Способ предупреждения окисления сульфидных руд

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может бытьиспользовано при добыче, складировании и транспортировании руд, склонных к естественному окислению и самовозгоранию, а также для повышениябезопасности взрывных работ с применением аммиачно-селитренных взрывчатых веществ (АСВВ).Известен способ защиты штабелей 1 Осульфидных руд,и их концентраторовот самовозгорания и самонагревания,заключающийся в том, что для уменьшения скорости сорбции кислорода рудой к штабелю руды или концентрата 15присоединяют протекторы из металлаболее электроотрицательного, чемминеральный компонент руды или концентрата. В основе способа лежитпредставление о том, что окисление 20сульфидов - электрохимический процесс, В паре металл-сульфидиая рудаокислению подвергается более электроотрицательный элемент, в данномслучае метал 6, благодаря чему руда 25не подвергается действию окислительных процессов 3.Однако указанныйспособ можетбытьприменен только при постоянном поступлении и расходе руды и использован толькопри складировании руды в штабели.Йзвестен способ предупрежденияокисления сульфидных руд, включаю"щий обработку скоплений руды водными растворами антиокислителя, состоя щего из жидкого стекла, цемента и воды в соотношении 1;4:102,Недостатком известного способа яв.ляется избирательное действие жидкого стекла на химическую активность 40сульфидных руд, заключающееся в том,что для некоторых промышленных сортов руд; обрабатываемых растворамижидкого стекла, наблюдается возрастание химической активности. 45Цель изобретения - повышение антиокислительного действия за счетобразования на обрабатываемой поверхности прочной пленки.Эта цель достигается тем, что при Юспособе предупреждения окислениясульфидных руд, включающем обработкускоплений руды водными растворамиантиокислителя, обработку проводят0,5-1,0 Б-ными растворами поливинилового спирта.Кроме того, в раствор поливинило-вого спирта вводят пластификаторы. Склонность руды к оКислению определяется по количеству сорбированного рудой кислорода и выражается константой сорбции (О, мл/г ч), характеризующей естественную склонностьруд к окислению,Для оценки антиокислительного действия .растворов поливинилового спирта (ПВС) вводится термин "коэффициент торможения", который показываетотношение скорости сорбции рудой, необработанной исследуемым раствором,к скорости сорбции обработанной рудой Оокр,П,ф.Эффективность действия растворовНВС оценивается согласно существующейклассификации для сульфидных руд; руды, скорость окисления которых менее3 10мл/г ч, относятся к классу несамовозгорающихся; (3,5-4,65) 10" мл//г ч - к классу малосклонных к окислению,Учитывая возможное взаимодействиезаряда АСВВ с ПВС, проведен дифференциально-термический анализ на дериватографе для оценки термохимическойстабильности аммиачной селитры,в присутствии руды и ПВС.Оценка химической стойкости аммиачной селитры проводится по такимхарактеристикам, как температура ивремя начала убыли веса пробы, характеризующих начало химического взаимодействия, температура экзотермическихэффектов, свидетельствующих.о началесамопроизвольного распада аммиачнойселитры.П р.и м е р. Руду обрабатываютраствором ПВС концентрации 05-17.Чтобы обработка была более эффективной, добавляют пластификаторы (буру,сульфитно-спиртовую барду ССБ, глицерин).После обработки на поверхностируды образуется водо- и газонепроницаемая эластичная пленка, котораяпредохраняет руду от окисления и контакта с зарядом ВВ.Руда обрабатывается раствором ПВСс добавками и беэ них в течение 1 ч.Соотношение руды и жидкости 1:1. После обработки необходимая влажностьруды устанавливается путем просушивания на фйльтровальной бумаге в течение определенных промежутков времени Исследуется увлажненная руда из 11 б 00высушенная до воздушно-сухого состояния.Навески руды, обработанные растворами ПВС, н контрольные пробы помещают в сорбционные сосуды. Склонность руды к окислению определяютпо количеству сорбированного кислорода (Г, мл/г ч).Данные по способности растворовПВС тормозить окисление сульфидных 1 Оруд представлены в табл,1. Исследовано действие его на руду, имеющуюразличную химическую активность.Из табл.1 видно, что концентрация ПВС О, 17 недостаточно эффективна: медно-цинковая руда Николаевского месторождения, обработанная этими растворами, снижает эффективностьнезначительно (в 1,1-1,3 раза),При увеличении концентрации ПВС 2 Одо 0,57 возрастает способность растворов ПВС тормозить окисление сульфидной руды, Наиболее эффективнодействие растворов ПВС концентрации0,5-1%, Для руд, обработанных раст- д 5ворами ПВС этих концентраций, наиболее высокие значения коэффициентовторможения.Увеличение концентрации ПВС отдо 107. не .дает должного эффекта.