Состав для смачивания угольной пыли Советский патент 1984 года по МПК E21F5/06 

11 Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть использовано для получения водных растворо смачивающих жидкостей, применяемых д орошения источников пьтеподавления при добыче, погрузке и транспортирок угля. Известен состав, включающий омыленные синтетические жирные кислоты ХСЖК) различных фракций в количестве 0,1-2,0 вес.% и воду til . В указанном составе используются высокие концентрации активного вещества, которое является дефицитны тродуктом. Известен состав для смачивания угольной пыли, в котором кроме комп лекса поверхностно-активных веществ (ПАВ) с полимерами различното класса, используется в качестве электролита триполифосфат в количес ве 0,03-0,15 вес.%С23. При высоких концентрациях реаген тов состав обладает повышенной вязкостью, что снижает его эксплуатаци онные показатели, особенно, при пон женных температурах. Наиболее близок к предлагаемому/ по технической сущности и достигае мому результату состав для смачива .ния угольной пыли на основе диаэтан аминов (ДЭА) СЖК фракции и на риевой соли кубового остатка СЖК (КО СЖК) и воды при следующем соотношении компонентов, вес.%: ДЭА СЖК 0,025-0,160 Натриевая КО СЖК0,005-0,100 ВодаОстальное 3, Недостатком известного состава является невысокая стабильность его водных,растворов при контакте с пол валентными ионами или при приготовЛенин этих растворов на воде, содержшцих поливалентные ионы. При эт натриевые соли КО СЖК при обмене с катионами (например, Са) превращаются в водонерастворимые соли и н участвуют в процессе смачивания. Кр ме того, состав характеризуется недостаточно высокой смачивающей способностью по отношению к силикоз неопасной тонкодисперсной угольной пыли. иэббретения - повышение эффективности подавления тонкодисперс ной пыли и повышение устойчивости 2 растворов при контакте с поливалентными ионами. Поставленная цель достигается тем, что состав для смачивания угольной пыли, включающий диэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции Cjj-Cjj, натриевую соль кубового остатка синтетических жирных кислот и воду, дополнительно содержит натриевую соль полифосфорных кислот при следующем соотношении компонентов, вес.%: Диэтаноламиды СЖК фракции 0,023-0,160 Натриевая соль КО СЖК0,005-0,100 Натриевая соль полифосфорных кислот0,005-0,200 ВодаОстальное Использование фосфатов основано а их защитном действии по отношении к анионным ПАВ. Эти соли образуют в воде с солями жесткости водорастворимые комплексы. Ионы кальция и магния, находясь в составе комплекса, теряют способность вступать в реакцию обмена с натриевой солью КО СЖК. ДЭА СЖК фракции ин цеференты по отношению к жесткой воде. Такими солями полифосфорных кислот являются тринатрийфосфат NaPO/,, гексаметафосфат натрия триполифосфат натрия . Кроме защитного действия, фосфаты в составе способствуют улучшению смачивающей способности ПАВ. Электролиты способствуют ускоренному движению молекул ПАВ из глубины раствора к поверхности твердого тела, следствием чего является более быстрая адсорбция их и вытеснение адсорбированного газа, т.е. более быстрая смачиваемость угольных пылинок. Кроме того, лучшее смачивание поверхности угольных пылинок обусловлено и увеличением отрицательного значения электрокинетического потенциала угольной поверхности, вследствие чего- увеличивается сила взаимодействия между углем и раствором смачивателя. Как правило, угольные пылинки отрицательно заряжены. JioH триполифосфата, например,пятивалентен, поэтому увеличение заряда поверхности идет в большей мере, чем у одногои двухвалентных солей щелочных металлов. Для каждой марки угля устанавливается (при выборе наилучших условий смачивания)строго определенное соотношение ДЭА СЖК и соли КО СЖК и при этом соотношении добавление определенных количеств соли полифосфорных кислот приводит к максимальной скоро ти смачивания тонкодисперсной пыли определенных углей. Электролит добавляют в состав в количестве 0,0050,200 вес.%. Повьш1ение концентрами выше верхнего предела может вызвать явления высаливания анионного ПАВ и понижение стабильности растворов, нижний предел обусловлен необходимое тью,сохранения смачивающих свойств. В табл.1 приведены конкретные составы с граничным содержанием компонентов и их свойства. Состав готовят следующим образом В 99,6 мл дистиллированной воды растворяют 0, г ДЭА СЖК и 0,04 г натриевой соли КО СЖК. В смесь ПАВ добавляют О,2 г гексаметафосфата натрия. Смесь готовят при комСкорость смачивания пыли угля А водными растворами предлагаемого состава с граничным содержанием

