甘肃某硫化矿精粉氧化原因浅析

高。在矿山的开采 、 加工 中曾有 不少矿 山发生过硫 化矿 自燃 火灾 ， 造成 部 分 矿 石 烧 毁 ， 浪费矿产资源， 造成 巨大的经济损失 。硫化矿石经选矿后 ， 矿石粒 度 变小 、 硫元 素 富集 ， 精 矿粉 氧 化 反 应 活 性 增 强 ， 发
生 自燃 的风 险增 加 。 黄 铁矿 、 黄 铜矿 、 磁黄 铁矿 等硫 化矿 因氧 化 自燃 而 引起 火灾 是硫 化 矿 山主 要 灾 害 之一 。据 统计 ， 我 国有 ２ ０ ％ 一３ ０ ％的硫铁矿、 ５ ％ ～１ ０ ％ 的 有 色 金 属 抑 制黄 铁矿 ， 最终 黄 铜 矿 精 矿 经浓 缩 、 脱水 、 过 滤 后 形 成硫 化铜 精矿 。
空气流 动等 控制 该选 厂硫化 铜 矿精粉 氧 化发 热的 措施 ， 以降低 自燃 的风 险。
关键 词 硫 化矿 氧 化 自燃 机 理
表 ２ 铜精矿粒度分布
硫化 矿 自燃 是其在 加 工利 用过 程 中经常 遇到 的 重 大灾 害 ， 我 国约有 三 分 之 一 的金 属 矿 山含 硫 量偏
２ Ｃ ｕ Ｆ ｅ Ｓ ２＋Ｏ ２ Ｃ ｕ ２ Ｓ＋２ Ｆ ｅ Ｓ十Ｓ Ｏ ２ （ ２ ）
原矿磨 矿至 一 ０ ． ０ ７ ４ ｍ ｉ ｌ ｌ ７ ５ ％， 用 石 灰 作 调 整 剂、 黄 药作 捕 收剂进 行 黄铜 矿浮选 ， 精 选 时添加 石灰
吴 路。 １ ３ ２ 鹏（ １ ９ ８ ９ 一） ， 男， 助理工程师 ， ７ ３ ５ １ ０ ０甘 肃 省 嘉 峪关 市 朝 阳
物组成 与 含量见 表 １ ， 铜精 矿粉 粒度 分布 见表 ２ 。
表１ 矿石 矿 物 组成 ％
塑 重 塑 塑塑
：
塑堕 ． 塑 重． ４
；
１ ７ ． ０
；
２ ． ５
；
２ ０ ． ５
：
９ ． ６
塑 重曼查 堡 壁堕垫 堡堡
墨至 ± 堂
程， 甚至引发 自 燃、 爆炸。不同条件下 ， 氧化过程化 学反 应不 同。常温 、 潮湿 环境 化学 反应方 程式 为
２ Ｆ ｅ Ｓ ２＋７ ０ ２＋２ Ｈ ２ Ｏ ２ Ｆ ｅ Ｓ Ｏ ４＋２ Ｈ ２ Ｓ Ｏ ４（ １ ）
吴
鹏
魏有林等 ： 甘肃某硫化矿精粉氧化原 因浅析
（ ５ ）
２ ０ １ ７ 年 ２月第 ２ 期
２ Ｃ ｕ ２ Ｓ＋３ ０ ２ ２ Ｃ ｕ ２ ０ ＋２ Ｓ ０ ２
Ｃ ｕ ２ Ｓ＋２ Ｃ ｕ ２ ０ ６ Ｃ ｕ＋Ｓ Ｏ ２
（ ６ ）
化学 反应 式 （ １ ）～（ ６ ） 均 为 氧化 放 热反 应 ， 通 风 不 良时 ， 热 量不 能 得到很 好 地散发 ， 在矿 堆 中蓄积 到
６ Ｆ ｅ Ｓ＋４ Ｈ ２ Ｏ ＋１ ６ Ｓ Ｏ ２ ３ Ｆ ｅ ２ （ Ｓ Ｏ ４ ） ３ ＋４ Ｈ ２ Ｓ＋９ Ｓ （ ｇ ） 常温、 干燥 环 境化学 反 应方程 式 为 ２ Ｆ ｅ Ｓ ２＋７ ０ ２ Ｆ ｅ ２ （ Ｓ Ｏ ４ ） ３＋Ｓ Ｏ ２ （ ４ ） （ ３ ）
