煤矿新型N4-2耐高温抑尘剂试验研究

抑尘剂抑制粉尘飞扬广泛应用于煤矿防尘治理工作中,然而,地热危害通常会影响抑尘剂的抑尘效果。为了解决该问题,实验研究了一种新型N4-2耐高温抑尘剂。通过将试剂A与B进行不同比例复配,同时添加不同量的卤化物C,并对其进行成膜率、抗压强度、耐高温性能检测,确定试剂A和B的配比为4∶2,添加卤化物的质量分数为4%时,新型N4-2抑尘剂的成膜率为90%以上,抗压强度为"高",最佳抑尘温度为40℃,可承受50℃高温。同时在某个热危害严重的煤矿应用,抑尘效果明显。     

微生物发酵法合成生物抑尘剂的试验研究

抑尘剂(降尘剂)是提高水介质防尘降尘效率的重要途径,但目前煤矿应用的抑尘剂普遍为化学抑尘剂,存在表面活性较低、成本较高,降解性差、对环境有污染等问题。为此,提出研制高表面活性、天然环保的新一代抑尘剂——生物抑尘剂。研发了枯草芽孢杆菌发酵合成生物抑尘剂BDS(Biological Dust Suppressant)的工艺,并采用响应面分析法和Design Expert软件分析了菌株高产的最优发酵条件;采用X射线晶体衍射和红外光谱技术探究了BDS的晶体结构和官能团结构;采用表面张力仪测试BDS溶液的表面张力,研究了其在不同温度、酸碱度和盐度条件下的界面性能和环境耐受能力;采用界面流变仪和扫描电镜测试BDS的润湿性能,并与化学抑尘剂AEO(Al-cohol ethoxylate)进行了比较。结果表明:对枯草芽孢杆菌进行活化、优选和培养可得到含有BDS的发酵液,然后采用酸化沉淀、超声萃取和减压蒸发方法对发酵液进行提纯,即可提取出BDS;在温度A=37.56℃、酸碱度B=7.99、摇床转速C=220 r/min、接种量D=2.17%、装液量E=59.89 mL的发酵条件下,BDS产量最大,达2.09 g/L;BDS结构上表现为各向同性,是一种具有长烷链和多肽结构的非晶体活性物质;BDS的临界胶束质量浓度为30 mg/L,较低的使用浓度即可将水的表面张力降至27 mN/m以下,在较大的环境参数变化范围内(温度≤70℃、酸碱度5～9、Na Cl质量分数≤15%),溶液表面张力仍保持在27～30 mN/m;6 mg/L(1/5临界胶束质量浓度)的BDS溶液与煤尘的接触角仅为11.19°,其润湿能力与500 mg/L(临界胶束质量浓度)的AEO溶液相比提高63.5%,表现出优异的润湿性能。研究工作有望为破解传统抑尘剂面临的表面活性和润湿能力较弱、生物降解性和环保性不足等难题提供借鉴。     

防冻型路面抑尘剂配方研制及性能表征

针对露天采场路面负温环境下的扬尘特点及机理,研制出一种防冻型路面抑尘剂。基于单体实验,确定了吸湿剂、凝并剂、表面活性剂等单体及其浓度范围。通过正交实验,以失水率作为评价指标,得到最优抑尘剂配方,并对最优配方的吸湿性、抗风蚀性、毒性及冰点等性能进行测定。结果表明,防冻型路面抑尘剂具有良好的吸湿放湿性、黏结性,能够抵御30m/s的风力侵蚀,在-33.4℃时依然不结冰,且经济成本低廉,为露天矿冬季路面扬尘治理提供了一种良好的技术保障。     

露天煤场环保型抑尘剂的制备及性能测试

以醋酸乙烯酯(VAC)为主要单体,过硫酸钾(KPS)为引发剂,十二烷基硫酸钠(SDS)和辛基苯酚聚氧乙烯醚(OP-10)为复合乳化剂,采用乳液聚合的方法制备了环保型抑尘剂,对其抗风蚀、保湿、毒理、煤质影响等性能进行了评价,并结合扫描电镜分析了喷洒抑尘剂后煤粒表面的微观形貌。结果表明:该抑尘剂喷洒的煤样放置120 h后,经6级风力(风速为10.8～13.8 m/s)吹扫,煤样风蚀率仅为2%,抑尘效率达到98%;煤样失水速率略低于水,具有一定的保湿性;煤样表干后成膜,无毒无害,不会对作业人员、环境产生不良影响,喷洒抑尘剂后也不会对煤质产生影响。该抑尘剂能高效抑制煤尘飞扬,可减少露天煤场的煤尘污染和煤炭损失,保护大气环境。     

