Состав для смачивания угольной пыли

 

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

ССНОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„»ВВ ЗЗ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

/ з,;„-ollHGAHNE изоы ктениУ (21) 3701794/22-03 (22) 16. 02. 84 (46) 23.07.85. Бюл. У 27 (72) Ю.Н. Зубкова, А.Н. Лопанов, В.А. Белобрицкий и Н.Б. Уэденников (71) Донецкий государственный универ-. ситет (53) 622.807.022(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 834355, кл. E 21 F 5/00, I981.

2. Авторское свидетельство СССР

К 829974, кл. Е 21 F 5/00, 1979. (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ СИАЧИВАНИЯ

УГОЛЬНОЙ ПЬШИ, включающий поверхностно-активное вещество, электролит и воду, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения эффективности подавления тонкодисперсной пыли sa счет улучшения смачивающих свойств состава, он содержит в качестве электролита сульфит натрия или тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Поверхностно-активное вещество 0„04-0,20

Сульфит натрия или тиосульфат натрия 0,01-3,00

Вода Остальное

1168735

20

55

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для получения водных растворов смачивающих жидкостей, применяемых для орошения источников пылеподавления при добыче, погрузке и транспортировке угля.

Известен состав для смачивания угольной пыли на основе смачивателя (IlAB) и воды. В качестве ПАВ применяют диэтаноламиды синтетических жирных кислот фракции Сю -С,> при концентрации 0,05-0,20 мас.%. в водном растворе (1) .

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 12) .

Однако известный состав недостаточно эффективно смачивает тонкодисперсную угольную пыль, Цель изобретения — повышение эффективности подавления тонкодисперсной угольной пыли за счет улучшения смачивающих свойств состава.

Поставленная цель достигается тем, что состав для смачивания угольной пыли, включающий ПАВ, электролит и воду, содержит в качестве электролита сульфит натрия или тиосульфат натрия при следующем соотношении компонентов, мас.%:

ПАВ 0,04-0,20

Сульфит натрия или тиосульфат натрия 0,01-3,00

Вода Остальное

Использование электролитов сернистокислого натрия Na S0> (сульфит натрия), серноватистокйслого натрия

Na>S2Ог (тиосульфат натрия) основано на целенаправленном изменении поверхностных свойств угольных частиц. Введение в состав смачивателя электролита, обладающего окислительно-восстановительными свойствами (ОВ-свойствами) обусловлено специфическим влиянием ОВ-среды на электроповерхностные характеристики твердой фазы. Известно, что максимальная гидрофобность твердой фазы достигается при условии, когда заряд поверхности равен нулю. Следовательно, для улучшения смачиваемости по t5

50 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 (Na SO> )

2 реализуется ОВ-процесс:

2- — гS0 + Н 0 + 2Е SO + 20H

4 г 3

Стандартный электродный потенциал приведенной электрохимической реакции равен (— 0,93В) .. Поэтому происходит изменение заряда поверхнос— ти угольного вещества в сторону увеличения отрицательного заряда.

Таким образом, положительный 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 (N» 0m):

2S0) + ЗН,О + 4e 8,0 + 6ОН.

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 такие экономическими соображениями. Нижний — необходимостью сохранения требуемых смачивающих свойств (табл. 1).

В табл. 1 приведены данные скорости смачивания антрацитовой пыли растворами граничного состава.

Пример.. Приготавливают композицию состава, мас.%: ПАВ (диэтаноламиды синтетических жирных кис168735

Т а б лица 1

Содержание компонентов н составе, мас.%

Предлагаемый

Компоненты

Известный

0,05 . 0,20 0,03 0,04 0,20

0,20

ДЭА C> X, 0,01 0,01 3,0

3 50

0 0

99 95 99 80 99 96 99 95 96 80

96,30

Вода

Скорость смачивания, мг/с

3,0 9,0 2,0 3„0 12,5 з 1 лот фракции C io — C» ) О, 20, электролит, обладающий 0d-свойствами (сульфит натрия), 3,00, вода 99,50 (табл. 1) . В 99,5 мл дистиллированной воды растворяют 3 r сульфата натрия, затем 0,2 r 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 пыли угля А, фракция менее 70 мкм.

