專利名稱：：一種抑制硫化礦石氧化自燃的復合防滅火劑的制作方法
技術領域：
：本發明涉及非煤礦山采礦安全領域，尤其涉及硫化礦石氧化自燃防治方法。
背景技術：
：礦石自燃火災是高硫礦床開采中的突出安全問題，其有效的控制方法之--是采用適宜的阻化劑抑制礦石氧化。從抑制礦石氧化如隔離、吸熱、鈍化等機理出發，自然界有大量的材料可用作為阻化劑。然而，如果要考慮符合現場應用，如成本、環境影響、制備及現場條件等的要求，則可應用的材料卻非常有限。目前，已用于控制礦山礦石自燃火災的阻化材料有碳酸鈣、碳酸鎂、氯化鈣、氫氧化鈣、氧化鈣、水玻璃、黃泥等，在特定的條件下這些材料己被證明有良好效果，而且大都為煤礦實際采用。過去，在應用J:述材料時幾乎都是單獨使用一種材料，有些主要起阻化作用，有些主要起滅火作用，其功能都較為單一。用復合型防滅火劑來抑制硫化礦石氧化自燃的尚不多見，北京科技大學曾試驗水玻璃+石灰石對高含硫煤礦的防滅火作用(石灰凝膠阻化劑防滅火技術在高硫礦的應用研究.中國安全科學學報，2003,13(10):3l-35)，但其應用的對象為煤礦，煤礦中的含硫量與硫化礦有很大的不同，因此，這種復合防滅火劑仍不適用于抑制硫化礦石氧化自燃。
發明內容本發明目的在于提供一種更符合現場抑制硫化礦石氧化自燃的復合防滅火劑，由于兩種或兩種以上防火材料復合噴灑，復合材料之間由于多功能組合，且由于彼此間發生化學反應，能進一步增強抑制硫化礦石氧化自燃的效果。本發明的抑制硫化礦石氧化自燃的多功能高效復合防滅火劑基本包括濃度為10%30%的水玻璃溶液和濃度為10%30%的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質量比為2.54:11:1。應用本發明時，水玻璃溶液和氯化鈣溶液可以先后分別噴灑，也可以復合后噴灑。CaCl2溶液可使硫化礦石表面發生鈍化，從而減弱其氧化速度；水玻璃溶液可以在硫化礦石表面形成覆蓋層，從而起隔離作用；并且，當水玻璃與氯化鈣復合后，水玻璃與氯化鈣可反應生成新的化合物(反應式如式(l))。在式(1)中，反應生成的物質("-l)Si02和CaSiOyxH20都是膠體物質，可以起到覆蓋、隔離、吸熱等作用。因此，本發明的復合型防滅火劑，不但比單用其中的一種效果要高出很多，而且由于水玻璃和氯化鈣合用后產生出新的阻燃物質，因此，阻燃效果得到顯著提高。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(1)當選用的水玻璃為Na2Si03'9H20時，它與氯化鈣的反應式應為:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage4</formula>(2)理論上，如果要使反應物完全反應，Na2SiCV9H20與CaCl2的質量比應為2.54:1。但為了加強復合防滅火劑的阻化效果，可采用過量氯化鈣參與反應，使生成物中仍然含有部分氯化鈣，這樣，抑制硫化礦石自燃的效果更好。具體實施方式選用化學純的鈉水玻璃Na2Si03'9H20和CaCl2，其質量配比為1:1。將Na2SiO_r9H20和CaCl2分別制備成10%30%的水溶液。從某硫化礦選取7個具有較強氧化性的樣品。這7個礦樣的主要成份和自熱特性分析結果如表1所示。表17種硫化礦石成份和自熱性參數<table>tableseeoriginaldocumentpage4</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>在7種硫化礦試樣中添加1%8%的硫酸亞鐵鹽作為礦樣的氧化自燃加速劑。分別將每一種礦樣制成兩個試樣，一個試樣不灑復合防滅火劑，另一個試樣用噴灑復合防滅火劑，并將它們放置在相同的常溫潮濕環境中，用試樣氧化增重測定法來測定復合防滅火劑的作用效果。由于在常溫條件下，硫化礦石氧化過程中幾乎沒有S02和其它揮發成分放出。所以，隨著硫化礦試樣吸收氧氣和水分的時間增長，其試樣的質量隨著增加，試樣越活躍，試樣的增重越快。所以，試樣氧化增重測定法可用于測定硫化礦石試樣的氧化速度。將所選礦樣破碎成小于40目的粉樣并放置于密封瓶中。每次實驗中，一種礦樣稱取40g并放置在一個50mm直徑的蒸發皿中，然后在試樣的表面噴灑8ml復合防滅火劑溶液。復合防滅火劑的濃度水平分別為10%、20%和30%。制備好的試樣被放置在一個恒溫恒濕箱中，溫度和相對濕度分別為4(TC和90%,每隔410天，所有試樣用精度為0.1mg的電子天平稱重，復合防滅火劑對礦樣氧化的阻化率由下式計算<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>式中，Ryt為經過時間間隔t第i種復合防滅火劑對j種礦樣的阻化率；Pjt是經過時間間隔t沒有噴灑復合防滅火劑的j種礦樣的增重；Pyt是經過時間間隔t噴灑了i種復合防滅火劑的礦樣的增重。R,t是復合防滅火劑和水對礦樣阻化綜合作用效果的一個度量。如果硫化礦石沒有和氧反應，P,t等于零，Rllt等于100%。測定結果如表2所示。表2復合防滅火劑的阻化率測定結果(％)<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>從實驗結果可以看出，在前20天，復合防滅火劑的平均阻化率接近100%，當時間增長到76天，阻化劑率仍高于40%。隨著濃度的增大，它們的阻化率變化很小，因此，應用時最好采用10%的低濃度值。將復合防滅火劑的阻化性能測定結果與單質氯化鈣的阻化性能比較來看，實驗76天本發明的復合防滅火劑對試樣的阻化率為40%，而單質氯化鈣對試樣的阻化率約為31%。本發明的復合防滅火劑抑制硫化礦石氧化自燃的效果明顯比單用氯化鈣比好。權利要求1.一種抑制硫化礦石氧化自燃的復合防滅火劑，其特征在于包括濃度為10％～30％的水玻璃溶液和濃度為10％～30％的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質量比為2.54∶1～1∶1。2.如權利要求1所述的復合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃為Na2Si03-9H20。3.如權利要求1或2所述的復合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃和氯化鈣質量比為1:1。4.如權利要求1或2所述的復合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃溶液和氯化鈣溶液濃度為10%。5.如權利要求3所述的復合防滅火劑，其特征在于所述水玻璃溶液和氯化鈣溶液濃度為10%。全文摘要本發明公開了一種抑制硫化礦石氧化自燃的復合防滅火劑，該復合防滅火劑包括濃度為10％～30％的水玻璃溶液和濃度為10％～30％的氯化鈣溶液，水玻璃和氯化鈣質量比為2.54∶1～1∶1。水玻璃溶液和氯化鈣溶液可以先后分別噴灑，也可以復合后噴灑。本發明的復合型防滅火劑，不但比單用其中的一種效果要高出很多，而且由于水玻璃和氯化鈣合用后產生出新的阻燃物質，因此，抑制硫化礦石氧化自燃的效果得到顯著提高。文檔編號A62D1/06GK101224329SQ200710001108公開日2008年7月23日申請日期2007年1月18日優先權日2007年1月18日發明者超吳,明李,李孜軍申請人:中南大學