Смачиватель для подавления угольной пыли

Изобретение относится к горной, металлургической, химической и другим отраслям промышленности, в частности угледобывающей, и может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса в угольном производстве. Технический результат заключается в повышении эффективности смачивателя для подавления угольной пыли за счет увеличения продолжительности эффективного действия пенного состава, улучшения смачиваемости поверхности частиц угольной пыли, а также в связи с обеспечением возможности склеивания частиц угля для прочного закрепления пылящих поверхностей за счет сродства полярности льняного масла и частиц угля и способности льняного масла полимеризоваться на свету. Для достижения технического результата предложен смачиватель для подавления угольной пыли, содержащий олеиновую кислоту, гидроксид натрия (сода каустическая), 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. Предлагаемый состав достаточно прост, все его компоненты не приносят вреда окружающей среде, здоровью человека и не влияют на основные характеристики угольного сырья для дальнейшего использования, что свидетельствует о перспективности предлагаемого состава смачивателя для подавления угольной пыли, а также о расширении арсенала технических средств. 3 табл.

 

Изобретение относится к горной, металлургической, химической и другим отраслям промышленности, в частности, угледобывающей и может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса в угольном производстве.

В настоящее время с целью повышения безопасности шахт в системах принудительного пылеподавления применяют водные растворы реагентов, улучшающих смачивание угольной пыли. При этом в качестве смачивающих агентов используют поверхностно-активные вещества и их смеси.

Известен смачиватель для подавления угольной пыли, содержащий следующие компоненты, 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 и вода 50-53,5 (Патент РФ №2495250 С1, дата приоритета 23.04.2012, дата публикации 10.10.2013, автор Глебов А.Ф., RU).

К недостаткам известного смачивающего состава следует отнести его сложность и многокомпонентность, которые затрудняют процесс его приготовления, могут оказать негативное влияние на качество осаждаемой пыли в плане ее дальнейшего использования, а отдельные компоненты могут представлять вред для здоровья человека и негативно сказываться на окружающей среде.

Известна смесь для пылеподавления на открытых угольных складах, получаемая по известному способу, который заключается в нанесении на пылящие поверхности смеси, полученной соединением карбида кальция и натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы в соотношении 3:1 и растворенной в воде до концентрации в водном растворе, равной 5% (Патент РФ №2532939 С1, дата приоритета 09.08.2013, дата публикации 20.11.2014, авторы: Ковшов С.В. и др., RU).

Недостатком известной смеси является низкая ее эффективность в отношении обеспечения необходимой безопасности при применении из-за активности взаимодействующих компонентов, так как карбид кальция при контакте с водой активно с ней взаимодействует, выделяя газообразный ацетилен, образующий с воздухом взрывоопасную смесь.

В качестве прототипа принят пенообразующий состав, используемый в известном способе пылеподавления, по которому связывание и коагуляция пыли осуществляется в воздушном потоке аэрозоля, включающего воздухонаполненные водные (98%) пены высокой кратности при следующем соотношении компонентов, мас. %: олеиновая кислота 0,8-1,2; сода каустическая 0,4-0,6; глицерин 0,2-0,4; вода - остальное (Патент РФ №2332572 С1, дата приоритета 26.02.2007, дата публикации 27.08.2008, авторы: Шувалов Ю.В. и др., RU, прототип).

Недостатками прототипа являются малая продолжительность временного интервала, при котором сохраняется эффективность действия пенообразующего состава, а также низкая эффективность пылеподавления осевшей ранее пыли - пылевого аэрогеля, который при взметывании становится основным источников загрязнения воздуха пылью.

Приведенные аналоги, а также другие известные методы, в частности гидрообеспыливание, не обеспечивают осуществление эффективной и безопасной технологи пылеподавления и закрепления пылящих поверхностей в угледобывающей отрасли, для которой характерно то, что разработка каменноугольных месторождений, транспортировка угля, его переработка сопровождаются образованием и поступлением в воздушную среду значительных объемов твердых взвешенных частиц горных пород, в том числе, угольной пыли.

