Состав для подавления тонкодисперсной пыли при отрицательных температурах Советский патент 1992 года по МПК E21F5/02 

Изобретение относится к горнорудной и металлургической промышленности и может быть применено для борьбы с тонкодис- персной пылью при отрицательных температурах.

Известен состав для подавления тонкодисперсной пыли при отрицательных температурах. Соотношение компонентов состава, мас.%:

Синтанол ДС-100,1-0,4

Этиловый спирт1,8-2,1

Твердый диоксид

углерода12,0-18,0

Водаостальное

(авт. св. № 1180532, кл. Е 21 F 5/00, 1984).

Наиболее близок к предлагаемому состав, включающий в качестве смачивателя желртин при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Желатин0,0005-0,5

Водаостальное

(авт. св. № 1259044, кл. Е 21 F 5/06, 1986).

Недостатками указанного состава являются высокие вязкость и коэффициент поверхностного натяжения, обусловленные

малой подвижностью молекул, образующих коллоидный раствор желатина, чтс препятствует его эффективному диспергиэованию и смачиванию пыли, особенно обладающей низкой кинетической энергиел тонкодисперсных витающих фракций. Состав не может быть эффективно использован для борьбы с пылью при температурах ниже (-4)°С.

Цель изобретения - повышение эффективности улавливания тонкодисперсной гидрофобной пыли при отрицательных температурах.

Поставленная цель достигается тем, что состав для подавления тонкодиг.персной пыли при отрицательных темперэтурах, включающий смачиватель и воду, содержит в качестве смачивателя раствор углевода (крахмала) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Раствор крахмала0,,5

Вода -остальное.

Для углеводов одновременно характерны свойства спиртов и альдегидов. Наличие спиртовой гидроксильной группы уменьшасо

с

VJ о

xj

чэ

Јь

ет прочность соседних С-Н групп, а двойная связь в альдегидной группе - С н легко переходит в простую -С-0- связь с освобождением по одному электрону углерода и кис- лорода, что способствует повышению активности молекул в коллоидном растворе крахмала, снижению его вязкости, уменьшению коэффициента поверхностного нятяжения, а следовательно, более эффективному, по сравнению с прототипом, пылеулавливанию.

Наличие мальтозных групп (продуктов гидролиза несахароподобных углеводов с отрицательной температурой плавления) в молекулах крахмала обуславливает возможность применения предлагаемого состава для борьбы с пылью при отрицательных температурах. При этом, в отличие от аналогов, коллоидный раствор крахмала переходит в аморфное состояние (не происходит разделения на жидкую и твердую фазы), что практически не влияет на эффективность смачивания.

Состав получают растворением 5%-но- го коллоидного раствора крахмала в воде в указанных в формуле изобретения концентрациях.

Температуру и время замерзания составов, содержащих крахмал и желатин, определяли в лабораторных условиях (табл.1),

Из табл.1 видно, что состав, содержащий желатин (прототип), замерзает при температурах от -4 до -9°С, в зависимости от его концентрации, причем для использования указанного состава при -9°С необходимо увеличить концентрацию желатина в тысячу раз. При температурах ниже -9°С состав от прототипа, содержащий желатин, использоваться не может, так как он при разбрызгивании замерзает. Коллоидный раствор крахмала может применяться для борьбы с пылью при температурах до -20°С.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами,

1. Определяли концентрацию пыли в воздухе при отрицательных температурах без воздействия пылеподавляющего состава. Затем на пыль воздействовали предлагаемым составом, в котором в качестве смачивателя применяли коллоидный раствор крахмала (предлагаемый состав). После воздействия на пыль предлагаемым составом измеряли остаточную концентрацию пыли.

Сравнительные данные по эффективности воздействия смачивателей от прототипа и предлагаемого нами составов, используемых для снижения концентрации пыли при отрицательных температурах, приведены в

таблице 2 а, б, в, и примерах 2.1а-2.5в. Испытания проводили зимой.

Оптимальной рабочей концентрацией крахмала выбраны концентрации от 0,0005 до 0,5%. Применение указанного состава позволяет снизить концентрацию пыли при отрицательных температурах (зимой при температуре до-20°С) в воздухе рабочих зон карьеров, подземных выработок, обогати- тельных фабрик и др. до предельно допустимых концентраций и тем самым улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих.

П р и м е р. В камере при отрицательной температуре воздуха распыливали пыль. После отбора проб воздух очищали предлагаемым составом для подавления пыли, содержащим в качестве смачивателя крахмал при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Крахмал0,0005-0,5

Водаостальное.

