铅锌精矿粉尘云爆炸强度和爆炸下限试验研究

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.12.1385

中国安全科学学报 ›› 2025, Vol. 35 ›› Issue (12): 64-69.doi: 10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2025.12.1385

铅锌精矿粉尘云爆炸强度和爆炸下限试验研究

邓振立¹(), 覃国据¹, 唐运坚¹^,^**(), 李晓泉²^,³, 韦宁颖²^,³

¹ 广西中金岭南矿业有限责任公司, 广西来宾, 545902
² 广西大学资源环境与材料学院, 广西南宁, 530004
³ 广西大学广西高校矿物工程重点实验室, 广西南宁 530004

收稿日期:2025-07-10 修回日期:2025-09-22 出版日期:2025-12-27
通信作者:
^** 唐运坚(1985—),男,广西都安人,本科,高级工程师,主要从事现场安全管理方面的工作。E-mail: 345383200@qq.com。
作者简介:
邓振立 (1975—),男,湖南汉寿人,本科,高级工程师,主要从事现场安全管理方面的工作。E-mail: 739320758@qq.com。
李晓泉副教授
基金资助:
国家自然科学基金资助(52264014); 广西自然科学基金资助(2020GXNSFAA297037)

Experimental study on explosion intensity of dust cloud in lead and zinc concentrate powder

DENG Zhenli¹(), QIN Guoju¹, TANG Yunjian¹^,^**(), LI Xiaoquan²^,³, WEI Ningying²^,³

¹ Guangxi Zhongjin Lingnan Mining Co., Ltd., Laibin Guangxi 545902, China
² School of Resources, Environment and Materials Science, Guangxi University, Nanning Guangxi 530004, China
³ Guangxi Colleges and Universities Key Laboratory of Minerals Engineering, Guangxi University, Nanning Guangxi 530004, China

Received:2025-07-10 Revised:2025-09-22 Published:2025-12-27

摘要/Abstract

摘要：

为预防选矿后高含硫量的精矿矿仓发生粉尘云燃烧爆炸事故,以盘龙铅锌矿铅精矿和锌精矿为例,利用20 L球开展不同质量浓度的粉尘爆炸强度和爆炸下限试验,获得铅、锌精矿粉尘云的最大爆炸压力、爆炸下限、爆炸指数值等主要参数。结果表明:铅精矿和锌精矿粉尘云最大爆炸压力分别为0.335和0.251 MPa,均发生在精矿粉尘云质量浓度为1 000 g/m³时,质量浓度爆炸下限分别为160~170和210~220 g/m³,爆炸风险性均为低风险,铅精矿粉尘云爆炸风险性和危害性高于锌精矿;得出精矿粉尘云颗粒被点燃、炸裂至发生链式反应的爆炸机制。为精矿矿仓预防精矿粉尘云爆炸提供实测及理论依据。

关键词: 铅精矿, 锌精矿, 粉尘云, 爆炸强度, 爆炸下限

Abstract:

In order to prevent dust cloud combustion and explosion accidents in the high sulfur content concentrate warehouse after beneficiation, lead concentrate and zinc concentrate of Panlong Lead Zinc Mine were taken as examples. Tests on explosion intensity and the lower explosion limit at different mass concentrations were conducted using a 20 L balls. Main parameters, including the maximum explosion pressure, explosion lower limit, and explosion index of the lead zinc concentrate powder dust cloud, were obtained. The results show that maximum explosion pressures of lead concentrate and zinc concentrate dust clouds were 0.335 and 0.251 MPa, respectively, both occurring when the mass concentration of the dust cloud was 1 000 g/m³. The lower explosive limits of mass concentration are 160-170 and 210-220 g/m³, respectively, indicating low explosion risk. The explosion risk and hazard of dust clouds in lead concentrate are higher than those in zinc concentrate. The explosion mechanism of concentrate dust cloud particles being ignited, exploded, and subjected to a chain reaction is obtained. These findings provide an experimental and theoretical basis for preventing dust cloud explosion of concentrate in the concentrate warehouse.

Key words: lead concentrate, zinc concentrate, dust cloud, explosion intensity, lower explosive limit

中图分类号:

X932爆炸安全与防火、防爆

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图/表 8

图1

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表1

表2

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表3

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参考文献 15

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成分	Cu	Pb	Zn	Ti	Ag^*	Fe	Cd	Ni
含量	0.12	57.91	3.55	0.006	206	7.42	0.017	<0.005
成分	Co	Al	Ca	Mg	K	Na	S	C
含量	<0.005	0.13	0.50	0.23	0.065	0.032	19.42	1.09
成分	Mn	P	Sb	As	Hg	SiO₂	—	—
含量	<0.005	0.53	1.26	1.60	0.003	1.40	—	—

成分	Cu	Pb	Zn	Ti	Ag^*	Fe	Cd	Ni
含量	0.034	1.25	51.33	0.008	53.8	5.74	0.21	<0.005
成分	Co	Al	Ca	Mg	K	Na	S	C
含量	<0.005	0.15	0.92	0.47	0.074	0.044	31.65	0.64
成分	Mn	P	Sb	As	Hg	SiO₂	—	—
含量	<0.005	0.14	0.079	0.38	0.03	1.23	—	—

精矿	质量浓度/ (g·m^-3)	最大爆炸压力 P_max/ MPa	最大爆炸压力上升速率 (dP/dt)_max/ (MPa·s^-1)	爆炸指数K_max/ (MPa·m·s^-1)	是否爆炸
锌精矿	60	0.139	—	—	×
	250	0.171	28.941	7.86	√
	500	0.179	30.644	8.32	√
	750	0.21	35.751	9.70	√
	1 000	0.251	37.453	10.17	√
	1 500	0.192	34.900	9.47	√
铅精矿	60	0.130	—	—	×
	250	0.179	28.941	7.86	√
	500	0.238	35.751	9.70	√
	750	0.310	43.412	11.78	√
	1 000	0.335	44.263	12.01	√
	1 500	0.266	34.048	9.24	√

硫精矿	质量浓度/ (g·m^-3)	最大爆炸压力 P_max/ MPa	最大爆炸压力上升速率 (dP/dt)_max/ (MPa·s^-1)	爆炸指数 K_max/ (MPa·m·s^-1)	是否爆炸
锌硫精矿	240	0.177	30.644	8.32	√
	230	0.157	30.644	8.32	√
	220	0.145	—	—	×
	220	0.155	31.495	8.55	√
	210	0.142	—	—	×
	210	0.135	—	—	×
	210	0.146	—	—	×
	200	0.146	—	—	×
铅硫精矿	200	0.177	30.644	8.32	√
	190	0.164	33.197	9.01	√
	180	0.146	—	—	×
	180	0.153	30.644	8.32	√
	170	0.152	32.346	8.78	√
	160	0.131	—	—	×
	160	0.146	—	—	×
	160	0.135	—	—	×

铅锌精矿粉尘云爆炸强度和爆炸下限试验研究

Experimental study on explosion intensity of dust cloud in lead and zinc concentrate powder

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