基于热重分析法的硫铁矿自燃特性实验研究

摘要

硫铁矿发生自燃是矿石开采中经常遇到的重大灾害,目前自燃灾害已越来越引起人们的重视,并迫切的需要得到解决。本文将采用热重法对硫铁矿自燃过程中的特性进行研究,运用热重法既不需要对结构复杂的矿石组分进行分析,又可以记录下硫铁矿自燃过程中随温度上升其质量变化全过程,根据实验得到的热重曲线找出矿样自燃过程中的特征温度点,并通过比较不同升温速率和矿样含硫量的热重曲线及特征温度点的变化趋势,来解释硫铁矿的自燃机理以分析其特性,得到其在不同条件下的变化规律。运用热分析动力学计算硫铁矿的活化能,比较不同矿样的活化能大小,为判断其自燃可能性和自燃特性研究提供依据。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究意义及背景

1.1.1 硫铁矿自燃火灾的危害

1.1.2 硫铁矿自燃研究的意义

1.1.3 用热重法来研究硫铁矿自燃特性的意义

1.2 硫铁矿自燃的研究现状

1.2.1 硫铁矿自燃机理的研究现状

1.2.2 硫铁矿自燃特性及自燃倾向性的研究现状

1.2.3 硫铁矿自燃发火预测预报现状

1.2.4 硫铁矿自燃综合防治技术研究现状

1.2.5 硫铁矿自燃研究存在的问题

1.3 本文研究目标及内容

1.4 研究方法及技术路线

1.4.1 硫铁矿自然特性研究方法

1.4.2 硫铁矿自然特性研究技术路线

2 硫铁矿自燃特性的热重实验研究

2.1 热重法概述

2.1.1 热重法（TG、DTG）的基本原理

2.1.2 热重实验装置介绍

2.2 建昌县永鑫硫铁矿的矿样分析

2.3 实验条件

2.4 实验结果与分析

2.4.1 硫铁矿自燃过程的特征温度

2.4.2 实验热重曲线的分析

2.5 本章小结

3 实验条件及含硫量对热重曲线及特征温度的影响分析

3.1 升温速率对硫铁矿石热重曲线的影响

3.2 硫铁矿石的含硫量对热重曲线的影响

3.3 实验过程中的其它影响因素

3.4 本章小结

4 热重曲线的动力学原理与分析方法的选择

4.1 热重动力学

4.1.1 热重动力学的基本表达式

4.1.2 热重动力学的数据处理方法

4.2 差热动力学

4.3 DSC 动力学

4.4 热分析动力学展望

4.5 本章小结

5 基于活化能指标硫铁矿的自燃特性研究

5.1 可行性分析

5.2 硫铁矿活化能的概念及其热重动力学求解

5.3 升温速率对矿石的自燃表征影响的研究

5.3.1 升温速率对含硫矿石自燃过程的影响

5.3.2 硫铁矿石活化能的计算

5.4 不同反应级数和机理函数的确定

5.5 本章小结

6 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 展望

参考文献

作者简历

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