2.1 а. Воздух при -2°С очищали составом, содержащим, мае %:

0,ОООЕ

Крахмал

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -2°С с 12,1 до 6,7 мг/м , т.е. в 1,8 раз, по сравнению с прототипом в 1,5 раза (см, табл. 2а, пример 2 1а).

2.2а. Воздух при -5°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,0005

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при-5°Сс 16,3 до 11,9 мг/м , т.е. в 1,6 раза (см, табл. 2а, пример 2.2а).

2.За. Воздух при -8°С очищали составом, содержащим, мас.%; Крахмал0,0005

Водаостальное

При -8°С запыленность воздуха при указанной концентрации практически не снижалась. При более низких температурах состав замерзал (см. табл.2а, примеры 2.3а- 2.5а).

2.16. Воздух при -2°С очищали составом, содержащим, мас.%;

Крахмал.0,05

Водаосталсное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -2°С с 8,3 до 3,0 мг/м3, г.е. в 2,8 раза, по сравнению с прототипом в 1,9 раза (см. табл. 26, пример 2.16). 2.26. Воздух при -5°С очища/и составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,05

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -5°С с 6,8 до 2,4 мг/м3, т.е. в 2,8

раза, по сравнению с прототипом в 1,6 раза (см. табл.26, пример 2.26).

2.36. Воздух при -8°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,05

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -8°С с 13,5 до 4,2 мг/м3, т.е. в 3,2 раза (см. табл,2б, пример 2.36).

2.46. Воздух при -15 С очищали составом, содержащим, мас,%:

Крахмал0.05

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -15°С с 10,2 до 3,9 мг/м3, т.е. в 2,6 раза (см, табл. 26, пример 2.46).

2.56. Воздух при -20°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,05

Водаостальное

При -20°С запыленность воздуха при указанной концентрации практически не снималась. При более низких температурах состав замерзал (см. табл.26, пример 2.56). 2.1 в. Воздух при -2°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,5

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -2°С с 14,8 до 5,1 мг/м3, т.е. в 2,9 раза, по сравнению с прототипом в 1,7 раза (см. табл.2в, пример 2,1в).

2.2в. Воздух при -5°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,5

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию при -5°С с 10,1 до 3,7 мг/м3, т.е. в 2,7 раза по сравнению с прототипом в 1,8 раза (см. табл.2в, пример 2.2в).

2.3в, Воздух при -8°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,5

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -8°С с 12,7 до 4.2 мг/м3, т.е. в 3 раза, по сравнению с прототипом в 2,1 раза (см. табл. 2в, пример 2.3в). 2.4в. Воздух при -15°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,5

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при -15°С с 6,9 до 2,8 мг/м , т.е. в 2,5 раза (см. табл.2в, пример 2.4в).

2.5в. Воздух при -20°С очищали составом, содержащим, мас.%:

Крахмал0,5

Водаостальное

Это позволило снизить концентрацию пыли при-20°Сс 16,1 до 6,7 мг/м3, т.е. в 2,4 раза (см. тзбл.2в, пример 2.5в).

Применение предлагаемого состава по- зволит снизить содержание пыли в воздухе при отрицательных температурах воздуха до предельно допустимых концентраций, что значительно улучшит санитарно-гигиенические условия труда на горнодобываю- щих предприятиях.

Состав безвреден для здоровья человека, не загрязняет почву, не агрессивен по отношению к металлическим поверхностям. Крахмал, применяющийся в составе, в каче- стве смачивателя, во много раз дешевле предлагаемого в прототипа желатина.

Формула изобретения Состав для подавления тонкодисперс- ной пыли при отрицательных температурах, включающий смачиватель и воду, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности пылеулавливания при отрицательных температурах, в качестве смачи- вателя он содержит коллоидный раствор крахмала при следующем соотношении компонентов, мас.%: Коллоидный раствор крахмала0,0005-0,5;

Водаосталоное.

Использование: для борьбы с пылью при отрицательных температурах окружающего воздуха на карьерах, подземных рудниках, обогатительных фабриках. Сущность изобретения: состав содержит коллоидный раствор крахмала при следующем соотношении компонентов, мас.%: коллоидный раствор крахмала 0,0005-0,5, вода - остальное.

Таблица 1

Продолжение табл.1

Таблица 2а

Таблица 26

Таблица 2в