矿用抑尘剂对不同粒径煤尘的润湿性能影响

为优化矿用抑尘剂的使用浓度及对不同类型、不同粒径煤尘的润湿性能,对曹家滩、张家峁、凉水井、小纪汗和象山煤矿的不同粒径煤尘进行试验分析。通过表面张力试验及沉降试验,发现该抑尘剂的临界胶束浓度为0.1%,且在该浓度下表面张力为37.06 mN/m,不同煤矿及不同粒径煤尘的沉降时间可控制在4～23 s内,润湿效果较好。通过保湿性试验,发现抑尘剂中添加一定比例的无机盐氯化钙,煤尘被完全润湿后失水率下降。当氯化钙含量占溶质的0.11%时,被润湿的煤尘在室温下静置24 h后含水率为40%,在高湿环境下被润湿煤尘质量逆向减少,3 h后蒸发与吸湿达到平衡,抑尘剂表现出良好的保湿性能,试验结果为现场应用提供了有价值的数据参考。     

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。     

粒径对褐煤粉尘润湿性的影响研究

喷雾降尘技术的降尘效率与煤尘的润湿性密切相关,而煤尘的润湿性受诸多因素影响.为了研究粒径对煤尘润湿性的影响,以内蒙古雁南煤矿4种不同粒径煤粉为研究对象,从接触角、沉降效率、红外光谱、润湿热4个方面探讨粒径对煤尘润湿性的影响规律.研究表明:当煤尘粒径逐渐增大时,接触角则逐渐减小,亲水沉降效果显著;粒径变化没有造成煤尘官能...     

焦坪矿区煤的润湿性及助排剂优选研究

为研究焦坪矿区煤的润湿性对煤层气地面开发的影响,利用煤的润湿接触角实验测定煤的润湿性,通过润湿接触角和表面张力实验研究优选助排剂。研究结果表明:焦坪矿区煤的接触角均小于90°,润湿性类型为黏附润湿,需考虑增产改造过程中加入助排剂来达到理想的排水降压效果;初选的4种不同的助排剂中D-60的助排效果最为理想。     

一种凝聚型抑尘剂的制备及性能测试

基于接枝共聚理论的不断发展和应用,提出以淀粉、膨润土作为基体,丙烯酰胺作为单体,用过硫酸钾作为引发剂,N,N′-亚甲基双丙烯酰胺作为交联剂,利用膨润土比表面积高及吸附性能好的优势,制备一种凝聚型抑尘剂。用单因素实验测试选出产物的最优配比,以接触角实验测试产物的润湿性,以产物作用于煤粉表面的实际凝聚效果分析产物的作用机理,以扫描电镜实验观察产物失水后的表面结构。结果表明:产物的润湿性能好,凝聚效果好,能很好的起到抑尘作用。     

高分子抑尘剂对褐煤矿场细颗粒物的抑制特性

为减少褐煤矿场中无组织排放的细颗粒物进入大气,避免其对人体健康、生产安全和大气环境造成严重危害,选取聚丙烯酸乳液、瓜尔豆胶、聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠4种高分子单体,通过结壳硬度衰减实验筛选得到性能优良的单体瓜尔豆胶。以表面张力和接触角实验比较吐温-20、曲拉通X-100、十二烷基硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠 4种表面活性剂溶液对褐煤颗粒的润湿性能,实验发现非离子表面活性剂曲拉通X-100对褐煤粉尘的润湿性能最优。将高分子单体瓜尔豆胶复配以表面活性剂曲拉通X-100,开发得到一种褐煤矿场专用的结壳型抑尘剂。通过抗风蚀性能实验,考察不同单体浓度、不同风速条件对固化层风蚀后颗粒物数量浓度和粒度分布的影响,优选出最佳抑尘剂配方为质量分数0.7%的瓜尔豆胶和0.1%的曲拉通X-100。该抑尘剂可使煤堆表面固化形成具有一定厚度和强度的防护层,10 d后固化层硬度仍可达61.43,能抵抗15 m/s风速侵蚀而不受影响,足以应对北方大风天气。细颗粒物数量浓度降低至3.69×105 cm-3,颗粒物数量浓度峰值出现在0.85 μm左右,低粒径段颗粒物抑制效率总体由30.1%提高至94.4%,粒径0.1 μm左右的细颗粒物抑制效率增幅达到64%。实验结果表明,该抑尘剂对细颗粒物的抑制效果明显,是适合褐煤矿场专用的原材料易得、环保高效的抑尘剂。     

浮选水质硬度对煤泥润湿性及电动电位的影响

为了研究水质硬度对煤泥颗粒润湿性及电动电位性质的影响,对煤泥颗粒在不同水介质中的润湿接触角及ζ-电位进行了测定分析,对煤泥在不同水介质中进行了浮选速度试验。研究表明:选煤厂循环水的硬度远高于生产补加清水的硬度,浮选用水的硬度对煤泥润湿接触角和ζ-电位具有显著影响;随着水的硬度增大,煤泥颗粒的润湿接触角逐渐减小、电动电位增加,浮选速率提高、选择性降低。     

