвлекается при переработке

О, 117 Hi и 0,52X Cu)

Социальный эффект состоит s том, что обработанная раствором ПВС руда

1160049 теряет способность к,окислению, что исключает появление в рудничной атмосфере токсичныхгазов (сероводородаи сернистого газа) и создает более благоприятные условиядля горнорабочих . S

Социальный эффект возможен также за счет применения мер, предотвращающих разложение аммиачной селитры и способствующих повышению безопасности взрывных работ.

Таблица 1 Скорость сорбции рудой кислорода,мл/г ° ч

° 1О

Тип руды

Коэффициент торможения для руды

КонСкорость сорбции кислорода рудой, обработанной ПВС, мл/г ч !О з

Назва.ние местоувлажненной воздушно-сухой рождения воздушувлажненной но-сухой

30, .О1 33

4,6

Иедно2,8

1,3

Николаевцинковая

0,5 2,6 2,2

1,8 колчеданная

1, 0

1,9

1,4

2е0 2ю2

3,0 3,2

2,1

2,0

2,1

1,4 (Сибай- Иедно- 10,2 ское цинковый кол2,3

4,4 2,0

5,0 .0,5

2 5

4,0

1,0

2,6

2,4

29 05

3:3 2,3

Гай

1,3

3,0 2,0

1,3

1,5

2,0

2,0

3,3 2,2

6,9

6,9 Оу5 . 2,5 . .. 3,4

2,5.1,0 .. 2,.7

2,5

3,3

3,3

2,2

2,1 вая

3,0 2,0

2,3

3,0

3,2. 10

2,0.

3,3 чедан

То же

Талнах- Пирротиское новая, медноникеле1 ,: увлаж, ненной

1 воздуш но-сухой центрация

ПВС, 7.

2,3

1,5

1160049

Та блица 2

Скорость сорбции обработанной рудой,мл/г ч -10""3

Назва- Тип руКоэффициент торможения для руды

Концентрация, Ж ние ды местоПластификарождения воздуш увла ненн воздушно-сухой но-сухой увлажненной тор

0,25

5 (ССБ) 2,4

Никола- Полиевское металличес10 (ССБ) 2, 9

0,25

1,7 кая

4,9

1,6 1,2

2,8 колчедан

2,9

2,6

2,6

1,9

2,3

То же 49 42 1

0,1 (бура) 2,3

2,1

0,5 1,6 (бура) ЗФО

1,0 0,9 (бура) 5,4

Таблица 3

НазваТип руды

Скорость сорбции обработанной рудой,мл/г

tI ° f0 3 ние

ПВС

Ппастификатор лаж воз яиой душувлаж- воздушнеиной но-сухой увлаж» воздуш ненной ио-су хой оухой

НиколаевсПоли- . 5,0 металлическая

0,25

5 (ССБ) 4,2 кое

10 (CCS) 2,4 месторождения

Иедноцинковый

Скорость сорбции рудой (контроль), мл/г ч

° 10 3 увлаж- воздушненной но-сухой

Скорость сорбции рудой (контроль), мл/г: ч ° 10- 3

0,1 (глицерин) 0,5 (глицерин) 1,0 (глицерин) Концентрация, Х оэффициент орможения для Руды

1,2

2,1

1160049

Продолжение табл,3

Скорость сорбции обработанной рудой,мл/г .ч,10з

Концентрация, Х увлажненной воэдуа увлаж ненной увл не но-сухой ой

87 65 1

5,3

Гай

4,1

0,5 2,9 (бура) колчедан

1,0 (бура) 2,8

2,6 3,1 2,5

Таблица 4

Время

Скорость сорбции пробы, мл/г ч 10- окисления,сут обработанной растворами контрольной

0,1

2,4

1,7

0 5

2,0

2,2

1,0

1,6

2,7

0,1

1,7

3 5

2,1

0 5

2,0

1,0

3,0

0,1

4,7

2,2

2,2

2,0

0 5

2,3

1,8

2,6

0,1

4,5

1,3

3,5

0 5

3,2

Медноцинковый

Концентрация буры, 7

Скорость сорбции рудой (контроль), мл/г, ч ° 10 воэдушно-сухой

Пластификатор

Коэффициент торможения для руды

1,7 1,3

3,0

Коэффициент торможения

ll60049 Продолжение табл.4

4,5

1,0

1,0

4,3

1,3

3,3

0,1

0,4

0 5

1,0

0,3

4,4

4.,6

О,1

6,0

0 5

11,0

0,4

1,0

4,0

1,2

4,6

Oi1

5,0

0,9.

0,5

1,0

0,4

Таблица 5

Реагеиты

Убьшь веса Р X ремя на-

180

200

210

200 .

200

180

Вр ок ни

Концентрация буры, X

Аммиачная селитра + медный колчедан (95X+5X) Аммиачная селитра + медНый колчедан + ПВС (90X+5X+5X) Аммиачная селитра + медно-цинковый колчедан (95X+5X) Температура начала убыли в6са, С ала разо кЕния, мин

Температура начала экзоэффекта, С

11iO

14,0 циент ения

1160049

Продолжение табл.5 ремя набыль веса Р, 7

Реагенты

210

200

Аммиачная селитра+

+серный колчедан

94

180

180

180

180

Составитель И.Федяева

Редактор И.Николайчук Техред С.Легеза Корректор Л.Пилипенко

Заказ 3712/28 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

Аммиачная селитра + медно-цинковый колчедан+

+ПВС

Аммиачная селитра + серный колчедан + ПВС

Температура начала убыли веса, С ала раз-. ожения, мин

Температура начала экзоэффекта, С