【摘要】：為解決硫化礦井下堆存易發(fā)生自燃這一問題,進行了高含硫礦石的細菌脫硫試驗,對比了不同礦石粒徑條件下的脫硫效果,對脫硫反應(yīng)表面進行了掃描電鏡觀察,并對細菌脫硫反應(yīng)進行動力學(xué)分析。結(jié)果表明:細菌液計脫硫率與礦石粒徑呈反比,當(dāng)?shù)V石粒徑為3 mm時,取得了最大脫硫率為22.56%;脫硫反應(yīng)對礦石表面侵蝕嚴重,礦石表面的硫含量由43%左右降低至15%以下;6組試驗礦石的表面脫硫率均為65%左右,礦石的可燃性降低;反應(yīng)受內(nèi)擴散和化學(xué)反應(yīng)共同控制,其中內(nèi)擴散為主要因素。
【圖文】：

脫硫以及黃鐵礦的燒渣脫硫[1516]，均取得了不錯的效果。目前的研究表明，細菌脫硫應(yīng)用在金屬高硫礦防滅火中是可行的[1718]。利用細菌將礦石表面的低價硫氧化，避免其自身的氧化、放熱，對于硫化礦自燃危害的防治就由被動變?yōu)橹鲃�。本文作者通過金屬硫化礦的細菌脫硫試驗，對脫硫率的不同計算方法進行了對比，分析細菌脫硫技術(shù)的可行性及應(yīng)用效果，并探討了脫硫反應(yīng)動力學(xué)及其控制因素，為細菌脫硫技術(shù)的應(yīng)用提供理論依據(jù)。1實驗1.1試驗材料和儀器1)礦石實驗所用礦樣取自安徽新橋硫鐵礦，礦石堆存現(xiàn)場如圖1所示。受到出礦時間的約束，堆存的礦石長期暴露在空氣中，礦石表面已出現(xiàn)被氧化現(xiàn)象，存在自燃風(fēng)險。圖1礦石堆存現(xiàn)場Fig.1Siteoforeheap對礦石元素進行XRD測定，結(jié)果顯示礦樣主要為膠狀黃鐵礦，礦石化學(xué)成分如表1所示。表1礦樣的化學(xué)成分Table1Chemicalcompositionoforesample(massfraction,%)FeSSiO240.1345.8714.00礦石中硫的質(zhì)量分數(shù)超過45%，屬于高硫礦石，，存在極大自燃危險性。礦石經(jīng)機械破碎后根據(jù)試驗要求篩分為不同粒徑，密封保存。2)脫硫細菌脫硫試驗中采用的細菌取自新橋硫鐵礦礦坑水，該菌株為常溫嗜酸氧化型細菌，屬于混合菌種，其生長特性與氧化亞鐵硫桿菌(Acidithiobacillusferrooxidans)相近。使用9K培養(yǎng)基(見表2)富集培養(yǎng)之后，加入礦石對細菌進行了馴化。經(jīng)過馴化之后的細菌可以在除礦石外無其他營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，依靠氧化礦石的低價鐵或硫元素獲取能源。表29K培養(yǎng)基成分Table2Chemicalcompositionof9KmediumCompositionConcentration/(g·L1)(NH4)2SO43.0KCl0.1K2HPO40.5MgSO4·7H2O0.5Ca(NO3)20.01FeSO4·7H2

加入礦石對細菌進行了馴化。經(jīng)過馴化之后的細菌可以在除礦石外無其他營養(yǎng)物質(zhì)的條件下，依靠氧化礦石的低價鐵或硫元素獲取能源。表29K培養(yǎng)基成分Table2Chemicalcompositionof9KmediumCompositionConcentration/(g·L1)(NH4)2SO43.0KCl0.1K2HPO40.5MgSO4·7H2O0.5Ca(NO3)20.01FeSO4·7H2O44.23)試驗儀器細菌脫硫試驗在自制的有機玻璃圓柱體內(nèi)進行，圓柱內(nèi)徑為60mm、高度為500mm。反應(yīng)柱的上下方均設(shè)有上下液位箱，用于菌液循環(huán)。試驗裝置如圖2所示。圖2脫硫試驗裝置示意圖Fig.2Schematicdiagramofdesulfurizationtestdevice
【作者單位】： 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院;北京科技大學(xué)金屬礦山高效開采與安全教育部重點實驗室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金資助項目(50774011,51304011) 新世紀優(yōu)秀人才支持計劃資助項目(NECT-07-0070)
【分類號】：TD752.2