Константа скорости сорбции для руд,обработанных растворами ПВС концентрации выше 17, по сравнению с пробами, обработанными растворами ПВСконцентрации 0,5-17, не уменьшаетсяили уменьшается незначительно. Оптимальной концентрацией является концентрация 0,5-1 Х.Введение и раствор ПВС пластификаторов (буры, глицерина, ССБ) также способствует снижению химической40активности исследуемых руд. Например, прн обработке руды растворомПВС концентрации 107 и глицерина концентрации 0,1"13 коэффициент торможе.ния составляет 1,2-2,8,45В табл.2 и 3 приведены данные одействии ПВС в присутствии пластификаторов. Наиболее эффективно использование 5 б растворов ПВС в присутствии буры. Коэффициент торможения для проб руды, обработанных этими растворами, при 25 С составляет 1,б,4 (табл.2).55Эффективность действия растворов ПВС сохраняется при увеличении темпефратуры до 35 С, что делает возможным 49 4его использование для обработки рудывместах разогрева (табл,3).Ис"ледование действия растворовПВС на протяжении длительного промежутка времени (28 дн) показывает,что чем больше промежуток времени смомента обработки пробы, тем нижескорость сорбции, тем вьппе коэффициент торможения,Данные о влиянии ПВС (1 Х-ной концентрации и пластификатора (буры)на скорость сорбции представлены втабл.4.Например, при.обработке руды 17.ным раствором ПВС и 1 Ж-ным раствором буры скорость сорбции уменьшается с 4,310до 1,б 10 з мл/г ч(коэффициент торможения 2,2). Через15 сут с момента обработки скоростьсорбции контрольной пробы не изменяется, а образованной указанными растворами значительно уменьшается (до1,0 10мл/г ч, что в 4,5 раза ниже,чем для контрольной пробы). Через20 дн после обработки пробы и до, конца исследуемого промежутка временискорость сорбции исследуемой рудыпрактически равна О.Данными дифференциально-термического анализа доказано, что ПВС невступает во взаимодействие с наиболеереакционноснособным компонентом применяемых АСВВ - аммиачной селитрой(табл.5). Такие характеристики, кактемпература начала убыли веса, температура начала экзоэффекта для проб,в состав которых входит ПВС, в рядеслучаев значительно выше или не превьппает значение для проб, представляющи 3 с смесь аммиачной селитры ссульфидной рудой.Иетодика по обработке руды растворами ингибиторов проста и широко используется в угольной промышленности.Использование предлагаемого. способа позволяет сократить средства, затрачиваемые на строительство и обслу-живание глинозавода, чистки пробурен/ных скважин, сооружение перемычек,Применение технологии добычи, исключающей окисление руды, дает большой экономическйй эффект за счет уве.личения металла при обогащении 1,в результате окисления в сульфаты .переходит и ие йзвлекается при переработке0,117. 01 и 0,523 Си).Социальный эффект состоит в том,что обработанная раствором ПВС руда1160049 теряет способность к,окислению, чтоисключает появление в рудничной атмосфере токсичныхгазов (сероводородаисернистого газа) и создает более благоприятные условия для горнорабочих, 5 Социальный эффект возможен также за счет применения мер, предотвращающих разложение аммиачной селитры и способствующих повышению безопасности взрывных работ. Таблица 1 Скорость сорбции рудой кислорода,мп/г ч10 з Тип руды Коэффициент тор" можения для руды КонСкорость сорбции кислородарудой, обработаннои ПВС,мл/г ч О-з Название местоувлаж- ненной воздушно-сухой рожцения,: увлаж, ненной,1 воздушувлаж- ненной но-сухой 3,0, .О, 3,3 4,6 Иедно 2,8 1,3 Нико" лаевцинковая 0,5 2,62,2 1,8 колче- данная 1,0 1,9 1,4 2,0 2,2 3,0 3,2 2) 2,0 2,1 1,4 Сибай- Иедно,2 ское цинковый кол 2,3 4,4 2,0 5,0 ,0,5 2,5 4,0 1,0 2,6 2,4 2,9 0,5 3:,3 2,3 Гай 1 фЗ 3,0 2,0 1,3 1,5 2,0 2,0 3,3 1,О 3,3 2,2 6 е 9 . Ою 5 . 2 э 5 . - Зф 4 2,5. 10 2,0. 3,3 чедан То же Талнах- Пирротиское новая,медноникелевоздушно-сухой центрацияПВС, 7. 2,3 151160049 Та блица 2 Скорость сорбцни обработанной рудой,мл/г ч10"Коэффициентторможениядля руды Скорость сорбции рудой (контроль), мл/г ч10Концентрация,Жние ды местоПВС Пласрождения ифика влаж- воздуш енной но-суоздуш о-сулаж- возду иной но-су лаж т н хои о и 5 ( 0,25 1 икола евское Поли 4,6 метал- личес- кая 9 10 С 4 4 2,8 О,(бур блиц Тип руды азваонцентраци Скорость соции рудой(ССВ) 2,4 Назва- Тип рувыйколчедан ниеиесторождения 1,.0 (гл рин оэффициент . орможениядля Руды,4 у 2 Скорость сорбции рудойСкорость сорбции обработанной рудой,мл/г,ч, 10 3 влаж. во енной но Коэффициентторможениядля Руды Коэффицие ,торможени 1,2,2,1,,2 О,0,9 еагеит бьщьеса Р ремя на ала раз кениямин 2 О 9 0 0 18 Концентрациябуры, Х иачная селитра + медныи колчедан (957+53) Аммиачная селитра + медный колчедан + ПВС(907+5 Ж+5 Ж) иачная селитра + медно-цинковый колчедан (957+57) Температураначала убылвйса,С Продолкение табл.4 Таблица емпература ачала экоэффекта,Заказ 3712/28 Тираж 446 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д,4/5