В связи с этим технической проблемой, решаемой изобретением, является разработка эффективного пенообразующего смачивающего состава с экологичными безопасными компонентами преимущественно природного происхождения, обладающими поверхностной активностью, увеличивающими смачиваемость поверхности частиц угольной пыли и продолжительность действия пенного состава, а также обеспечивающими прочность закрепления пылящих поверхностей и не влияющими на основные характеристики угольного сырья для дальнейшего использования,

Для решения технической проблемы предложен смачиватель для подавления угольной пыли, 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.

Олеиновая кислота - одна из наиболее распространенных в природе непредельных кислот. Олеиновая кислота встречается в различных растительных маслах и животных жирах. В промышленности олеиновую кислоту получают путем гидролиза природных масел или синтетически.

Гидроксид натрия (сода каустическая) - реагент, взаимодействующий с олеиновой кислотой с образованием водорастворимого олеата натрия в ходе приготовления раствора, который является поверхностно-активным веществом (ПАВ) с высокой экологичностью по сравнению с другими ПАВ.

Льняное масло в заявляемом составе используется в качестве реагента, способного вызывать слипание посредством сродства полярности масла и частиц угля, кроме того, под действием кислорода воздуха и ультрафиолетового излучения способного полимеризоваться, образуя более прочную связь между частицами угля и создавая прочный закрепленный слой на поверхности.

Состав смачивателя для подавления угольной пыли приготавливают следующим образом.

1. Сначала готовят концентрат рабочего раствора:

- к 8-10 г олеиновой кислоты добавляют 30 мл воды и 4-6 г гидроксида натрия (сода каустическая);

- смесь нагревают до 60°С при постоянном перемешивании.

2. После остывания полученного концентрата его разбавляют водой до 1 л.

3. К полученному раствору при перемешивании добавляют 3-6 г льняного масла.

Полученным раствором обрабатывают пылящую поверхность и воздушное пространство над ней, распыляя раствор через сопла форсунки.

Преимущество заявляемого состава смачивателя для подавления угольной пыли по сравнению с аналогами и прототипом заключается в использовании экологичных безопасных компонентов преимущественно природного происхождения, увеличивающих продолжительность действия пенного состава и смачиваемость поверхности частиц угольной пыли, а также обеспечивающих склеивание частиц угля для прочного закрепления пылящих поверхностей за счет сродства полярности льняного масла и частиц угля и способности льняного масла полимеризоваться на свету.

Кроме того, предлагаемый состав не влияет на основные характеристики угольного сырья для дальнейшего использования, а также подходит с позиции возможной его модификации, в частности, система будет стабильной при добавлении неорганических солей (однозарядных катионов) и многоатомных спиртов как криогенных компонентов, понижающих температуру замерзания раствора.

Результаты эксперимента, подтверждающие указанные преимущества, представлены в приведенных таблицах 1, 2 и 3.

В качестве показателя эффективности состава использовалась оценка адгезии (смачиваемости) частиц угольной пыли под действием исследуемых составов. При этом максимальное водопоглощение определялось как отношение объема поглощенного раствора к массе смоченного угля. Интенсивность процесса определялась как логарифмический множитель функции при коэффициенте достоверности аппроксимации не менее 0,98.

В таблице 1 отражены результаты адгезии частиц угольной пыли исследуемых составов, включая воду и раствор олеата натрия.

Из таблицы видно, что наибольшая адгезия наблюдается при первом составе.

В таблице 2 отражены результаты адгезии частиц угольной пыли исследуемых составов, включая воду и раствор олеата натрия с добавками льняного масла.

Из таблицы 2 следует, что при контакте угольной пыли с водой происходит поглощение воды образцами угольной пыли за счет смачивания поверхности. Средняя влагоемкость пыли при этом составляет 53%.