难润湿疏水性煤尘润湿性研究

通过表面张力实验、接触角实验和煤尘润湿性沉降试验研究煤尘润湿性能并优选润湿剂。研究表明:合适的表面活性剂可以大大提高润湿性能,矿井水具有更好的润湿性能;初选的9种表面活性剂对比试验得出阴离子和非离子表面活性剂的润湿性能优于阳离子和两性离子表面活性剂;表面活性剂的润湿性能不一定和表面活性剂的浓度成正比,30℃时表面活性剂润湿性能更好;通过接触角和煤尘润湿性沉降试验,得出浓度0.35%的快渗T是最优润湿剂。     

表面活性剂对煤的润湿性影响

为了研究表面活性剂对不同煤的润湿性影响,以瘦煤、焦煤、无烟煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基硫酸钠,设计了6个不同浓度表面活性剂溶液分别针对3种煤的润湿性及沉降实验方案.通过对不同浓度溶液表面张力、接触角的测定以及不同煤样在各浓度溶液中的沉降现象对比,分析得出煤样对应的最佳表面活性剂溶液浓度,证明了在防尘用水中添加表面活性剂的必要性.结果表明:0.5%浓度的十二烷基硫酸钠溶液对煤尘具有较好的润湿效果;表面张力与接触角随润湿性的提高而减小,当浓度达到0.5%时,二者数值趋于稳定;不同煤样结构差异对润湿性有很大影响,3种煤样润湿性最好的为无烟煤,其次为瘦煤、焦煤;添加表面活性剂可以有效改善溶液润湿性.     

基于表面活性剂的煤尘润湿性研究

通过对4种不同浓度的表面活性剂单体溶液进行张力值的测定,并结合表面活性剂单体溶液对煤尘润湿接触角实验,对煤尘润湿性进行定量表征研究。研究表明,表面活性剂单体溶液对煤尘的润湿性不仅表现在溶液的表面张力的大小,而且体现在溶液与煤尘的接触角大小;通过煤尘接触角实验结果拟合分析,阐明了非离子表面活性剂和阴离子表面活性剂在润湿效果上明显好于阳离子和两性离子表面活性剂的机理。     

SDS溶液改变无烟煤润湿性与冲击产尘粒径分布的实验研究

为了提高无烟煤层注水效果,采用不同浓度的十二烷基硫酸钠(SDS)溶液对无烟煤样进行了浸泡改性,并对浸泡改性前后煤样的表面基团、煤/水动态接触角、自然吸水率以及冲击产尘粒径分布规律进行了测试和分析。结果表明:SDS溶液浸泡改性使无烟煤样润湿性增强,煤/水动态接触角随SDS溶液浓度的增加呈指数规律降低;改性煤样的自然吸水率随着SDS溶液浓度的增加呈指数规律增加。自然煤样和改性煤样在饱水状态下的冲击破碎产尘粒径-质量分布具有分形特征,煤样的自然饱水率越高,受冲击产尘粒径-质量分布的分形维数越小;随着SDS溶液浓度的增大,其改性煤样的冲击产尘粒径-质量分布分形维数减小,即产生的微细粉尘总量减少。     

Design of a dust tower for suppression of airborne particulates for iron making

Proper characterization of a dust suppressant represents a significant challenge. There has been confusion on what makes an effective dust suppressant. Many have argued that a dust suppressant must wet the material effectively and rapidly to control airborne dust. As a result, dust suppression studies have been heavily dependent upon laboratory wetting experiments such as contact angles, fine particle engulfment rates, and particle bed experiments to characterize dust suppressants. It has been believed that an effective dust suppressant should produce a low contact angle, and engulf particles rapidly thereby wetting the surface effectively and reducing airborne dust levels. However, these methods only characterize how the suppressant wets a given material, which does not directly correlate to the ability to suppress dust. Furthermore, a clear correlation between wetting enhancement and dust suppression has not been demonstrated. In order to address this gap, a novel dust tower was constructed which provided direct material dustiness measurements and allowed for a more realistic evaluation of dust suppressant effectiveness. This unit was able to clearly distinguish differences in dustiness that resulted from treatment of iron ore pellets with several different dust suppressant chemicals.     

