Состав для профилактической обработки углей против самовозгорания

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„1615 0

А1 (51) 5 E 21 F 5/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4621326/31-03

- (22) 19.12.88 (46) 23. 12. 90. Бюл. N 47 (71) Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР (72) В.И..Саранчук, Л.Я.Галушка, А.Г.Галушка и В.А.Уазипов (53) 688.817(088 ° 8) (56) Патент ГДР Р 223362, кл. А 62 С 3/04, опублик. 1985.

Линденау Н.И. и др. Происхождение, профилактика и тушение эндогенных пожаров в угольных шахтах. - М.:

Недра, 1976, с. 151. (54) СОСТАВ цЛЯ ПРОФИЛАКТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ УГЛЕЙ ПРОТИВ САМОВОЗГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к угольной промьппленности и может .быть использовано для предупреждения самовозгорания углей при добыче, хранении и .транспортировании. Цель изобретения— повьппение эффективности профилакти.ческой обработки и снижение расхода перманганата калия. Состав содержит

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

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

2 следующие компоненты, мас.%: перманганат калия О, 1-0,001; гидроксид калия 0,05-0,1; вада — 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 глубока вещество угля, но и затрудняет контакт угля с кислородом за счет механического блокирования микрапор.

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 sa счет образования слоя окисленного угля. 1 табл. воду — остальное. Создание гидроксидам калия щелочной среды раствора ускоряет процесс окисления угля. В этих ус- . лавиях процесс заканчивается на стадии устойчивого к дальнейшим превращениям, 33 дикосида марганца. Таким образом, з, даже после полного высыхания воды, образовавшейся на поверхности угля, диокснд марганца не только не окисляет более глубоко вещество угля, но и затрудняет контакт угля с кислородом за

1615390 счет механического блокирования микро-: пар. Эффект блокирования пор может усиливаться и эа счет образования иа поверхности угля кристаллов карбаната „ калия эа счет "карбонизации" гидроксид калия диоксидам углерода.

Главной же причиной снижения химич ской активности угля в результате о работки щелочным раствором перман- 10 г ната калия (см. табл.) является

" ассивирование" поверхности угля sa с ет образования слоя окисленного уг л . В качестве объекта исследования и пользуют угли трех пластов Донбасса,15 с онных к самовозгоранию.

Растворы для обработки углей готов т путем растворения соответствующей н вески пермаиганата калин в 1 дм в диого раствора гидраксида калия и 20 в дистиллированной воде при воспроиз-.. в денни методики прототипа. Обработку у лей полученными растворами производ т в химическом стакане при комнатной температуре. Для этого навеску угля 25

5 г помещали в химический стакан и вводят 50 см раствора окислителя, сМесь периодически перемешивают, об окончании процесса судят визуально но обесцвечиванию раствора. Обычно нро™ 30 цесс заканчивается через 1-1,5 ч.

После этого уголь отфильтровывают на фильтре Шотта, сушат 2-3 ч на воздухе и помещают на 1 сут s эксикатор над

СпС1 . Из высушенной в эксикаторе пра 35 б угля отбирают иавеску для калариметрических испытаний. Для сапоставлендя лолу аняых данных хадорнн трняеекйм испытаниям подвергают также исходные и обработанные О, 1%-ным раствором 40 п елочи угли, которые перед испытанием хранят в том же эксикаторе.

Результаты калориметрических иэмер ений приведены в таблице. Из таблицы, следует, что обработка углей марок Д, 45

I,Ж щелочными растворами перманганата к алия приводит к снижеяию теплоты " с кисления кислородом воздуха обработ анных углей по сравнению с необрабо" тесанными. Учитывая, что самонагревание 50 у гля происходит именно за счет тепла, генерируемого углом в качестве критерия эффективности воздействия на, уголь раствора с i-й концентрацией 1ерманганата калия (или гидроксида к,алия), принято отношение где Я и (- теплота окисления угля о необработанного к обработанного i-м раствором (кДж/кг).

Из приведенных в таблице примеров видно, что обработка углей 0,1%-ным растворам гидроксида калия (пример 2) мало сказывается на изменении теплоты взаимодействия угля с кислородом по сравнению с исходным необработанньм углем (пример 1, n=1, 1-1,2 для разных углей).

