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。     

微波辐射下复合型抑尘剂的制备及性能研究

以微波聚合法结合传统的溶液聚合法,选用4种对抑尘剂性能影响较大的因素:成膜剂、润湿剂和交联剂三者的加入量及反应温度进行四因素三水平正交实验,以失水率、吸湿率和p H值为表征对象,并对实验结果作直观分析和方差分析,最终确定了抑尘剂的最佳组分,同时,进行了物理性能检测、综合热分析实验、抗风噬性、保湿性等性能验证实验。结果表明,样品的氧化分解温度为217℃,有效抑尘时间达3 d,风速为15 m/s时,煤尘表面的风蚀率仅为4.93%。     

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。     

煤尘抑尘剂的润湿性能研究

选取3种煤粉作为研究对象,分别对7种不同抑尘剂的润湿性能进行了测试.基于煤粉成分、粒径分析结果,结合抑尘剂电动电位、表面张力性能,通过抑尘剂在煤粉表面的接触角和正向渗透实验研究了抑尘剂对煤粉润湿性的影响.结果表明,抑尘剂在煤粉表面的接触角与煤粉的灰分成反比;抑尘剂溶液的表面张力、液—固之间的界面张力共同影响抑尘剂在煤粉...     

保湿抑尘剂在矿井巷道降尘中的应用研究

针对寺家庄公司的煤质及运输大巷粉尘污染状况,提出了粘结、凝并、吸湿和保水为一体的生态抑尘方案。在实验室选用单因素试验法对保湿抑尘剂的各抑尘因子的单体性质进行了深入研究和分析,确定了各因子的合理组分,通过多因素正交试验法确定了保湿抑尘剂的配方。通过现场试验,表明该保湿抑尘剂具有良好的保湿抑尘效果,有利于科学化治理矿井扬尘,减少粉尘危害,改善矿区环境。     

露天煤场复合型抑尘剂的制备与特性研究

为进一步降低煤矿、洗煤厂及港口等露天煤场的产尘量,阻止细小煤颗粒形成扬尘,采用接枝共聚的方法,选用海藻酸钠和胶原蛋白作为基体,以过硫酸钾为引发剂、N,N-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,将单体丙烯酰胺接枝到基体上,制备出兼具粘结性和润湿性的新型高分子抑尘剂。通过单因素试验确定粘结效果最佳的配比方案,通过测量抑尘剂自然干燥后的固化层厚度评价其润湿性,利用SEM图像分析新型抑尘剂的抑尘机理,利用喷淋装置模拟降雨验证抑尘剂的耐水性。结果表明,新型抑尘剂具有良好的润湿性、粘结性和耐水性,在露天条件下具有良好的抑尘作用。加入微量十二烷基苯磺酸钠后,固化层厚度增加约34.07%。     

矿用复合抑尘剂的研究及应用

为有效降低高浓度煤尘对井下工作人员健康造成的危害,针对矿用自来水湿润性和黏度的不足,通过沉降实验与黏度测试实验,并结合正交试验设计方法研发了一种由表面活性剂、增效离子和纤维素组成的复合抑尘剂。实验表明:添加该复合抑尘剂后的溶液沉降煤尘仅需4.1s,且其黏度为矿用自来水的24倍,湿润性与黏度显著高于常用抑尘剂。现场应用结果表明:掘进机内、外喷雾中添加复合抑尘剂后,工作面全尘和呼尘的平均降尘率分别达95.0%和92.8%,较采用复合抑尘剂前的全尘和呼尘的降尘率分别提高了25.0%和29.1%。     

矿用复合型生态友好抑尘剂的研发及应用

抑尘剂的使用是改善扬尘问题、优化矿山工作环境、保护工人健康行之有效的方案。复合型生态友好抑尘剂(CPG)依据矿山条件进行针对性研发,由植物胶等天然高分子添加剂以及其他有机材料复配而成,主要包含润湿剂、保湿剂、粘结剂、增稠剂、抑菌剂等功能性组分,其安全环保,易降解,无二次污染问题,符合生态矿山的环保理念。该抑尘剂具备润湿保湿、粘结吸附、固化结壳等功能,在复杂的矿山条件下使用更为高效。其应用于国内某钼矿尾矿库,抑尘效率理想,现场喷播后5天内PM10抑尘效率可达90%以上。     

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。     

露天矿山环保抑尘剂研制及性能研究

针对石灰石露天矿爆破粉尘的防治问题,选取氯化钙、甲基纤维素、脂肪醇聚氧乙烯醚、丙三醇4种单体,采用正交实验法对4种单体进行四因素三水平实验。以pH值、黏度、渗透速率、保水率作为考核指标,采用极差法对实验结果进行分析得到最佳配方的复合抑尘剂(A),将抑尘剂(A)与水稻秸秆粉末纤维素酶解离液进行1∶1复配得到环保抑尘剂(B)。将两类抑尘剂与水进行实验对比,进行润湿性、抗破坏性、抗冻性、抗蒸发性表征,SEM测试和室内抑尘模拟实验。研究结果表明：抑尘剂(B)在抗冻、抗蒸发性及润湿作用上与抑尘剂(A)相似且都明显优于水;抑尘剂(B)固化性能更佳,微观形貌显示具有良好的黏结作用。在室内模拟风机风速为12.8 m/s,时间为20 min的扬尘模拟实验中,水、抑尘剂(A)、抑尘剂(B)的抑尘效率分别为32.22%、71.73%和73.25%。     

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。     

煤尘抑尘剂的开发与研究

对采自神华集团选煤厂的两个煤尘进行了性质表征 ,并基于其表面性质特点开发出了几种抑尘剂。通过对抑尘剂的保水性、润湿性和凝聚性能测试 ,得出 5号配方抑尘剂的性能较好。     

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。     

市场现有抑尘剂的性能分析

为了解市场上抑尘剂产品的性能,对2个厂家生产的6种抑尘剂产品进行了室内试验测试,包括产品的pH值、黏度、表面张力、渗透性和固化层的抗风、抗雨淋性能。测试结果表明:6种抑尘剂的pH值在6.48～10.03,其中A_3产品的pH值为6.69,黏度为606 mPa·s,表面张力为49.8mN/m,其固化层厚度和强度分别为11.7 mm和30 kPa,抗风和抗雨淋效果较好,更符合对化学抑尘剂高效环保的要求;但在配制和喷洒时,A_3产品对设备有较高的要求。     

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。     

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。     

气相吸附用煤基块状活性炭材料试验研究

为制备可以净化空气且具有装饰性的块状活性炭,采用低成本,来源广泛的优质煤材料作为吸附基体,以沥青为黏结剂,碳酸钠和氢氧化钾为活化剂,通过添加质量分数20%的陶瓷粉料,经过粉碎、碾磨混合成型、化学活化及隔氧炭化制备出不同配料的块状活性炭试样,对其不同的试验样品进行了强度和吸附性能测试.结果表明:样品编号为c-25的活性炭经成型后,其达到了较佳的吸附率和理想的强度,BET比表面积达到496.35m2/g,总孔容为0.260 8mL/g,抗压强度为7MPa,洛氏硬度为1.1.     

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。     

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。