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Sulphide self-heating: moisture content and sulphur formation

Authors
Publisher
McGill University
Publication Date
Keywords
  • Health And Environmental Sciences - Environmental Sciences

Abstract

L'autochauffage spontané des sulfures peut se produire sous certaines conditions d'humidité et d'oxygène. Cela peut entraîner l'émission de gaz toxiques tel que le SO2. Si l'autochauffage n'est pas contrôlé, la combustion peut se produire spontanément. La recherche a établi que l'autochauffage se divise en trois étapes, soit : l'étape A (en dessous de 100 oC), l'étape B (plus de 100 oC) et l'étape C (plus de 350 oC). Nous comprenons que l'oxydation des sulfures en soufre élémentaire survient lors de l'étape A. Le soufre élémentaire s'oxyde pour produire le SO2 dans l'étape B. L'autochauffage lors des étapes A et B est mesuré en utilisant un test standard qui injecte l'air dans les échantillons.Dans ce mémoire, la méthode testée pour l'atténuation des sulfures autochauffantes consistait à contrôler l'humidité en utilisant des produits hygroscopiques sur des échantillons riches en pyrrhotite. Le facteur de sélection des produits hygroscopiques utilisés lors des tests d'autochauffage était leur capacité de rétention d'eau. Les tests ont montré qu'il y a une corrélation entre la rétention d'eau et l'atténuation d'autochauffage. Le gel de silice et le polymère superabsorbant ont montré le meilleur effet d'atténuation. L'hypothèse émise était que la température et l'humidité relative ont un effet sur la production de soufre élémentaire lors de l'étape A. Pour vérifier l'hypothèse, l'échantillon de pyrrhotite (Fe1-xS) était exposé (érodée) à des températures de 40 oC et 60 oC et à une humidité relative de 100%, 70%, 30% pendant 31 jours. L'appareil d'érosion et la procédure d'analyse de soufre ont été décrits dans ce document. Suite à l'étape A (31 jours), les échantillons étaient soumis lors de l'étape B à un test d'autochauffage. Le taux d'autochauffage et le nombre total d'injections d'air avant que le chauffage cesse ont été déterminés. Les deux mesures ont démontré que le soufre qui est formé à 40 oC lors de l'étape A a donné une réponse de chauffage plus élevée que le soufre qui est formé à 60 oC. Cette observation permet de conclure à deux possibilités qui seront discutées : premièrement, des types de soufre différents se forment aux deux températures et deuxièmement, il y a un autre facteur d'autochauffage que la formation de soufre qui contrôle l'étape B.

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