Из таблицы 2 также следует, что влагоемкость угольной пыли различается в зависимости от используемого реагента.

Так эффективность действия воды немного повышается при использовании натриевой соли олеиновой кислоты (олеат натрия), которую получали омылением олеиновой кислоты раствором щелочи, в частности, 8 г/л олеиновой кислоты и 6 г/л гидроксида натрия. Средняя влагоемкость угольной пыли при использовании раствора олеата натрия составляет 56%.

Более существенное повышение эффективности состава смачивателя происходит при использовании раствора олеата натрия с добавкой льняного масла (составы 3, 4, 5, 6, 7 и 8). При этом наибольшая эффективность осаждения пыли наблюдалась при взаимодействии с раствором олеата натрия с добавлением льняного масла концентрацией 4 г/л, влагоемкость составила 60%.

В таблице 3 приведены значения объема поглощенной воды угольной пылью при обработке исследуемыми составами в зависимости от времени проведения эксперимента при сохранении эффективности действия состава.

На основании этой таблицы также можно сделать вывод о наиболее эффективном составе смачивателя №4: раствор олеата натрия с добавлением льняного масла концентрацией 4 г/л.

Кроме того, из таблицы следует, что продолжительность эффективного действия состава смачивателя угольной пыли по сравнению с прототипом увеличена в 6-10 раз.

Таким образом, достигаемый изобретением технический результат заключается в повышении эффективности смачивателя для подавления угольной пыли за счет увеличения продолжительности эффективного действия пенного состава, улучшения смачиваемости поверхности частиц угольной пыли, а также в связи с обеспечением возможности склеивания частиц угля для прочного закрепления пылящих поверхностей за счет сродства полярности льняного масла и частиц угля и способности льняного масла полимеризоваться на свету.

При этом предлагаемый состав достаточно прост, все его компоненты не приносят вреда окружающей среде, здоровью человека и не влияют на основные характеристики угольного сырья для дальнейшего использования, что свидетельствует о перспективности предлагаемого состава смачивателя для подавления угольной пыли, а также о расширении арсенала технических средств.

Смачиватель для подавления угольной пыли, содержащий олеиновую кислоту, гидроксид натрия, льняное масло и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %:

олеиновая кислота 0,8-1,0
гидроксид натрия (сода каустическая) 0,4-0,6
льняное масло 0,3,-0,6
вода остальное



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к производству профилактических средств, которые предназначены для предотвращения прилипания и примерзания вскрышных горных пород к поверхностям горно-транспортного оборудования, а также смерзания вскрышных горных пород в своей массе.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения эндогенных пожаров в складах, при транспортировке в вагонах путем обработки поверхности угля антипирогеном.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения эндогенных пожаров в складах, при транспортировке в вагонах путем обработки поверхности угля антипирогеном.
Изобретение относится к средствам подавления и предотвращения пожаров в угольных месторождениях. Техническим результатом является повышение эффективности подавления огня и охлаждения областей возгорания на угольных месторождениях.
Изобретение относится к экологии и может быть использовано при производстве строительных материалов. В способе получения гетерогенного грунтового композита из отходов обогащения железных руд - ООЖР, содержащих оксиды железа, включающем обработку ООЖР соляной кислотой, на первой стадии указанную обработку осуществляют соляной кислотой технической 30-33% концентрации при 80-90°С в течение 2 часов при стехиометрическом соотношении компонентов исходя из содержания железосодержащих компонентов в отходах, затем на второй стадии осуществляют нейтрализацию полученного на первой стадии хлорида железа щелочным агентом до рН=7, удаление жидкой фазы после отстаивания в течение 1 часа и обезвоживание готового продукта до влажности, соответствующей полной влагоемкости продукта в пастообразном состоянии.
Изобретение относится к области защиты окружающей среды в железорудной, угольной, строительной, энергетической отраслях промышленности и может быть использовано для закрепления эрозионно опасных пылящих поверхностей полиминерального состава в хвостохранилищах, золоотвалах, на отвалах горных пород, а также на радиоактивно загрязненных территориях и обочинах автомобильных дорог.
Изобретение относится к пылеподавлению и может быть использовано в горной, металлургической, химической и других отраслях промышленности. 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.
Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для закрепления пылящих поверхностей хранилищ отходов обогащения железных руд, вынос пыли с которых оказывает существенную нагрузку на экологию прилегающих территорий.