基于红外光谱的煤尘润湿性

为了研究煤尘的微观润湿特征,取具有代表性的6种煤样进行煤质特征分析和液-固界面动态接触角滴液系统测定,同时采用NICOLET-380傅里叶变换红外光谱仪,对煤尘表面官能团进行分析。通过将煤尘润湿接触角与煤尘表面官能团吸收强度建立定量关系,得到煤尘表面无机矿物质官能团(以灰分和无机硅酸盐为代表)、含氧官能团(以芳香羟基为代表)以及有机大分子结构(以芳环C—H键为代表)对煤尘润湿性有较大影响,并且和煤尘润湿性接触角存在对应函数趋势,在3 050 cm-1处的红外透过率与煤尘接触角角度关系符合线性关系,相关系数R2=0.917 51;在1 020~1 100 cm-1处煤尘接触角随其透过率增加而增加,当透过率高于30%时,润湿角度稳定居高,此时相关系数R2=0.914 88。当煤尘含C量达到82%以上时,煤尘润湿性表现较差,趋势图相关系数R2=0.925 60。     

煤尘润湿性影响因素的研究

试验以望峰岗原煤和祁东原煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、减水剂NF和吐温-80,通过接触角实验、红外光谱实验以及表面张力实验,研究了煤尘润湿性的影响因素。研究表明,表面活性剂水溶液对煤尘润湿性的影响与溶液的种类、浓度和表面张力以及煤样表面结构等因素密切相关。     

表面活性剂抑尘性能的实验研究

表面活性剂作为改善防尘用水湿润性能的有效方法之一,广泛应用于煤矿粉尘治理工作中。通过对相同条件下不同表面活性剂及复配试剂进行接触角、表面张力测定实验,分析了其各自的湿润性能,得出复配试剂B、BS-12、快渗T、APG的湿润性能较好,且复配溶液的湿润性增益与否同表面活性剂单体的自身物理化学性质有较大关系。     

散料表层渗透固化机理及技术应用研究

基于表层渗透固化方法,以天然淀粉为主要原料,通过催化氧化改性制备固化抑尘剂。比较了添加表面活性剂对固化抑尘剂不同粒度煤料渗透性的影响,考察了固化抑尘剂的温度适应性、稳定性;在神朔运煤铁路线进行了抑尘剂喷洒固化试验和应用,结果表明：基于表层渗透固化方法研制的淀粉基固化抑尘剂喷洒在煤散料表层可形成抑尘固化壳层,能够防止列车运煤过程中煤料散失,喷洒固化抑尘剂后,显著降低了运煤列车通过隧道时隧道内的煤粉尘浓度,隧道内煤粉尘浓度由256.4 mg/m3降低到30.5 mg/m3,喷洒固化抑尘剂对煤质无影响。     

Study on coal dust wettability measurement using cold briquetting technique

Quantitatively-measuring of coal dust wettability is essential for the R/D of chemical coal dust suppressants in the field of dust control with wetting-agent-added water. Analysed the causes which in present lab testing of coal dust wettability cause out-comes’ low repeat rate and poor consistency with coal dust suppression practices in fields, and investigated the influence of different briquetting pressure (from 0 to 6.5×10⁸ Pa) on the wet behavior of coal dust as a new way to evaluate quantitatively coal dust wettability. The study shows that there is a fairly high coincidence between the coal dust wettability data measured by briquetting technique and the results gained from the lab dust suppression tests using an apparatus MCYZ. Supported by the National Natural Science Foundation of China (90210014)     

表面活性剂复配对低阶煤煤尘润湿性的影响

为解决煤尘不易被水润湿的问题,选取表面活性剂加入水中制成复配溶液.通过测定自来水、5种不同类型表面活性剂单体溶液及5种复配溶液的表面张力、煤尘接触角及煤尘沉降时间,研究表面活性剂复配对煤尘润湿性的影响规律.结果表明:阴离子与非离子、阴离子与阴离子、非离子与非离子表面活性剂复配都可以起到协同增效作用,显著提高煤尘的润湿性...     

基于主成分分析法的松软煤体煤尘润湿特性研究

矿井煤层产尘与煤体坚硬程度密切相关,而深部含瓦斯煤体往往呈现松软煤层的特征,为了研究松软煤层煤体润湿性的影响因素,以对粉化松软煤体产尘进行治理,以衡量煤样润湿性强弱和评价粉尘灾害的重要指标接触角为主线,从淮北煤田7个突出矿井选取了7种松软程度不同的煤样进行煤-水接触角测定,通过工业分析、煤与瓦斯基础参数测定、孔隙结构测定和红外光谱定量分析试验,采用主成分分析法系统探讨了松软煤体煤尘的润湿特性和主要控制因素。研究结果表明:松软煤体的润湿性主要取决于煤的灰分、水分、孔容、比表面积、坚固性系数、羟基含量,且影响程度依次减弱;其中灰分、水分、孔容、比表面积、羟基含量与接触角成负相关,是煤的亲水因素,而坚固性系数与接触角呈正相关,是煤的疏水因素;煤体强度越低,煤体越松软,煤-水接触角越小,煤的表面润湿性越好;通过主成分多元回归分析方法的结果得出灰分与煤-水接触角的相关程度最高,是煤表面润湿性的主控因素;瓦斯在煤层赋存过程中影响煤体的强度,瓦斯的吸附、放散作用促进原生裂纹的开裂和新生裂纹的产生,导致煤体物理化学性质的改变,间接影响了煤的润湿性。