【參考文獻】

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1 李孜軍;汪發(fā)松;李光曉;;硫化礦石自燃阻化劑優(yōu)選試驗研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2009年03期

2 田曉娟;唐凌天;彭立娥;李星洪;;石油脫硫微生物菌株的篩選及鑒定的研究[J];地學(xué)前緣;2008年06期

3 吳大敏;新橋硫鐵礦礦石自燃特征及綜合防治措施[J];化工礦物與加工;2001年10期

4 羅飛俠;王洪江;吳愛祥;;金屬硫化礦的微生物脫硫可行性分析[J];中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù);2009年04期

5 張虹,張春生;黃鐵礦自燃機理及其預(yù)防[J];銅業(yè)工程;2004年03期

【共引文獻】

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1 武淑文;楊迎冬;黃兵;;凈化SO_2氣體的固定化微生物性能研究[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2011年20期

2 王洪江;吳愛祥;羅飛俠;張旭;陳嘉生;史良貴;;細菌脫硫抑制硫化礦自燃實驗研究[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2011年04期

3 周志明;陳枝;;亞硫酸銨的氧化反應(yīng)動力學(xué)研究[J];廣東化工;2007年11期

4 蔣磊;余剛;楊慧群;趙丹;;氧化亞鐵硫桿菌在生物脫硫中的運用[J];廣州化工;2012年22期

5 王哲;;石油脫硫微生物的篩選及特性研究[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2014年04期

6 姚維;楊愛江;郭貴香;黎丹丹;;硫氧化細菌的分離及其對鉬鎳尾礦的脫硫作用實驗研究[J];貴州大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2014年05期

7 劉鵬飛;王莉麗;孫紅兵;葛菁萍;平文祥;;專一性脫硫菌的鑒定及高DBT降解力菌株的選育[J];工業(yè)微生物;2014年01期

8 趙春艷;;柴油脫硫技術(shù)研究進展[J];化學(xué)與生物工程;2012年02期

9 毛丹;陳沅江;;硫化礦石堆氧化自燃全過程特征綜述與分析[J];化工礦物與加工;2008年01期

10 章君;;清潔柴油脫硫技術(shù)研究進展[J];河北化工;2012年02期

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1 李華;陳萬仁;;微生物法煙氣脫硫技術(shù)及混合菌群法與液相催化法聯(lián)合脫除煙氣中二氧化硫的構(gòu)想[A];微生物實用技術(shù)生態(tài)環(huán)境應(yīng)用學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2008年

2 祝怡斌;周連碧;潘斌;占幼鴻;;德興銅礦不同類型廢石酸形成潛勢試驗研究[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第三卷)[C];2010年

3 饒運章;黃蘇錦;肖廣哲;;高硫金屬礦井礦塵爆炸防治關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用[A];第八屆全國采礦學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

4 艾幼孫;;關(guān)于預(yù)防高溫硫化礦床礦石氧化自燃的措施[A];有色金屬工業(yè)科技創(chuàng)新——中國有色金屬學(xué)會第七屆學(xué)術(shù)年會論文集[C];2008年

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1 陽富強;金屬礦山硫化礦自然發(fā)火機理及其預(yù)測預(yù)報技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2011年

2 邱廣亮;微生物法脫除工業(yè)煙氣二氧化硫的研究[D];天津大學(xué);2006年

3 李孜軍;硫化礦石自燃機理及其預(yù)防關(guān)鍵技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2007年

4 蘇家紅;大范圍隱患區(qū)資源開采安全控制技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2008年

5 劉輝;硫化礦石自燃特性及井下火源探測技術(shù)研究[D];中南大學(xué);2010年

6 黃金星;含硫礦石自燃機理及其危險性預(yù)測技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2010年

