Состав для профилактической обработки углей против самовозгорания Советский патент 1990 года по МПК E21F5/06 

Изобретение относится к угольной промьшшенности и может быть использовано для предупреждения самовозгорания углей при добыче, хранении и транспортировке.

Целью изобретения является повышение эффективности профилактической обработки углей при одновременном сни- жешш расхода окислителя. Состав содержит 0,100-0,001% перманганата калия, 0,05-0,10% гидроксида калия и

воду - остальное. Создание гидроксидом калия щелочной среды раствора ускоряет процесс окисления угля. В этих ус . ловиях процесс заканчивается на стадии; устойчивого к дальнейшим превращениям дикосида марганца. Таким образом, даже после полного высыхания воды, образовавшейся на поверхности угля, диоксид марганца не только не окисляет более глубоко вещество угля, но и затрудняет контакт угля с К1 слородом за

cfieT механического блокирования микропЬр Эффект блокирования пор может усиливаться и за счет образования на п|эверхности угля кристаллов карбоната за счет карбонизации гидрокси- д калия диоксидом углерода.

: Главной же причиной снижения кими ч гской активности угля в результате обработки щелочным раствором перман- г 1ната калия (см. табл.) является хассивирование поверхности угля за с leT образования слоя окисленного уг- - Л1. В качестве объекта исследования и:пользуют угли трех Ш1аст 5в Донбасса с слонньк к самовозгоранию.

Растворы для обработки углей готовит путем растворения соответстзукяцей Н1вески перма.иганата калия в t дм в эдного раствора гкдроксида калия и в дистиллированной воде при воспроиз- вЕденки методики прототипа. Обработку углей полученными растворами производит в химическом стакане при кошгатной температуре, Для этого навеску угля 5; г помещали в химический стакан к в|водят 50 см раствора окислителя, сЦесь периодически переме1Ш1вают, об о|кончании процесса судят визуально по обесцвечиванию раствора. Обьгчно про™ ц|есс заканчивается через 1-1,5 ч, этого уголь отфильтровывают на ф|нльтре Шотта, сушат 2-3 ч ка воздузсе и| помещают на 1 сут в эксикатор над CjaCl.. Из высушенной в эксикаторе про бы угля отбирают навеску для калориметрических испытаний. Для сопоставле н|ия получаемых данных калориметричес- к испытаниям подвергают также исход н)ые и обработанные 0,1%-ным раствором Целочи угли, которые перед испытанием х|ранят в том же эксикаторе.

Результаты калориметрических изме- р|ений приведены в таблице. Из таблицы сйедует, что обработка углей марок Л, Г,Ж ще 1очными растворами перманганата к|алия приводит к снижению теплоты с|кислвния кислородом воздуха обрабо- т|анньк углей по сравнению с необрабо- 1|анными. Учитывая, что самонагревание у|гля происходит именно за счет тепла, г енерируемого углом в качестве крите- р|ия эффективности воздействия на . |голь раствора с i-й концентрацией Г1|ерманганата калия (или гидроксида калия), принято отношение

п

9а Q;

5

0 О 0

з

0

5

где Qg и Q J - теплота окисления угля необработанного и обработанного i-M раство ром (к71ж/кг). Из приведенных в таблице примеров видно, что обработка углей 0,1%-ным раствором гидроксида калия (пример 2) мало сказывается на изменении теплоты взаимодействия угля с кислородом по сравнению с исходным необработанным углем (пример 1, ,1-1,2 для разньпг углей).

Обработка углей 0,2бХ-ным раствором перманганата калия без добавления щелочи (пример а) снижает теплоту взаимодействия угля с кислородом примерно в 3-6 раз в ряду представленных углей. Однако при такой обработке пер- манганат калия расходуется не полностью (обесцвечивания раствора не наступает даже после 10 сут вьщержи- вания в нем угля), что может быть причиной спровоцированного самовозгорания угля в шахтах после вьюыхания воды. Наибольшей ингибирующей способностью обладает раствор, содержащий по 0,1% перманганата и гадроксида калия (пример 4, знач ение п 8,0-13,9), однако и этот раствор не обесгЕвчива- ется через 10 сут вьщерживания.

Полное обесцвечивание приведенных в таблице растворов с концентрацией менее 0,1% перманганата калия , пает через 1-1,5 ч взаимодействия с i

углем.

I .

Растворы 5 и 6, содержащие соответственно 0,01 и 0,001% перманганата кйлия проявляют несколько меньшую ин- гибирующую способность (критерий п в пределах 3,1-11,2), что выше аналогичного параметра для раствора известного состава.

Дальнейшее снижение концентрации перманганата калия до 0,0005% (пример 7) приводит к еще большему снижению критерия п, значение которого становится ниже аналогичного парамет- ра, полученного при воспроизведении условий известного состава.

Изучение.влияния концентрации гидроксида калия при фиксированной концентрации перманганата калия 0,01% (примеры 8-11) на ингибирующую способность p iстворов показывает, что увели516

чение концентрации гидроксида калия

Ч С 1x11 JVWn - ht.-i д, «-----Г-1-

с 0,1 до 1 % мало сказьшается на инги- бирующей способности этих растворов. При понижении концентрации гидроксида калия до 0,05-0,01% происходит и значительное снижение критерия п (пример 11), что свидетельствует о недостаточном количестве щелочи.

Таким образом, для профилактической обработки углей против самовозгорания можно рекомендовать щелочные растворы перманганата калия в диапазоне концентраций 0,001-0,1% при концентрации гидроксида калия 0,05-0,1%.

5390

Формула изобретения

; Состав для профилактической обра- ботки углей против самовозгорания, включающий перманганат калия и воду, 5 отличающийся тем, что, с целью повьпаения эффективности профилактической обработки и снижения расхода перманганата калия, раствор дополнительно содержит гидроксид ка- ЛИЯ при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Перманганат калия 0,100-0,001 Гидроксид калия 0,05-0,10 ВодаОстальное

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для предупреждения самовозгорания углей при добыче, хранении и транспортировании. Цель изобретения - повышение эффективности профилактической обработки и снижение расхода перманганата калия. Состав содержит следующие компоненты, мас.%: перманганат калия 0,1-0,001

гидроксид калия 0,05-0,1

воду - остальное. Создание гидроксидом калия щелочной среды раствора ускоряет процесс окисления угля. В этих условиях процесс заканчивается на стадии устойчивого к дальнейшим превращениям диоксида марганца. В результате даже после полного высыхания воды, образовавшейся на поверхности угля, диоксид марганца не только не окисляет более глубоко вещество угля, но и затрудняет контакт угля с кислородом за счет механического блокирования микропор. Эффект блокирования пор может усиливаться и за счет образования на поверхности угля кристаллов карбоната калия за счет "карбонизации" гидроксида калия диоксидом углерода. Главной причиной снижения химической активности угля в результате обработки данным составом является "пассивирование" поверхности угля за счет образования слоя окисленного угля. 1 табл.