專利名稱：：一種抑制硫化礦石氧化自燃的復(fù)合防滅火劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及非煤礦山采礦安全領(lǐng)域，尤其涉及硫化礦石氧化自燃防治方法。
背景技術(shù)：
：礦石自燃火災(zāi)是高硫礦床開采中的突出安全問題，其有效的控制方法之--是采用適宜的阻化劑抑制礦石氧化。從抑制礦石氧化如隔離、吸熱、鈍化等機(jī)理出發(fā)，自然界有大量的材料可用作為阻化劑。然而，如果要考慮符合現(xiàn)場應(yīng)用，如成本、環(huán)境影響、制備及現(xiàn)場條件等的要求，則可應(yīng)用的材料卻非常有限。目前，已用于控制礦山礦石自燃火災(zāi)的阻化材料有碳酸鈣、碳酸鎂、氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、水玻璃、黃泥等，在特定的條件下這些材料己被證明有良好效果，而且大都為煤礦實(shí)際采用。過去，在應(yīng)用J:述材料時(shí)幾乎都是單獨(dú)使用一種材料，有些主要起阻化作用，有些主要起滅火作用，其功能都較為單一。用復(fù)合型防滅火劑來抑制硫化礦石氧化自燃的尚不多見，北京科技大學(xué)曾試驗(yàn)水玻璃+石灰石對(duì)高含硫煤礦的防滅火作用(石灰凝膠阻化劑防滅火技術(shù)在高硫礦的應(yīng)用研究.中國安全科學(xué)學(xué)報(bào)，2003,13(10):3l-35)，但其應(yīng)用的對(duì)象為煤礦，煤礦中的含硫量與硫化礦有很大的不同，因此，這種復(fù)合防滅火劑仍不適用于抑制硫化礦石氧化自燃。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的在于提供一種更符合現(xiàn)場抑制硫化礦石氧化自燃的復(fù)合防滅火劑，由于兩種或兩種以上防火材料復(fù)合噴灑，復(fù)合材料之間由于多功能組合，且由于彼此間發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，能進(jìn)一步增強(qiáng)抑制硫化礦石氧化自燃的效果。本發(fā)明的抑制硫化礦石氧化自燃的多功能高效復(fù)合防滅火劑基本包括濃度為10%30%的水玻璃溶液和濃度為10%30%的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質(zhì)量比為2.54:11:1。應(yīng)用本發(fā)明時(shí)，水玻璃溶液和氯化鈣溶液可以先后分別噴灑，也可以復(fù)合后噴灑。CaCl2溶液可使硫化礦石表面發(fā)生鈍化，從而減弱其氧化速度；水玻璃溶液可以在硫化礦石表面形成覆蓋層，從而起隔離作用；并且，當(dāng)水玻璃與氯化鈣復(fù)合后，水玻璃與氯化鈣可反應(yīng)生成新的化合物(反應(yīng)式如式(l))。在式(1)中，反應(yīng)生成的物質(zhì)("-l)Si02和CaSiOyxH20都是膠體物質(zhì)，可以起到覆蓋、隔離、吸熱等作用。因此，本發(fā)明的復(fù)合型防滅火劑，不但比單用其中的一種效果要高出很多，而且由于水玻璃和氯化鈣合用后產(chǎn)生出新的阻燃物質(zhì)，因此，阻燃效果得到顯著提高。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(1)當(dāng)選用的水玻璃為Na2Si03'9H20時(shí)，它與氯化鈣的反應(yīng)式應(yīng)為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(2)理論上，如果要使反應(yīng)物完全反應(yīng)，Na2SiCV9H20與CaCl2的質(zhì)量比應(yīng)為2.54:1。但為了加強(qiáng)復(fù)合防滅火劑的阻化效果，可采用過量氯化鈣參與反應(yīng)，使生成物中仍然含有部分氯化鈣，這樣，抑制硫化礦石自燃的效果更好。具體實(shí)施方式選用化學(xué)純的鈉水玻璃Na2Si03'9H20和CaCl2，其質(zhì)量配比為1:1。將Na2SiO_r9H20和CaCl2分別制備成10%30%的水溶液。從某硫化礦選取7個(gè)具有較強(qiáng)氧化性的樣品。這7個(gè)礦樣的主要成份和自熱特性分析結(jié)果如表1所示。表17種硫化礦石成份和自熱性參數(shù)<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在7種硫化礦試樣中添加1%8%的硫酸亞鐵鹽作為礦樣的氧化自燃加速劑。