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

Примеры и свойства составов с оптимальным содержанием компонентов 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 пре- вьппающих содержания ПАЗ н известном составе, т.е. 0,2-0,1 и

0,05 мас.X соответственно. В-качест ве ПАВ взяты ДЭА СЖК ю,, а также неионогенные ПАВ другого класса — оксиэтилированный алкилфенол (ДБ) и анион — активное ПА — лаурил сульфат натрия.

Как видно из табл. 2-4, в предлагаемом составе имеется возможность улучшить смачивание угольной пыли на 15-25%, не увеличивая общее содержание реагента ньппе, чем

10 у известного. Тем самым, (повышаются) улучшаются экономические показатели процесса пылеподавления °

В табл. 5 показано нлиянне роста содержания электролита, обладающего ОВ-свойстнами (Ма280 ) на скорость смачивания пыпи угля Л при суммарном содержании активных компонентов, превьппающих содержание

ПАВ н известном составе, т.е. более

2р 0,2 мас.%, Концентрация ПАВ при этом не превьппает 0,20 мас.Х, Как видно из данных табл. 5, введение дополнительного электроли25 та, обладающего ОВ-свойствами, приводит к повышению смачивающей способности йо сравнению с известным составом на 50-70% без повышения содержания ПАВ. Поэтому использонание щ предлагаемого состава позволит значительно улучшить санитарно-гигиенические условия труда горнорабочих угольных шахт.

1168735

Таблица 2

Композицияя

Na 803 Вода

0,20

2,7

8,9

4,1

10,8

10,8

0,18

4,9

10,0

11,2

0,16

5 6

10,9

9,1

0,14

8,2

9,0

3,3

0,12

7,0

8,3

0,10

1,0

7,0

5,9

0,08

4,0

5,5

0,3

0,06

0,2

2,6

3,3

0,04

Таблица 3

Композиция

6,0

5,5

0,10

7,8

0,01

7 ° 1

0,09

6,7

6,7

0,02

0,08

5,0

5,8

0,03

0,07

4,7

3,5

0,04

0,06

3,8

0,05

0,05

0,06

3,5

0,3

0,04

Состав композиции, мас.%

0 99,8

0,02 99,8

0,04 99,8

0,06 99,8

0,08 99,8

0,10 99,8

0,12 99,8

0,14 99,8

0,16 99.8

Композиция известного состава.

Состав композиции, мас.%

ПАВ Na БО Вода

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

99,90

М

Композиция известного. состава.

Скорость смачивания, мг/с, при типе ПАВ

Ф

ДБ Лаурил сульфат натрия

Скорость смачивания, мг/с, при типе

ПАВ

ДЭА СЖК о- з ДБ

1168735

Таблица

Скорость смачивания, мг/с, при типе

ПАВ

Композиция

ДЭА СЖК „ >

ДБ

3,0

2,9

3,0

2ь9

3,0

3,0

Т а б л и ц а 5

Скорость смачиваг ния, мг/с

0,16

0,04

0,18

0,02

10,5

1 1 2

0,04

13,2

0,08

0,10

15,2

0,20

15,2

0,20

14,7

0,40

0 40

13,9

0,80

12,7

9,0

0 06

10,9

0,12

0,08

0,12

13,0

0,16

12,8

11,0

0,30

0,40

0,80

0,60

12,0

1,20

12,3

1,60

10,3

0,10

0,10

8,3

0,08

0,12

7,0

10,5

0,20

0,24

8,0

0,50

0,6

10,8

7,2

Состав композиций, мас,7

ПАВ Na $0 Вода

0,050 О 99,950

0,045 0,005 99,950

0,040 0,010 99,950

Ф .

Композиция известного состава.

Компоненты состава, мас.X

ДЭА СЖК Na < SO y

Компоненты состава, мас.7.

ДЭА СЖК Na $0э

Скорость смачивания, мг/с

1168735

Продолжение табл.5

Хомнонвнты состава, мас.й

Компоненты состава, мас.Х

А СЖК На 80

ДЭА СИ(Иа $0 у

1,00

9,1

1,2

9,0

2,4

2,00

9,4

8,9

0,14

0,04

5,5

0,16

3,3

0,06

7,6

0,32

3,5

0,28

6,3

0,8

3,5

0,7

1,4

6,0

1,6

3,9

6,7

4,7

3,0

2,8

Редактор И. Дербак

Скорость смачнва". ння 1 мг/с

Составитель И. Федяева

Техред.М.Пароцай Корректор А.Тяско

Заказ 4601/32 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Скорость смачивания, мг/с