Смачиватель для подавления угольной пыли Российский патент 2023 года по МПК E21F5/06 

Изобретение относится к пылеподавлению и может быть использовано в горной и других отраслях промышленности, для которых требования по снижению или исключению запыленности гидрофобных минеральных частиц достаточно строгие.

Известен смачиватель для подавления угольной пыли (RU 2495250, МПК E21F 5/06, опубл. 10.10.2013, бюл. № 28). Смачиватель для подавления угольной пыли содержит алкилбензосульфокислоту, гидроксид натрия, неонол, этиловый спирт, карбамид, хлорид кальция, бишофит, отдушку и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%: алкилбензосульфокислота - 11,3-14,3; гидроксид натрия - 6,0-9,05; неонол - 14,0-17,9; этиловый спирт - 1,25-1,75; карбамид - 1,3-1,7; хлорид кальция - 1,25-1,75; бишофит - 1,25-1,75; отдушка - 0,2-0,5; вода - 50-53,5.

Недостатком известного смачивателя является сложность его приготовления и многокомпонентность состава, которые усложняют процесс его приготовления и при определенных соотношениях концентраций в указанных диапазонах проявляют как синергетический эффект, так и диссинергетический.

Известен смачиватель для подавления угольной пыли (RU 2689469 С1, МПК E21F 5/06), C09K 3/22 опубл. 28.05.2019, бюл. № 16), содержащий олеиновую кислоту, гидроксид натрия, льняное масло и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: олеиновая кислота 0,8-1,0; гидроксид натрия 0,4-0,6; льняное масло 0,3-0,6; вода - остальное.

Недостатком известного смачивателя является многостадийность, а именно процесс приготовления происходит в пять стадий. Использование льняного масла направлено на склеивание частиц угля для закрепления пылящих поверхностей за счет сродства полярности льняного масла и частиц угля и способности льняного масла полимеризоваться на свету, т.е. для обработки поверхности мелких угольных частиц с целью уменьшения потерь угля в процессе транспортировки и на открытых площадках размещения угля в штабелях. Компонент льняное масло не дает возможности достаточного пылеподавления в угольной и иных отраслях промышленности.

Известен состав шахтного смачивателя для пылеподавления на угольных шахтах (RU 2788833 C1 МПК E21F 5/02, C09K 3/22 опубл. 24.01.2023 Бюл. № 3), содержащий децилглюкозид, кокоглюкозид, кокамидопропилбетаин и воду при следующем соотношении компонентов, мас.%:

децилглюкозид 50-55 кокоглюкозид 10-15 кокамидопропилбетаин 5-10 вода остальное

Недостатком известного смачивателя является достаточно длительное время смачивания навески пыли с размером частиц менее 0,063 мм для угля марки «Г». При концентрации раствора 0,03% минимальное время смачивания в зависимости от содержания компонентов составляет 48,5 с, что соответствует минимальным требованиям - менее 60 с, но для более эффективного пылеподавления этого недостаточно с точки зрения развития техники и технологии.

Наиболее близким является средство борьбы с угольной пылью на основе использования неонолов водных растворов оксиэтилированных алкилфенолов (АФ), (Средства борьбы с угольной пылью на основе неонолов АФ / Матвиенко, В.Г. // Перспективные направления развития экологии и химической технологии. 2017. - С. 67-70.). В качестве смачивателя используются неонолы в виде разбавленного водного раствора для борьбы с пылью.

Недостатком известного смачивателя является низкая эффективность смачивания при использовании оценки по методике пленочной флотации: время смачивания угольной пыли растворами неонолов АФ и известного смачивателя, представляющего собой смесь моно- и диалкилфениловых эфиров полиэтиленгликоля (ДБ), при концентрации раствора 0,03 мас.% составляет 87 с и 65 с, соответственно. Известно, что согласно общепринятой методики проведения экспериментальных исследований, время смачивания при пленочной флотации не должно превышать 60 с.

Технический результат заявляемого изобретения - повышение эффективности пылеподавления на основе оценки по методике пленочной флотации: время смачивания угольной пыли различных марок угля.

Технический результат достигается тем, что смачиватель для подавления угольной пыли включает неонолы в виде разбавленного водного раствора, согласно заявленному изобретению содержит следующее соотношение компонентов: алкилбензолсульфокислота - 12-17 мас.%; неонол - 9-13 мас.%; лапрол 373 - 2-5 мас.%, вода - 67-74 мас.%.

Изобретение поясняется таблицей 1, в которой представлены результаты определения эффективности водного раствора смачивателя по времени осаждения угольной пыли различных марок в процессе пленочной флотации.

Смачиватель для подавления угольной пыли, представляющий собой водный раствор с концентрацией 0,03%, получают следующим образом:

1) Смешивание 12-17 мас.% алкилбензолсульфокислоты с 67-74 мас.% воды.

2) Нагревание раствора до 60°С и последовательное добавление 9-13 мас.% неонола и 2-5 мас.% лапрола 373 при перемешивании до полного растворения каждого компонента.

Принятая концентрация 0,03% для смачивателей в воде основана на том, что в очистных забоях кузбасских шахт для реагентов применяется данный концентрационный состав с различными смачивателями.

Оценка смачивающей способности проводилась для угольной пыли различных марок с размером частиц менее 63 мкм, массой 1 г.

Для определения оценки эффективности пылеподавления угольных частиц заявляемым смачивателем была принята известная методика пленочной флотации. Метод основан на том, что на поверхность воды, находящейся в стакане, высевают не 0,1 г, а 1 г испытуемой угольной пыли, что на порядок больше, чем в рассмотренных аналогах. Определяют время от начала рассева пыли на поверхность раствора до ее полной седиментации в жидкости или в случае плохой смачиваемости до условно принятого уровня. Это время принимают за критерий оценки эффективности смачивателя. Меньшее время соответствует большей эффективности смачивателя. Для определения эффективности смачивателя взят широкий ряд марок углей, представленных в таблице 1. Условия испытаний: температура 20°С; атмосферное давление 98,9 кПа. Используемое оборудование: весы лабораторные электронные типа «РЕК-220СЕ», d = 0,1 мг; секундомер с погрешностью измерения +/- 0,1с.

Таким образом, смачиватель показывает эффективное действие на улавливание угольных частиц в процессе пылеобразования в горных выработках, что способствует снижению запыленности.

Таблица 1 - Результаты определения эффективности водного раствора смачивателя по времени осаждения угольной пыли различных марок в процессе пленочной флотации Марка угля Время смачивания, сек Т 40 Д 41 ДГ 63 Ж 46 Г 36 К 55

Изобретение относится к пылеподавлению и может быть использовано в горной и других отраслях промышленности, для которых требования по снижению или исключению запыленности гидрофобных минеральных частиц достаточно строгие. Смачиватель для подавления угольной пыли включает разбавленный раствор неонолов при следующем соотношении компонентов: алкилбензолсульфокислота - 12-17 мас.%; неонол - 9-13 мас.%; лапрол 373 – 2-5 мас.%, вода - 67-74 мас.%. Обеспечивается повышение эффективности пылеподавления на основе оценки по методике пленочной флотации. 1 табл.

Смачиватель для подавления угольной пыли, включающий неонолы в виде разбавленного водного раствора, отличающийся тем, что содержит следующее соотношение компонентов: алкилбензолсульфокислота - 12-17 мас.%; неонол - 9-13 мас.%; лапрол 373 - 2-5 мас.%, вода - 67-74 мас.%.