Изобретение относится к угольной промышленности и может быть использовано для создания безопасных условий труда в подготовительных и очистных забоях. .

Изобретение относится к горной промышленности и предназначено для предотвращения запыленности окружающей среды на хвостохранилищах и засорения прилегающих к ним сельскохозяйственных угодий.

Изобретение относится к области способов и составов, применяемых для предотвращения выноса зернистых материалов, хранящихся в контейнерах с открытым верхом, в частности в открытых вагонах-хопперах, грузовиках, в виде отвалов, а также в контейнерах для хранения/транспортировки.

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для закрепления пылящей поверхности и рекультивации нарушенных земель, занятых хвостохранилищами, содержащих токсичные отходы переработки оловорудного сырья и характеризующихся высокой концентрацией тяжелых металлов.

Изобретение относится к способу уменьшения образования пыли из массы, склонной к образованию пыли. Способ включает обработку минеральной добавки или любого другого образующего пыль материала блочным сополимером глицерина и жирной гидроксикислоты с получением композиции, характеризующейся пониженным уровнем летучей пыли.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения эндогенных пожаров в складах, при транспортировке в вагонах путем обработки поверхности угля антипирогеном.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения самовозгорания угля в складах и при транспортировке в вагонах. Антипирогеный реагент содержит смесь трихлорэтилфосфата - 20,0-30,0 мас.% и остальное до 100 мас.
Изобретение относится к производству сухих строительных смесей с пониженным пылеобразованием за счет использования в качестве супрессивного средства изоляционного масла и может быть использовано в строительстве и промышленности строительных материалов для изготовления сухих строительных смесей (ССС), кладочных и штукатурных растворов, а также составов для устройства полов, стяжек, заделки стыков, щелей и т.п.

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения самовозгорания угля в складах и при транспортировке в вагонах. Антипирогеный реагент содержит смесь трихлорэтилфосфата - 20,0-30,0 мас.% и остальное до 100 мас.

Изобретение относится к пигментам с обработанной поверхностью для получения полимерных композиций, которые могут использоваться для получения суперконцентратов, формованных пластмассовых изделий и/или пластмассовых пленок.

Изобретение относится к горнодобывающей и перерабатывающей промышленности и может быть использовано для закрепления пылящей поверхности и рекультивации нарушенных земель, занятых хвостохранилищем, содержащих токсичные отходы переработки оловорудного сырья, загрязненных тяжелыми металлами (ТМ).

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для предотвращения эндогенных пожаров в складах, при транспортировке в вагонах путем обработки поверхности угля антипирогеном.

Изобретение относится к горной, металлургической, химической и другим отраслям промышленности, в частности угледобывающей, и может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса в угольном производстве. Технический результат заключается в повышении эффективности смачивателя для подавления угольной пыли за счет увеличения продолжительности эффективного действия пенного состава, улучшения смачиваемости поверхности частиц угольной пыли, а также в связи с обеспечением возможности склеивания частиц угля для прочного закрепления пылящих поверхностей за счет сродства полярности льняного масла и частиц угля и способности льняного масла полимеризоваться на свету. Для достижения технического результата предложен смачиватель для подавления угольной пыли, 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. Предлагаемый состав достаточно прост, все его компоненты не приносят вреда окружающей среде, здоровью человека и не влияют на основные характеристики угольного сырья для дальнейшего использования, что свидетельствует о перспективности предлагаемого состава смачивателя для подавления угольной пыли, а также о расширении арсенала технических средств. 3 табл.

Наверх