Способ предупреждения окисления сульфидных руд Советский патент 1985 года по МПК E21F5/00 

.11 Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быт использовано при добыче, складирова нии и транспортировании руд, склонных к естественному окислению и сам возгоранию, а также для повышения безопасности взрывных работ с применением аммиачно-селитренных взрыв чатых веществ (АСВВ). Известен способ защиты штабелей сульфидных руд их концентраторов от самовозгорания и самонагревания, заключающийся в том, что для уменьшения скорости сорбции кислорода ру дой к штабелю руда или концентрата присоединяют протекторы из металла более электроотрицательного, чём минеральный компонент руды или концентрата. В основе способа лежит представление о том что окисление сульфидов - электрохимический процесс, В паре {еталл-сульфидная руда окислению подвергается более электроотрицательный элемент, в данном случае мёталЛ, благодаря чему руда не подвергается действию окислительных процессов iJ. Однако указанный способ может быть применен только при постоянном поступл нии и расходе рудый использован только при складировании руды в штабели. -./ Извёстён способ предупреждения окисления сульфидных руд, включающий обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, состоя щёго из жидкого стекла, цемента и во ды в соотношении 1:4:10 23. Недостатком известного способа яв ляется избирательное действие жидкого стекла на химическую активность сульфидных руд, заключающееся в том что для некоторых промышленных сортов руд; обрабатьгоае№1Х растворами жидкого стекла, наблюдается возраста ние химической активности. Цель изобретения - повьпвение анти окислительмого действия за счет образования на обрабатываемой поверх ности прочной пленки. Э.та цель достигается тем, что при способе предупреждения окисления сульфидных руд, включающем обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, обработку проводят 0,5-1,0%-ными растворами поливинилового спирта. Кроме того, в раствор поливинилового спирта вводят пластификаторы. 9 Склонность руд1)1 к okиcлeнию определяется по количеству сорбированного рудой кислорода и выражается константой сорбции (и, 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 64 Эффективность действия растворов ПВС оценивается согласно су ществующей классификации для сульфидных руд; руды, скорость окисления которых менее ЗЮ мл/г ч, относятся к классу не самовозгорающихсяJ (3,5-4,65) мл/ /г.ч - к классу малосклониых 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 вёса пробы, характеризующих начало химического взаимодействия, температура экзотермических эффектов, свидетельствующих о начале самопроизвольного распада аммиачной селитры. П р.и м ё р. Руду обрабатывают раствором ПВС концентрации , 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 обрабатьшается раствором ПВС с добавками и без них в течение 1 ч. Соотношение руды и жидкости 1:1. После обработки необходимая влажность руды устанавливается путем просушивания на фильтровальной бумаге в течение определенных промежутков времени. Исследуется увлажнённая руда и высушенная до воздушно-сухого состояния, Навески руды, обработанные растворами ПВС, и контрольные пробы поме щают в сорбционные сосуды. Склонкость руды к окислению определяют по количеству сорбированного кислор да (и, МП/г- ч) Данные по способности растворов ПВС тормозить окисление сульфидных руд представлены в табл,1. Исследовано действие его на руду, имекнцую различную химическую активность. Из табл.1 видно, что концентрация ПВС 0,1% недостаточно эффективна: медно-цинковая руда Николаевско го месторождения, обработанная этими растворами, снижает эффективност незначительно (в 1,1-1,3 раза). При увеличении концентрации ПВС до 0,5% возрастает способность раст воров ПВС тормозить окисление сульфидной руды. Наиболее эффективно действие растворов ПВС концентрации 0,5-1%. Для руд, обработанных раствора ш ПВС этих концентраций, наибо лее высокие значения коэффициентов торможения. Увеличение концентрации ПВС от 1 до 10% не дает должного эффекта. Константа скорости сорбции для руд, обработанных растворами ПВС концент рации вьпие 1%, по сравнению с проба ми, обработанными растворами ПВС концентрации 0,5-1%, не уменьшается или уменьшается незначительно. Опти мальной концентрацией является концентрация 0,5-1%. Введение в раствор ПВС пластификаторов (буры, глицерина, ССБ) также способствует снилсению химической активности исследуемых руд. Например, при обработке руды раствором ПВС концентрации 10% и глицерина ко центрации 0,1-1% коэффициент тормож ния составляет 1,2-2,8. В табл.2 и 3 приведены данные о действии ПВС в присутствии пластифи каторов. Наиболее эффективно использовани растворов ПВС в присутствии буры. Коэффициент торможения для проб руд обработанных этими растворами, при составляет 1,6-5.А (табл.2), Эффективность дейст-вия растворов ПВС сохраняется при увеличении темп ратуры до , что делает возможны его использование для обработки руды вместах разогрева (табл.3). Исследование действия растворов ПВС на протяжении длительного промежутка времени (28 дн) показывает, что чем больше промежуток времени с момента обработки пробы, тем ниже скорость сорбции, трм вьппе коэффициент торможения. Данные о влиянии ПВС (1%-ной концентрации и пластификатора (буры) на скорость сорбции представлены в табл.4. Например, при обработке руды 1%ным раствором ПВС и 1%-нь1М раствором буры скорость сорбции уменьшается с 4,3103 до 1, мп/г.-ч (коэффициент торможения 2,2). Через 15 сут с момента обработки скорость сорбции контрольной пробы не изменяется, а образованной у1{азанными растворами значительно уменьшается (до 1,010 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 0. Данными дифференциально-термического анализа доказано, что ПВС не вступает во взаимодействие с наиболее реакционноспособным компонентом применяемых АСВВ - аммиачной селитрой (табл.5). Такие характеристики, как температура начала убыпи веса температура начала экзоэффекта для проб, в состав которых входит ПВС, в ряде случаев зиачительио выше или не превьш1ает значение для проб, представлякшцйс смесь аммиачиой селитры с сульфидной рудой. Методика по обработке руды растворами ингибиторов проста и широко используется в угольной промышленности. Использование предлагаемого способа позволяет сократить средства, заTpa4HBaeNe ie на строительство и обслуживание глинозавода, чистки пробуренных скважин, сооружение перемычек. Применение технологии добычи, исключакхцей окисление руды, дает большой экономический эффект за счет увеличения металла при обогащенйи(в результате окисления в сульфаты .переходит и не извлекается при переработке 0,11% Hi и 0,52% Си). Социапьнь Й эффект состоит в том, что обработанная раствором ПВС руда