7 潘偉;硫化礦石堆自熱過程的非線性及數(shù)值仿真研究[D];中南大學(xué);2011年

8 王娟;煙氣氫氧化鈉循環(huán)吸收—微生物還原回收單質(zhì)硫的研究[D];南京理工大學(xué);2013年

9 杜傳梅;煤中有機硫脫除機理的密度泛函研究[D];安徽理工大學(xué);2014年

10 李俊旺;會澤鉛鋅硫化礦浮選過程分流分速的動力學(xué)研究[D];東北大學(xué);2012年

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2 李曼;燃煤煙氣微生物循環(huán)脫硫工藝的優(yōu)化研究[D];武漢紡織大學(xué);2010年

3 曹媛;鈉堿煙氣脫硫吸收液生物轉(zhuǎn)化成單質(zhì)硫的研究[D];南京理工大學(xué);2012年

4 劉卉卉;低濃度SO_2磷礦漿液相催化氧化凈化研究[D];昆明理工大學(xué);2005年

5 童小雙;生物催化氧化煙氣二氧化硫的研究[D];四川大學(xué);2005年

6 張明斗;磁場流化床生物脫硫研究[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2007年

7 李斌;應(yīng)用PCR-DGGE分析磁性流化床生物脫硫反應(yīng)器的菌群多樣性[D];內(nèi)蒙古師范大學(xué);2007年

8 陳枝;煙氣脫硫產(chǎn)物亞硫酸銨氧化動力學(xué)研究[D];重慶大學(xué);2007年

9 楊娟娟;基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的含硫礦石自燃預(yù)測技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2008年

10 劉立清;堿吸收—微生物還原再生煙氣脫硫?qū)嶒炑芯縖D];南京理工大學(xué);2008年

【二級參考文獻】

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1 肖輝;杜翠鳳;;新型高聚物煤自燃阻化劑的試驗研究[J];安全與環(huán)境學(xué)報;2006年01期

2 馮雅麗,李浩然;黃鐵礦燒渣微生物脫硫[J];北京科技大學(xué)學(xué)報;2002年02期

3 沈齊英;趙鎖奇;;石油產(chǎn)品生物脫硫技術(shù)現(xiàn)狀[J];北京石油化工學(xué)院學(xué)報;2007年04期

4 王永川 ,陳光明 ,李建新;微生物與過渡金屬催化相結(jié)合的煙氣脫硫試驗研究[J];電站系統(tǒng)工程;2004年01期

5 鄧軍,徐精彩,陳曉坤;煤自燃機理及預(yù)測理論研究進展[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報;2003年04期

6 單亞飛;王繼仁;鄧存寶;洪林;王曉峰;;不同阻化劑對煤自燃影響的實驗研究[J];遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年01期

7 馬艷;劉成;鄒少蘭;洪解放;張敏華;;石油微生物脫硫的研究進展[J];工業(yè)微生物;2007年02期

8 杜長海,馬智,賀巖峰,秦永寧;生物催化石油脫硫技術(shù)進展[J];化工進展;2002年08期

9 孫志娟,余謨鑫,張心亞,陳煥欽;油品中噻吩類硫化物脫除技術(shù)研究進展[J];化工進展;2005年09期

10 張英,李偉,王妙冬,施耀;微桿菌ZD-M2降解二苯并噻吩的特性及其生長條件優(yōu)化[J];化工學(xué)報;2005年07期

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1 張萍;解慶林;張春芳;;煤炭微生物脫硫的發(fā)展現(xiàn)狀和方向[A];第三屆全國環(huán)境化學(xué)學(xué)術(shù)大會論文集[C];2005年

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1 田翱宇;硫鐵礦燒渣的微生物脫硫的試驗研究[D];武漢理工大學(xué);2004年

2 劉德洪;微生物法脫除硫鐵礦燒渣中硫的研究[D];遼寧科技大學(xué);2006年

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1 鄭士民;莊國強;吳志};;細菌脫硫(上)[J];環(huán)境保護;1990年10期

2 格朗杰 ,賀永和;用細菌瀝濾法脫硫[J];選煤技術(shù);1986年01期

3 鄭士民;莊國強;吳志紅;;細菌脫硫(下)[J];環(huán)境保護;1990年11期

4 華吉;;利用細菌脫除煤中硫化物[J];煤炭加工與綜合利用;1989年04期

5 ;[J];;年期

6 ;[J];;年期

7 ;[J];;年期

8 ;[J];;年期

9 ;[J];;年期

10 ;[J];;年期

本文編號：2525269