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黄铁矿热自燃抑制机理的实验研究开题报告

 2021-03-14 09:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

黄铁矿是地壳中分布最广的一种硫化矿,其主要成分是二硫化亚铁(FeS2),纯黄铁矿中含有46.67%的铁和53.33%的硫,工业上也称其为硫铁矿。我国已探明的黄铁矿的资源储备量居世界前列。随着社会现代化进程的加快,对金属矿石的需求量也将加大,由于黄铁矿容易与空气中氧气结合发生化学反应,并释放出大量热量,从而会引发自燃,造成矿山热灾害,对矿山的开采、矿石的保存产生巨大的安全隐患,甚至会危害到开采人员的安全。除此之外,含硫油品在加工及储运过程中的硫腐烛问题越来越严重。近年来,我国发生过的多起油品储罐火灾和爆炸事故的主要原因均是硫化亚铁的氧化自燃。2010年7月16日大连保税油库的储罐区原油管道起火,引起临近10万立方米原油罐火灾和爆炸灾害的发生,造成重大污染和损失。金陵石化公司就曾多次因硫化亚铁的氧化自燃放热而发生事故,2006年3月,160万吨/年的焦化装置冷焦水罐因为硫化亚铁氧化放热而发生闪爆。2003年9月烷基苯厂分馏塔发生烧塔事故,主要原因也是硫化亚铁的氧化放热。含硫油品中的硫不仅会腐蚀损坏设备,给国家和企业带来巨大的经济损失。而且硫的腐烛产物硫化亚铁具有强自燃氧化性,容易在有氧的条件下自燃产生二氧化硫等有毒有害气体,对检修人员的身体健康带来严重的危害,并对社会环境造成严重的污染。因此研究黄铁矿热自燃的抑制机理具有重要的现实意义和科学意义。

国内外对FeS2热自燃机理特性已经进行了一些的研究。在FeS2热自燃的影响因素分析与实验研究中,研究人员从宏观和微观两个角度对FeS2的自燃机理进行研究,但是由于FeS2的热解过程较为复杂,迄今为止其自燃机理尚未得到深入研究。。陈先锋等研究了FeS2 热自燃动力学机理并对其热危险性进行评估,通过改变单因素法研究了升温速率、样品质量、样品粒径和空气流量等因素对FeS2样品的热分析曲线的影响,建立了FeS2热危险性的评估模型。目前的相关研究主要侧重于对FeS2的分解进行热力学、动力学分析,而其热解产物和热解过程的研究则相对较少。本研究将对FeS2的热解机理进行系统分析,探讨不同添加剂对FeS2热解历程、产物及能量的影响,阐明其自燃抑制机理。

2. 研究的基本内容与方案

2.1研究的基本内容:

(1)通过热重分析仪、差示扫描量热仪、热重-质谱联用仪等对fes2的热解机理进行分析;

(2)研究添加剂磷酸二氢铵对fes2的热解历程、产物及释放热量的影响,阐明抑制机理。

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3. 研究计划与安排

第1-2周:阅读相关文献,包括黄铁矿的基本知识,阅读热分析技术方面的文献;

第3-4周:准备开题报告的撰写,交指导老师审阅后,提交开题报告;

第5-6周:确定研究方法,完成外文文献翻译;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] 丁德武,赵杉林,李萍等. 硫化亚铁引发储油罐着火机理及其研究进展[j]. 石油化工腐 蚀与防护,2008,25(1):1-4.

[2] 杨永喜,蒋军成,赵声萍. 含硫油品储罐腐蚀产物自燃性的热重分析[j]. 工业安全与环保,2009,35:27-29.

[3] 钱柏青. 铜山铜矿井下采场硫化矿石自燃的机理探讨及预防措施[j]. 有色金属,2005,57(3):99-104.

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