теряет способность к .окислению, что исключает появление в рудничной атмосфере токсичных газов (сероводорода и сернистого газа) и создает более благоприя.тные условия для горнорабочих .

Социальный эффект возможен также за счет применения мер, предотврап1а5 ти взрывных работ.

Таблица 1 ющих разложение аммиачной селитры и способствующих повышению безопаснос

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

,6

3,0

Медноовцинко 0,5 вая

колчеданная

10,2

5,0

ай- Медное цинко. 1,0 вый колчедан

4,0

2,9

То же .2,0

3,3

4,9 6,9 6,9

нах- Пирротие новая, Me дноникелевая

. 5 10

2,8

1,3

1,1

2,2 : 1,8 1,4

2,3 1,9

1,4 2,1

1,5 2,0 1,4

2,1 1,4 2,3

.0,5

2,0 2,5

2,1 2,6 2,4

0,5

1,2

2,3

1,3 1,0 -2,0 1,3 1,5

: 1,3

2,0

. t,5 1,0

. t,5

2,2

1,5 0,5

2,8

3,4 2.4 1,0

.2,5

2,5 2,8 3

2,2.

2,1 3,3

2,0

. 2,3 3,0 2,t

2,0 3,3

Полн5,0 металлическая

Таблица 2

Т а 6 лица 3

0,25 5 (ССБ) 4,2

1,2 0,25 Ш (ССБ) 2,4 2,t

Скорость сорбции

трация

Время % пробы, мл/г-Ч10 з окисления , сут

контрольной

Продолжение табл.З

1,0

2,6 3,1 2,5

2,8 (бура)

Таблица4

Коэффициент торможения

обработанной растворами

Аммиачная селитра + медный колчедан (95%+5%)

Аммиачная селитра + медный колчедан + ПВО (90%+5%+5%)

Аммиачная селитра - медно-цинковый колчедан (95%+5%)

Продолжение табл.4

Таблица 5

95

200

88

180

96

Аммиачная селитра + мед«о-цинковый колчедан +ПВС

Аммиачная селитра- +серный колчедан

Аммиачная селитра + серный колчедан + ПВС

Продолжение табл.5

Убыль веса Р,

91

210

94

180

94

180