露天石灰石矿复合型抑尘剂的制备与特性分析

为解决露天石灰石矿场中细颗粒物污染的问题，以黄原胶(XG)、瓜尔胶(GG)为合成底物，丙烯酰胺(AM)为单体、硅酸钠(Na₂SiO₃)为吸湿剂、十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为润湿剂，在过硫酸钾(KPS)和N,N′-亚甲基双丙烯酰胺(MBA)的共同作用下，利用接枝聚合方式合成了一种黏度适中、润湿性及吸湿性较高的石灰石矿复合型环保抑尘剂，并对研制的复合型抑尘剂进行FTIR、SEM、TG等结构表征和性能测试。结果表明：复合型抑尘剂具有大量孔洞结构，最大热解速率对应的温度为325.95℃,与喷水尘样相比，喷洒复合型抑尘剂的尘样的风蚀质量损失率、振荡质量损失率分别减小了97.8%、94.2%,形成的固化层抗压强度达到299 kPa,能满足矿山对粉尘表面压强的要求，复合型抑尘剂抑尘效果显著、热稳定性良好，可减轻石灰石矿粉尘污染问题，符合生态矿山的建设要求。     

新型煤尘化学抑尘剂配方优选实验

为有效解决抑尘剂对细微粉尘降尘效率低、喷雾对设备设施有腐蚀性等问题,基于化学抑尘剂工作机理,以表面张力、接触角、沉降时间及沉降时间为考察指标,从保水性和润湿性设计单体实验,从14种抑尘剂中优选出非离子型PAM、SA、JFC、DTAB这4种化学抑尘单体,并以正交实验为基础进行复配实验,优选出最佳抑尘剂配方为聚丙烯酰胺(非离子型PAM)、海藻酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚、月桂基三甲基溴化铵、牛脂胺,其质量分数分别为0.20%、0.15%、0.20%、0.09%、0.01%。实用性结果表明:该配方具有良好的降尘效果、安全性高、和腐蚀性低,全尘除尘率约为90.0%,PM10除尘率约为83.1%,呼吸性粉尘除尘率约为82.4%,PM2.5除尘率约为77.3%,PM1除尘率约为53.5%。     

环保型双网络水凝胶抑尘剂的性能研究北大核心

基于露天储煤场煤尘污染问题,利用聚乙烯醇(PVA)、黄原胶(XG)和丙烯酸(AA)分子间的氢键作用,制备了具有互穿双网络结构的水凝胶(PVA-XG-AA),并通过加入表面活性剂(SDBS)进一步增强了润湿效果,制备了一种集润湿、黏结于一体的环保型双网络水凝胶抑尘剂(PVA-XG-AA/SDBS);通过表面张力实验及渗透性实验测试发现PVA-XG-AA/SDBS与传统型聚丙烯酸水凝胶抑尘剂(PAA)相比具有更好的润湿性能;通过抗腐蚀性实验以及对喷洒PVAXG-AA/SDBS前后煤粉的工业分析验证了PVA-XG-AA/SDBS的环保性。结果表明:PVA-XGAA/SDBS对金属(铜、铁)和煤质未造成显著影响。     

新型煤尘抑尘剂的研制与性能测试

以聚乙烯醇(PVA)、脂肪醇聚氧乙烯醚(JFC)和少量成膜助剂为原料,利用单因素试验和正交试验方法研究了一种新型煤尘抑尘剂的配方,并对其性能进行了测试。试验结果表明,该抑尘剂粘度为19.10 mPa.s,表面张力为37.6 mN/m,喷洒后在较短时间内可在煤炭表面形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜,50 d后抑尘率仍可达到95.3%,与洒水抑尘相比,其抑尘效果和抑尘时间都得到大幅提高。该抑尘剂同时具有较好的抗风、抗雨淋性能,特别适宜在煤炭储运过程中使用。     

