[发明专利]一种超声波-微波协同作用的硫化矿石阻燃方法

说明书

本发明公开了一种超声波‑微波协同作用的硫化矿石阻燃方法，包括以下步骤：一、将硫化矿石和去离子水混合并调节pH值；二、将矿浆依次进行超声波处理和微波处理；三、将嗜酸性喜温硫杆菌进行培养；四、将预处理硫化矿石和培养后菌液混合后再加入助浸剂进行阻燃处理，得到阻燃硫化矿石。本发明通过依次进行超声波处理和微波处理，经过超声波处理过的矿样表面出现了孔隙，改变了矿样表面结构，使得微生物更容易附着在矿石表面进行反应，通过微波处理为化学反应提供能量，使矿样表面破坏越充分，有利于微生物与矿样的接触，利于微生物对硫元素的溶解，提高了阻燃的效果，实现了超声波处理和微波处理与微生物联合脱硫方面，实现了硫化矿石自燃防治。

技术领域

本发明属于硫化矿石阻燃技术领域，具体涉及一种超声波-微波协同作用的硫化矿石阻燃方法。

背景技术

随着经济的快速发展，国内对于矿产资源的需求量也在日益增加，不得不转向深部开发，矿井深部高温环境必然会增加硫化矿石自燃火灾事故的概率。硫化矿石一旦发生自燃，会带来一系列的安全和环境问题。其一，硫化矿石自燃会使得部分矿石损失，导致生产困难，遭受巨大的经济损失；其二，硫化矿石自燃释放的酸性气体(如二氧化硫、二氧化氮等)和有毒有害重金属离子不仅会腐蚀井下机械设备，导致机械设备提前报废，还会污染附近水源，破坏自然环境；其三，硫化矿石自燃过程中会使矿井作业环境温度急速升高，致使工作人员中枢神经受到抑制，注意力下降，操作失误变多，而且自燃过程产生的二氧化硫气体会致使作业人员中毒；其四，硫化矿石自燃可能会引发爆炸，对矿山安全造成极大威胁。因此，如何有效防治硫化矿石自燃极为重要。

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。

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。

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，主要是通过微生物的作用将矿石含硫量降至自燃临界值以下，从而达到硫化矿石防灭火的目的，但由于没有考虑到菌液与矿石接触时有一定的阻碍，所以防自燃效果还是不理想，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。

现有技术中很少有将物理化学作用引入到微生物脱硫中以提高微生物脱硫效果的方法，并且微生物脱硫也是抑制硫化矿石自燃比较新颖的方法，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。现有技术利用微生物的作用对内部因素进行控制，也缺乏考虑菌液与矿石之间存在的阻碍，无法有效解决硫化矿石自燃问题。

因此需要提供一种超声波-微波协同作用的硫化矿石阻燃方法。

发明内容