过渡金属对煤自燃影响的实验研究

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⁺