一种便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置及分析方法

本发明涉及一种硫铁矿石自燃倾向性分析装置及分析方法，具体涉及一种便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置及分析方法，属于矿石自燃倾向性测定。

背景技术：

1、我国是硫铁矿开采大国，硫铁矿中含有的硫化亚铁与二硫化亚铁等矿物在潮湿、散热不良的情况下可能会蓄热升温引发矿井自燃火灾事故，造成大量经济损失与人员伤亡事故。硫铁矿石自燃倾向性的测定是硫铁矿矿山企业有效预防矿山自燃火灾事故的前提。然而，现有技术中还缺乏能够便携地分析硫铁矿石自燃倾向性且缩小实验室送检矿样范围的装置及方法。

2、现有技术中主要采用温度交叉点法以及热分析方法来确定硫铁矿石的自燃倾向性，但该两种方法需要大型仪器且测试过程繁琐，适用于对少量矿样自燃倾向性进行精确的实验室测定，当硫铁矿矿山规模较大，采样数量较多时，自燃倾向性测试的工作效率将大大降低，成本将迅速上升。

3、此外，硫铁矿矿脉中会存在硫化亚铁、二硫化亚铁等矿物分布不均匀的情况，在现场采样并送往实验室检测的样本中有时会存在自燃倾向性较低的矿石，此类矿石不仅不能准确反映出矿井中具有自燃倾向性的位点，还会大大降低矿石自燃倾向性的检出效率，不利于预防硫铁矿山自燃火灾事故。

4、申请号为2014200807938的中国实用新型专利公开了一种鉴定硫化矿石自燃倾向性的装置，包括金属容器、热电偶、程序控温箱、温度自动记录仪、二氧化硫及氧气浓度检测仪；所述金属容器通过螺栓固定在控温箱内，且该金属容器上端由金属盖密封；所述热电偶置于所述金属容器盖下方，并通过金属容器盖上的小孔径导线与温度自动记录仪连接；所述金属容器为采用200目的金属网制作成的圆柱形；该金属容器外壁标有刻度；所述程序控温箱为电热鼓风式。该鉴定硫化矿石自燃倾向性的装置虽然提高了设备利用率，加快矿石氧化放热，缩短测试时间，且通过二氧化硫及氧气浓度检测仪分析矿样自热中的气体浓度变化规律，但该鉴定硫化矿石自燃倾向性的装置部件较多，测试步骤复杂，并不适合硫铁矿矿山规模较大且采样数量较多的应用场景。

技术实现思路

1、基于以上背景，本发明的目的在于提供一种便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置，解决背景技术中所述的问题。

2、本发明的另一目的在于提供一种采用上述便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置进行硫铁矿石自燃倾向性的分析方法。

3、为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

4、一种便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置，包括：

5、保温箱，设有内腔，所述保温箱顶部设有连通保温箱外部与内腔的第一贯穿孔；

6、样品放置试管，设于内腔，所述样品放置试管与所述保温箱可拆卸固定连接，样品放置试管顶部设有连通样品放置试管内部与样品放置试管外部的第二贯穿孔；

7、热电偶，所述热电偶的一端依次穿过第一贯穿孔和第二贯穿孔而位于所述样品放置试管内部，所述热电偶用于检测放置于所述样品放置试管内的硫铁矿石试样的氧化升温的温度数据；

8、控制模块，所述控制模块设于保温箱顶部，所述控制模块与所述热电偶远离样品放置试管的端部电性连接；所述控制模块用于存储预先测试的硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物从第一温度升温到第二温度的时间t1、二硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物从第一温度升温到第二温度的时间t2，存储预先测试的硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物在预定检测时间内的温度变化数据曲线y1、二硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物在预定检测时间内的温度变化数据曲线y2，获取预定检测时间内所述热电偶检测的温度数据，计算样品放置试管内的硫铁矿石试样从第一温度升温到第二温度的时间t3，绘制样品放置试管内的硫铁矿石试样在预定检测时间内的温度变化数据曲线y3，比对t3与t1、t2以及比对y3与y1、y2，并根据第一判定条件、第二判定条件、第三判定条件和第四判定条件中的至少之一判定样品放置试管内的硫铁矿石试样的自燃倾向性。

9、该便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置结构简单，操作方便，通过热电偶检测样品放置试管内的硫铁矿石试样的氧化升温时间数据，以及预定检测时间内的温度变化数据曲线，根据多个判定条件综合对比，判定样品放置试管内的硫铁矿石试样的自燃倾向性，缩短了硫铁矿石试样自燃倾向性分析的检测周期。

10、作为优选，该便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置还包括限位件，所述限位件为筒形结构，所述限位件位于所述保温箱的内腔且与保温箱固定连接，所述限位件的至少部分内壁抵接所述样品放置试管的至少部分外壁。

11、作为优选，所述限位件外壁与所述保温箱内壁之间设有保温体。

12、作为优选，该便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置还包括恒流电源，所述恒流电源设于保温箱顶部，所述恒流电源与所述控制模块电性连接。

13、作为优选，所述保温箱设有盖体和合页，所述保温箱顶部开口，所述盖体遮盖所述开口，所述盖体一端通过合页铰接于保温箱。

14、作为优选，所述控制模块包括单片机开发板、单片机和模拟数字转换器，所述单片机和所述模拟数字转换器均设于所述单片机开发板上，所述模拟数字转换器的输入端与所述热电偶电性连接，所述模拟数字转换器的输出端与所述单片机电性连接。

15、作为优选，所述控制模块还包括显示屏，所述显示屏设于所述单片机开发板上且与所述单片机电性连接。

16、一种采用以上任一所述的便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置进行硫铁矿石自燃倾向性的分析方法，该方法包括以下步骤：

17、采集硫铁矿样品，破碎并筛分至100目以下，取筛分后的硫铁矿样品与浓度为30％的过氧化氢溶液混合放入样品放置试管内搅拌成硫铁矿石试样；

18、将热电偶的一端穿过样品放置试管顶部的第二贯穿孔，使热电偶的该端部插入硫铁矿石试样中，将样品放置试管放入保温箱；

19、将热电偶的另一端穿过保温箱顶部的第一贯穿孔，使热电偶的另一端与控制模块电性连接，对控制模块通电；

20、通过控制模块获取预定检测时间内热电偶检测的硫铁矿石试样氧化过程产生的温度数据；

21、通过控制模块计算硫铁矿石试样从25℃升温到60℃的时间t3，绘制样品放置试管内的硫铁矿石试样在测试开始后25min内的温度变化数据曲线y3；

22、将预先测试的硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物从25℃升温到60℃的时间t1、二硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物从25℃升温到60℃的时间t2、预先测试的硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物在测试开始后25min内的温度变化数据曲线y1、二硫化亚铁与过氧化氢溶液的混合物在测试开始后25min内的温度变化数据曲线y2与t3和y3进行比对；

23、若比对结果满足第一判定条件、第二判定条件、第三判定条件和第四判定条件中的至少之一，则判定硫铁矿石试样具有自燃倾向性；其中，第一判定条件为t3≤t1，第二判定条件为t3≤t2，第三判定条件为y3与y1的pearson相关系数≥0.5，第四判定条件为y3与y2的pearson相关系数≥0.5。

24、与现有技术相比，本发明具有以下优点：

25、本发明的一种便携式硫铁矿石自燃倾向性分析装置，便携地分析硫铁矿石自燃倾向性，且缩小实验室送检矿样范围。