粘结性抑尘剂抑制露天煤场扬尘的工业试验

实验室研制的粘结性抑尘剂溶液喷洒在散体物料表面后,能使表面散体物料粘结形成具有一定强度的硬壳,具有防尘作用。工业试验在武钢焦作矿原煤场进行。煤堆喷洒抑尘剂后第2天,结成1层连续完整硬壳,壳体经历了4场雨、2场雪的冲刷及多次冻融后,仍完整无裂隙。第56d时对壳体的耐吹风、抗压力及抗剪切力等进行了测定。壳体抗压强度为3992Pa,抗剪切强度为1007．5Pa。当吹风风速达到23m／s时,壳体不破裂,表面扬尘浓度仅为0．597mg／m^3。露天煤场应用该抑尘剂不仅可以减少扬尘、保护环境,而且还可减少煤的流失。     

新型高效抑尘剂的研究与应用

为了有效解决煤矿防尘用水表面张力大、润湿性能差、喷雾降尘率低等问题,基于抑尘剂降尘机理的分析,结合抑尘剂溶液的表面张力、接触角及保水性实验,研发了高效、环保的抑尘剂配方-复配试剂B。研究表明:使用复配试剂B后,溶液的表面张力降低了61.73%,初始接触角减小了53.66%,保水率为不使用抑尘剂时的3倍。通过在某矿现场应用结果表明:添加抑尘剂后,降尘率达80%以上,与清水喷雾相比,降尘率平均提高20%以上,且该抑尘剂对呼吸性粉尘的降尘效果更为明显。     

壳聚糖基吸水树脂抑尘微胶囊制备及特性研究北大核心

为了减轻煤矿行业粉尘灾害,降低煤矿工人患尘肺病概率,采用接枝共聚的方法,以聚乙烯醇为抑尘剂基体材料,在引发剂与交联剂作用下,将2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸及丙烯酸与基体接枝共聚,制备出高吸水树脂作为微胶囊芯材,以壳聚糖为壁材,通过壳聚糖与戊二醛的胺醛缩合作用制备出新型吸水树脂抑尘微胶囊;通过红外光谱分析、扫描电镜确定吸水树脂及其微胶囊包覆情况,研究吸水树脂及其微胶囊的溶胀性、保湿性、抗风蚀性、生物降解性等。结果表明:微胶囊可溶胀23倍,经12 h后质量损失仅有19.6%;在抗风蚀性能实验中,在13 m/s的风速下,微胶囊抑尘剂的抑尘效率高达91.98%,抑制了煤尘扩散;且在自然环境下22 d后,微胶囊抑尘剂可降解完毕。     

哈尔乌素露天煤矿降尘措施

针对哈尔乌素露天煤矿高蒸发的空气环境和具体的砂岩路面材料等限定条件研发了"环保型抑尘剂",雾化炮在哈尔乌素露天煤矿得到了很好的应用。传统洒水、雾化炮和抑尘剂的结合使用将会大幅度提高哈尔乌素露天煤矿降尘效率和降尘用水率,降低降尘成本。     

多功能型抑尘剂在露天矿山路面中的应用

为探讨多功能型抑尘剂在露天矿山路面中的应用效果,介绍了一种原材料价格低廉、加工工艺简单、安全环保且具有良好的吸湿、保湿、凝并性能多功能复合型抑尘剂,测试了其在铁矿、煤矿、石灰石等不同类型露天矿山运输路面现场应用效果,并评价了其经济效益。测试结果表明,多功能复合型抑尘剂在3种不同类型的露天矿山中抑尘效果显著,具有一定的抑尘周期,其中抑尘剂溶液在露天铁矿运输路面试验中抑尘效率最高（98.3%）、抑尘周期最长（8 d）,在露天石灰石矿山路面,抑尘效率和抑尘周期可分别达到96.4%和5 d。通过经济效益分析,与传统洒水抑尘方法相比,多功能复合型抑尘剂节水效果明显,经济效益显著,具有一定的推广应用前景。     

新型散煤抑尘剂的制备及性能研究

在煤炭的储存和运输过程中,会产生大量煤尘,不仅造成煤炭损失,还将对环境造成严重污染。通过实验确定了一种复合型抑尘剂的最佳配方,该抑尘剂以水溶性高分子、丙三醇为原料进行反应,再加入吸湿性卤盐制成。抗风吹能力测定实验表明,喷洒该抑尘剂后,表层煤粒能抵御20m/s的风吹,抑尘效率可达98%以上,且抗冻融能力强。现场试验表明,该抑尘剂喷淋于运煤列车表层,可以明显减少煤损失,减轻环境污染。     

