Состав для смачивания угольной пыли Советский патент 1985 года по МПК E21F5/06 

о:

СП 1 Изобретение относится к горной промьшшенности и может быть исполь зовано для получения водных раство ров смачивающих жидкостей, применяемых для орошения источников пыл подавления при добыче, погрузке и транспортировке угля. Известен состав для смачивания угольной пыли на основе смачивателя (ПАВ) и воды. В качестве ПАВ применяют диэтаноламиды синтетичес ких жирных кислот фракции С при концентрации 0,05-0,20 мас.% в водном растворе . Недостатком этого способа является ограниченность его применения а именно неодинаковая степень смачивания различных углей, особенно их тонкодисперсных пылей. Наиболее близким к изобретению является состав для смачивания угольной пыли, включающий ПАВ, электролит и воду з . Однако известный состав недоста точно эффективно смачивает тонкодисперсную угольнзпо пыль. Цель изобретения - повьшение эффективности подавления тонкодисперсной угольной пыли за счет улуч шения смачивающих свойств состава. Поставленная цель достигается тем, что состав для смачивания угольной пьши, включающий ПАВ, электролит и воду, содержит в качестве электролита сульфит натрия или тиосульфат натрия при следующе соотношении компонентов, мас.%: ПАВ0,04-0,20 Сульфит натрия или тиосульфат натрия 0,01-3,00 ВодаОстальное Использование электролитов сернистокислого натрия Na-SO (сульфи натрия), серноватистокислого натри Na2 S20-i (тиосульфат натрия) основа но на целенаправленном изменении поверхностных свойств угольных час тиц. Введение в состав смачивателя электролита, обладающего окислител но-восстановительными свойствами (ОВ-свойствами) обусловлено, специф ческим влиянием ОВ-среды на электроповерхностные характеристики тве дой фазы. Известно, что максимальная гидрофобность твердой фазы дос тигается при условии, когда заряд поверхности равен нулю. Следовател но, для улучшения смачиваемости по 352 верхности необходимо увеличить ее заряд в положительную Или отрицательную сторону. Отрицательный заряд поверхности оказывает более гидрофилизирующее действие, чем положительный,. Так, при добавлении в раствор смачивателя сульфита натрия () реализуется ОВ-процесс: 50 + Н„0 + 2ё + 20Н JA т- П и 1 «,-- Стандартный электродньй потенциал приведенной электрохимической реакции равен (-0,93В).. Поэтому происходит изменение заряда поверхности угольного веществ.а в сторону увеличения отрицательного заряда. Таким образом, положительньп эффект смачивания, получаемый при добавлеНИИ электролита, обладающего ОВ-свойствами, достигается как за счет влияния его на поверхностное натяжение ПАВ (высаливающее действие), так и за счет резкого увеличения заряда поверхности в область отрицательных значений. Кроме сульфита натрия возможно использование тиосульфата натрия () : 2S01, + ЗН,,0 + 4е 60Н. Однако стандартный электродный потенциал реакции равен (-0,58В) и эффект улучшения смачиваемости будет несколько ниже. Содержание в составе ПАВ 0,050,20 мас.% объясняется следующим. Верхний предел концентраций обусловлен экономическими соображениями, нижний - необходимостью сохранения требуемых смачивающих свойств. Электролит, обладающий ОВ-свойствами, добавляется в состав в количестве 0,01-3,00 мас,%. Верхний предел концентраций объясняется снижением степени смачивания угольной пыли при содержании выше его, что можно объяснить влиянием преимущественной адсорбции электролита на поверхности угольных частиц и вытеснением молекул ПАВ, а также экономическими соображениями. Нижний - необходимостью сохранения требуемых смачивающих свойств (табл. 1). В табл. 1 приведены данные скорости смачивания антрацитовой пьти растворами граничного состава. Пример. Приготавливают композицию состава, мас.%: ПАВ (диэтаноламиды синтетических жирных кис3

лот фракции C,Q-C,,,) 0,20, электролит, обладающий ОВ-СБойствами (сульфит натрия), 3,00, вода 99,50 (табл. 1). В 99,5 мл дистиллированной воды растворяют 3 г сульфата натрия, затем 0,2 г ДЭА СЖК. Смесь готовят при комнатной температуре и непрерывном перемешивании. Остальные композиции предлагаемого состава готовят-в тех же условиях и в том же порядке растворения компонентов в воде.

Скорость смачивания угольной пыли определяют по стандартной методике пленочной флотации. В примерах представлены результаты по смачиванию наиболее силикозоопасной пы,ли угля А, фракция менее 70 мкм.

Смачивающие свойства предлагаемых граничных составов лучше (особенно при больших содержаниях электролита) , чем у известных.

Примеры и свойства составов с оптимальным содержанием компон ентов приведены в табл. 2-5. В табл. 2-4 показано изменение скорости смачивания пыли угля А при содержании активных компонентов в воде (ПАВ и электролита), не превышающих содержания ПАВ в известном составе, т.е. 0,2-0,1 и 0,05 мас.% соответственно. В качестве ПАВ взяты ДЭА СЖК (,,, , а так687354

же неноногенные ПАВ другого loiacса - оксиэтилированньп алкилфено-и (ДБ) и анион - активное ПАВ - лаурил сульфат натрия.

5 Как видно из табл. 2-4, в предлагаемом составе имеется возможность улучшить смачивание угольной пьти на 15-25%, не увеличивая общее содержание реагента выше, чем 10 у известного. Тем самым, (повышаются) улучшаются экономические показатели процесса пьшеподавления.

В табл. 5 показано влияние роста содержания электролита, обладающего ОВ-свойствами () нз скорость смачивания пыли угля А при суммарном содержании активных компонентов , превышающих содержание ПАВ в известном составе, т.е. более 20 0,2 мае.%. Концентрация ПАВ при этом не превьппает 0,20 мас.%.

Как видно из данных табл. 5 введение дополнительного электролита, обладающего ОВ-свойствами, приводит к повьшению смачивающей способности iio сравнению с известным составом на 50-70% без повышения содержания ПАВ. Поэтому использование

0 предлагаемого состава позволит значительно улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих угольных шахт.

Таблица 1

СОСТАВ ДЛЯ СМАЧИВАНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ, включающий поверхностно-активное вещество, электролит и воду, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности подавления тонкодисперсной пыли за счет улучшения смачивающих свойств состава, он содержит в качестве электролита сульфит натрия или тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%: Поверхностно-активное вещество 0,04-0,20 Сульфит натрия или тиосульфат натрия 0,01-3,00 ВодаОстальное

0,05. 0,200,03 ДЭА сйас,.,. ОО0,01 99,9599,8099,96 Скорость смачива3,09,02,0 ния, мг/с 0,040,200,20 0,013,03,50 99,9596,8096,30 3,012,511,1

Композиция известного, состава.

Таблица 2

т.

Композиция известного состава.

Таблица f

Таблица 5

ДЭА СЖК

9,1

1,00 9,4 2,00

0,14

5,5

,06 7,6 0,28 6,3 0,7

1Л 6,0 6,7

2,8

10

1168735 Продолжение табл.5

1,2

9,0 2,А 8,9

,04

0,16

3,3

0,32 3,5

0,8 3,5

1,6 3,9 4,7

3,0