在生产实践过程中， 硫化铜精矿长时间储存在
库房 ， 某 一段 时 间 内 出现 严 重 板结 、 发热 、 颜 色变 为 暗红 色且有 刺激 性 气 体 释放 的异 常 现象 ， 水 分 由正
矿或多金属硫化 矿存在 自燃 、 火灾风险。以甘肃某 硫化铜矿选矿厂为例 ， 通过分析硫化矿精粉 自燃发 热 的机 理 ， 探 讨 缓解 硫化 矿石 发热 自燃 的控 制措 施 。
常值 ９ ％～ １ ０ ％降低到 ４ ％一 ６ ％。根据出现的特征
判断 ， 这是硫 化 铜精 矿 中部 分硫 化矿 氧化所 致 。
１ 选 厂 简 介
酒 钢肃 南宏 兴矿 业有 限责任公 司选 厂设 计处 理 能力 ３ ０万 ｔ ／ ａ ， 为 小 型硫 化 铜 矿 选 厂 。原 矿 主要 铜 矿 物 以黄铜 矿 、 斑 铜矿 为 主 ， 铜 蓝少 量 ， 铁 矿 物 有 镜
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ５ ７ ４
Ｆｅ ｂ ｒ ｕａ ｒ ｙ． ２０１ ７
现
代
矿
业
总 第５ ７ ４期 ２ ０ １ ７ 年 ２月 第 ２期
Ｍ ０ＤＥＲＮ ＭＩ ＮＩ ＮＧ
甘肃某硫 化矿精粉氧 化原 因浅析
吴 鹏 魏 有 林 李 兆
（ 酒钢 肃 南宏 兴矿 业有 限责 任公 司） 摘 要 硫 化矿 氧化 、 自燃不仅 引起 产 品损 毁 、 变质 ， 还是生产、 加 工过 程 中重 大危 险 源 。 一旦
反应 的深入 ， 放 出 的热 量不 断 增 加 。热 量 在 矿 堆 聚 集， 使 得 矿粉温 度升 高 ， 在 适宜 的条 件下 加剧 反应 过
铁矿 、 菱铁矿、 黄铁矿 ， 脉石矿物 由石英 、 碧玉 、 重晶 石及铁 白云石 、 方 解 石 等 碳 酸 盐 矿物 组 成 。 矿石 矿
发生 ， 经济损 失 巨大。 以甘 肃 某硫化 铜精 矿粉 为 例 ， 分析 了硫 化矿 氧 化 、 自燃 的机 理 。硫 化矿 自身
物理化学性质、 堆存环境、 水分、 铁 离子等因素是影响其氧化发热甚至 自 燃的主要 因素， 矿堆中呈胶
体 状 态的 Ｆ ｅ （ Ｏ Ｈ） ， 是造 成硫 化矿 板 结的主要 原 因。最后 提 出 了保 持 含 水 率 、 优 化 粒 度 分布 、 加强
２ 硫化矿氧化 、 自燃 机 理
硫 化 矿 氧化 放 热 是其 发 热 、 自燃并 伴 随一 系列 物理化 学 反应 引起 的 ， 是 物 理 变化 与 化 学 反 应 共 同 作 用 的结 果 。当空 气 中的氧 气 被 矿 粉 物 理 吸 附后 ， 氧原 子渗 透硫化 矿 晶格 网 中 ， 形 成硫 酸盐 晶胞 ， 即硫 化矿 氧化 的最 初 产 物 ， 并伴 随热 量 放 出 。随 着 氧化