Компоненты компонентов

Концентрация компонентов, вес.% натной температуре и непрерывно перемешивают. .. Свойства составов с оптимальнымсодержанием компонентов при различном содержании электролита (0; 0,005J 0,01; 0,1 и 0,2 вес.%) и ПАВ (0,1 и 0,2%) приведены в табл.2-9. Б таблицах 2,4,6 и 8 представлены данные об увеличении скорости смачивания тонкодисперсной пыли (0-50 мкм) углей А, К, ОС при добавлении в состав гексаметафосфата натрия, тринайтрифосфата и триполифосфата натрия. В табл. 3,5,7 и 9 пр иведены данные о сохранении высоких смачивающих свойств и повышении устойчивости водных растворов при контакте с хлористым кальцием в количестве 0,02 вес. в присутствии натриевых солей полифосфорных кислот. Использование предлагаемого состава позволяет значительно улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих угольных шахт. Таблица t

1. СОСТАВ ДЛЯ СМАЧИВАНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ, включающий-диэтанола а1ды синтетических жирных кислот фракции ,j, натриевую соль кубового остатка синтетических жирных кислот и воду, отличающийе я тем, что, с целью повышения эффективности подавления тонкодисперсной пыли и повышения устойчивости растворов при контакте с поливалентными ионами, он дополнительно содержит натриевую соль полифосфорных кислот при следующих сботношениях компонентов, вес.%: Диэтаноламиды синтетических кислот фракции 0,025-0,160 ю Натриевая соль кубового остатка синтетических жирных кислот 0,005-0,100 Натриевая соль полифосфорных кислот 0,005-0,200 г ВодаОстальное 2. Состав по П.1, о т л и ч a ) щ и и с я тем, что в качестве натриевой соли полифосфорных кислот с он содержит гексаметафосфат натрия, или тринатрийфосфат, или триполифосфат натрия.

Состав и свойства прототипа.

)11161786

Скорость смачивания пьши угля А водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ 0,2 вес.% (вода-дистиллированная)

Скорость смачивания пыли угля А водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ-0,2 весЛ (вода содержит хлористый кальций)

Т а б л. и

Таблица 3

Скорость смачивания пыли угля К водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ 0,2 вес.% (вода дистиллированная)

Скорость смачивания пыли угля К водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ 0,2 вес.% (вода содержит хлористый кальций)

«Та

Таблица

Скорость смачивания пыли угля ОС водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ 0,2 вес.% (вода дистиллированная) Тип фосфата Гексаметафосфат Тринатрийфосфат i Триполифосфат Скорость растворам концентра содержит Компоненты ДЭА СЖК Соль КО СЖК Соль полифосфорных кислот CaClj Вода «.IM ..I. .ii Тип фосфата Гексаметафосфат ТринатрийфосфатТриполифосфат

Таблица 6 Скорость смачивания, мг/с 10,4 10,6 11,8 13,9 15,3 10,4 10,4 11,2 13,3 15,0 10,4 10,6 11,8 14,0 15,3 смачивания пыли угля ОС водными и предлагаемого состава при общей ции ПАВ - 0,2 вес.% (вода хлористый кальций) IКонцентрация компонентов, вес.% 0,16 0,16 0,16 0,16 0,16 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 о 0;005 0,01 0,10 0,20 0,02 0,02 0,02 0,02 0,02 99,78 99,775 99,77 99,78 99,58 li. I I ,, . .,M Скорость смачивания, мг/с 4,8. 6,0 8,3 10,4 14,2 4,8 5,4 7,9 10,а 14,0 4,8 5,9 8,4 10,5 14,5 Таблица

п

Скорость смачивания пыли угля А водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ - 0,1 вес.%(вода дистиллированная) Тип фосфата Скорость Гексаметафосфат 11,0 Тринатрийфос;фат11,0 Лриполифссфат 11,0

Скорость смачивания пыли угля А водными растворами предлагаемого состава при общей концентрации ПАВ 0,1 вес.7, (вода содержит хлористый кальций)

12

11 16178

таблица 8

|Та смачивания, кг/с 11,8 12,113,212,9 11,2 11,912,813,0 11,6 12,013,613,0