Обработка углей 0,26%-ньм раствором перманганата калия без добавления щелочи (пример 3) снижает теплоту взаимодействия угля с кислородом примерно в 3-6 раз в ряду представленных углей. Однако при такой обработке перманганат калия расходуется не полностью (обесцвечивания раствора не наступает даже после 10 сут выдерживания s нем угля), что может быть причиной спровоцированного самовозгорания угля в шахтах после высыхания воды. Наибольшей ингидирующей способностью обладает раствор, содержащий по О, 1% перманганата и гидроксида калия (пример 4ь значение и 8,0-13,9), однако и этот раствор не обеспечива-. ется через 10 сут выдерживания.

Полное обесцвечивание приведенных в таблице растворов с концентрацией менее О, 1% перманганата калия наступает через 1-1,5 ч взаимодействия с . углем. !

Растворы 5 и 6, содержащие соответственно 0,01 и 0,001% перманганата. калия проявляют несколько меньшую ингибирующую 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 и, значение которого становится ниже аналогичного параметра, полученного при воспроизведении условий известного состава.

Изучение влияния концентрации гидроксида калия при фиксированной концентрации перманганата калия 0,01% (примеры 8-11) на ингибирунпцую способность растворов показывает, что увелиаст адаст

/кг в к/3к/кг

$ .

3,2, " 6,2

33,9

11,г

r,6

1,6

8,4 :

7 ° 8

t,6

2»6

5,89 5,51 о,ы

О,зв

О,47

О,56 г,эг

0,54

О,56 о,67

1,6З

1,67

1,44

î,ã7

0,12

О,14

0,22

1,04

0,20

0,21

0,22

o,ы

1,1

4,7

8,0

7,О . 5,6

1»7

5»9

5,7

5 2

s,â

1 ° 1

6, I

1О 2

8,5

6 9

1,4

7»2

6,9

5, г,4

84а обработка

О,12 К08 i вода

К33»оа 0,262 + вода (овототкк}

836»0, О, 12 + К08»3,!2 т вода

30hOa 0,01 2 + %033 0, 18 + вода

К36»04 0,0012 + КО8 О, !Х + вода

К330 О,OOon+ КО8 О,1Х+ sanаa

К3604 О,О!2 + КаН 32 + Sons к33оот 0»012 + кон 0»52 + вода

К3304 О,О!2 + КОК;0,052 + вда

O,On+ XO33O,O!I + вод

4,О7

З,74

0,87

0,51

0,58

o,7З

2,58

0,69 о,yi о 78 ..26

2, з

5.

7 в

9 ! о

2»26

1,95

0,7Â

0,26

0,35

О,74

1» 75

0 52

О,ээ

О,59

1 44

1,г г,9

8,7 з,s

З,1

1 ° 2

4,Э

4,Э э,в

1,6

Составитель И»федяева

Редактор А.Мотыль Техред M.ходани к Корректор М Шароши

Заказ 3972 Тираж 377 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ó7Kãîðoä, ул. Гагарина, 101

5 1б 15390 6 чение концентрации гидроксида калия Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я с О, 1 до 1Х мало сказывается на инги- . Состав для профилактической обрабирующей способности этих ээастворов, ботки углей против самовозгорания, При понижении концентрации гидроксида включающий перманганат калия и воду, калия до 0,05-0,01Х происходит и зна- . отличающийся тем, что, 5 чительное снижение. критерия и (при- с целью повышения эффективности промер 11), что свидетельствует о недо- Филактической обработки и снижения статочном количестве щелочи. расхода перманганата калия, раствор

Таким образом, для профилактичес- 10 дополнительно содержит гидроксид какой обработки углей против самовозго- .лия при следующем соотношении компорания можно рекомендовать щелочные кентов, мас.Х.: растворы перманганата калия в диапа- Перманганат калия О, 100-0, 001 зоне концентраций 0,001-0,1Х при кон- Гидрокснд калия 0305 0310центрации гидроксида калия 0,05-0,1Х. I5 Вода

Остальной