分別將每一種礦樣制成兩個(gè)試樣，一個(gè)試樣不灑復(fù)合防滅火劑，另一個(gè)試樣用噴灑復(fù)合防滅火劑，并將它們放置在相同的常溫潮濕環(huán)境中，用試樣氧化增重測定法來測定復(fù)合防滅火劑的作用效果。由于在常溫條件下，硫化礦石氧化過程中幾乎沒有S02和其它揮發(fā)成分放出。所以，隨著硫化礦試樣吸收氧氣和水分的時(shí)間增長，其試樣的質(zhì)量隨著增加，試樣越活躍，試樣的增重越快。所以，試樣氧化增重測定法可用于測定硫化礦石試樣的氧化速度。將所選礦樣破碎成小于40目的粉樣并放置于密封瓶中。每次實(shí)驗(yàn)中，一種礦樣稱取40g并放置在一個(gè)50mm直徑的蒸發(fā)皿中，然后在試樣的表面噴灑8ml復(fù)合防滅火劑溶液。復(fù)合防滅火劑的濃度水平分別為10%、20%和30%。制備好的試樣被放置在一個(gè)恒溫恒濕箱中，溫度和相對(duì)濕度分別為4(TC和90%,每隔410天，所有試樣用精度為0.1mg的電子天平稱重，復(fù)合防滅火劑對(duì)礦樣氧化的阻化率由下式計(jì)算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，Ryt為經(jīng)過時(shí)間間隔t第i種復(fù)合防滅火劑對(duì)j種礦樣的阻化率；Pjt是經(jīng)過時(shí)間間隔t沒有噴灑復(fù)合防滅火劑的j種礦樣的增重；Pyt是經(jīng)過時(shí)間間隔t噴灑了i種復(fù)合防滅火劑的礦樣的增重。R,t是復(fù)合防滅火劑和水對(duì)礦樣阻化綜合作用效果的一個(gè)度量。如果硫化礦石沒有和氧反應(yīng)，P,t等于零，Rllt等于100%。測定結(jié)果如表2所示。表2復(fù)合防滅火劑的阻化率測定結(jié)果(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，在前20天，復(fù)合防滅火劑的平均阻化率接近100%，當(dāng)時(shí)間增長到76天，阻化劑率仍高于40%。隨著濃度的增大，它們的阻化率變化很小，因此，應(yīng)用時(shí)最好采用10%的低濃度值。將復(fù)合防滅火劑的阻化性能測定結(jié)果與單質(zhì)氯化鈣的阻化性能比較來看，實(shí)驗(yàn)76天本發(fā)明的復(fù)合防滅火劑對(duì)試樣的阻化率為40%，而單質(zhì)氯化鈣對(duì)試樣的阻化率約為31%。本發(fā)明的復(fù)合防滅火劑抑制硫化礦石氧化自燃的效果明顯比單用氯化鈣比好。權(quán)利要求1.一種抑制硫化礦石氧化自燃的復(fù)合防滅火劑，其特征在于包括濃度為10％～30％的水玻璃溶液和濃度為10％～30％的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質(zhì)量比為2.54∶1～1∶1。2.如權(quán)利要求1所述的復(fù)合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃為Na2Si03-9H20。3.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃和氯化鈣質(zhì)量比為1:1。4.如權(quán)利要求1或2所述的復(fù)合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃溶液和氯化鈣溶液濃度為10%。5.如權(quán)利要求3所述的復(fù)合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃溶液和氯化鈣溶液濃度為10%。全文摘要本發(fā)明公開了一種抑制硫化礦石氧化自燃的復(fù)合防滅火劑，該復(fù)合防滅火劑包括濃度為10％～30％的水玻璃溶液和濃度為10％～30％的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質(zhì)量比為2.54∶1～1∶1。水玻璃溶液和氯化鈣溶液可以先后分別噴灑，也可以復(fù)合后噴灑。本發(fā)明的復(fù)合型防滅火劑，不但比單用其中的一種效果要高出很多，而且由于水玻璃和氯化鈣合用后產(chǎn)生出新的阻燃物質(zhì)，因此，抑制硫化礦石氧化自燃的效果得到顯著提高。文檔編號(hào)A62D1/06GK101224329SQ200710001108公開日2008年7月23日申請(qǐng)日期2007年1月18日優(yōu)先權(quán)日2007年1月18日發(fā)明者超吳,明李,李孜軍申請(qǐng)人:中南大學(xué)