过渡金属对煤自燃影响的实验研究

摘要：

为了分析过渡金属对煤自燃特性的影响,选用煤中含量较高的Fe、Mn、Cu三种金属离子的化合物添加到煤中进行实验研究.首先,利用热重分析法、差示扫描量热法分析了煤的着火温度、质量变化、表观活化能、放热量参数;其次,根据氧化过程中指标性气体的释放情况来分析三种金属离子对煤自燃的影响;最后,通过红外光谱测试分析了三种金属离子对煤低温氧化过程中活性基团的影响.实验结果表明:添加Fe2+和Cu2+后,分别使煤样的着火点温度降低了23℃和20℃,并降低了煤氧反应的活化能,且增加了煤样的氧化放热量324.1 J/g和42.6 J/g,说明Fe2+对煤自燃的促进作用最强,Cu2+对煤自然氧化前期影响明显,而Mn2+对自燃过程中的特征温度、放热量和气体释放量影响较小.通过红外光谱测试得到Fe2+和Cu2+加速了煤低温氧化过程中-COOH、-CH3、-CH2-和-OH活性结构的反应,而Mn2+的催化作用较弱.这是由于Cu2+氧化性活性强于Mn2+,Fe2+在催化反应的同时会还原成氧化性更强的Fe3+来促进煤氧反应.研究结果可为煤自燃防治提供理论支撑.

关键词：煤自燃、金属离子、煤氧化、特征温度、矿井火灾

所属期刊栏目：32

分类号：TD75+2.2(矿山安全与劳动保护)

在线出版日期：2023-05-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：153-159