复合型散煤抑尘剂的合成及性能研究

以羧甲基淀粉钠为主料,复配膨润土、硅藻土及十二烷基硫酸钠的基础上合成了4种复合型散煤抑尘剂,研究了微波辐射以及无机矿物质条件的改变对抑尘剂的吸湿保湿性、黏结凝并性、抗风蚀性、热稳定性等性能的影响。结果表明:同等条件下,膨润土对煤尘的保湿效果、黏结凝并效果优于硅藻土,但二者对吸湿能力的影响并不显著,4组抑尘剂的最佳抑尘时间均可达2 d,且5 d之内仍有一定的保水能力。微波辐射明显提高了抑尘剂的吸湿保湿性、黏结凝并性、抗风蚀性和热稳定性,其中,黏度最高为22 m Pa·s,吸湿率在第4 d时仍高达4.6%,风蚀率最低仅为2.06×10~(-6),氧化分解温度最高可达180℃。     

露天矿采场路面抑尘剂研制及性能表征

基于露天采场路面扬尘特点及机理的分析,确定抑尘剂组分。通过吸湿剂、凝并剂、表面活性剂单体选择试验,初步确定单体及浓度范围。基于正交试验,以失水率为评价指标,确定了最优配方,并对其自然环境下的吸湿放湿性、抗风吹等性能进行了测试。结果表明,研究出的抑尘剂具有较好的吸湿、保水性能,干燥条件下,表面强度高,固结性能好,具有较好的防尘抑尘性能,且材料来源广泛、制备简单、成本低,具有较好的应用前景。     

新型煤尘抑尘剂的制备及特性

以大豆分离蛋白为黏结剂,在阴离子表面活性剂十二烷基磺酸钠、羧甲基纤维素钠以及甲基硅酸钠等助剂的共同作用下,开发了一种新型煤尘抑尘剂。通过在神州混煤、烟煤、无烟煤的静止煤堆表面上进行试验发现:该抑尘剂具有广泛的适用性。实验还发现,在同样条件下,该抑尘剂比市场上常用的二种同类产品具有更优异的抗风性和防水渗透性。这与所开发的抑尘剂喷洒在煤料上能够形成一层坚硬的固化层有关,该固化层具有一定的强度、抗风性、抗雨淋性。更进一步地,该抑尘剂所采用的大豆分离蛋白是天然可再生材料,不会对环境在成二次污染。     

露天煤场抑尘剂的制备及性能测试

为了进一步改善露天煤场扬尘问题,实验通过对天然可再生的大豆分离蛋白改性,研制出一种新型抑尘剂,通过对研制好的抑尘剂结合煤粉进行黏性、固化层抗压强度、抗风蚀性等各项性能指标进行测试,并结合扫描电镜与非改性的大豆分离蛋白溶液性能指标进行实验对比,发现改性后抑尘剂溶液能够形成一层紧密固化层,阻止煤尘二次飞扬,减少露天环境污染。     

煤结构差异对润湿型抑尘剂降尘效果的影响

为探究煤结构对润湿型抑尘剂降尘效果的影响,选用7个典型变质程度煤种的煤尘为研究对象,并选用4种煤矿常用润湿型抑尘剂,利用表面张力实验确定抑尘剂溶液浓度;此外,采用核磁共振(NMR)实验获得煤结构表征参数—芳香度fa′,根据现场降尘效果试验,将芳香度与降尘效率做相关性分析,得到如下结论:降尘率随着煤阶升高而不断降低;在使用抑尘剂对中低变质程度煤尘进行喷雾降尘时,受煤质影响较小,降尘效果好坏主要取决于降尘剂的选取,而当对高变质程度的煤尘进行喷雾降尘时,此时煤的疏水性很强,降尘效果差的原因主要在于煤自身的结构。     

新型抑尘剂的性能及工业试验研究

为了表征抑尘剂的性能,分别在实验室内和露天储煤场现场对抑尘剂的固化效果、防风及防雨性能进行评价。室内试验和现场试验结果都表明:抑尘剂效果优异,喷洒煤料上能形成一层坚硬的固化层,该固化层具有较高的强度,且具有非常好的防风及防雨性能。