CN103450855A - 煤矿用环保型降尘剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及降尘剂领域,具体涉及煤矿用环保型降尘剂;所要解决的技术问题是提供一种可以使水雾在尘粒表面快速润湿渗透到尘粒内部,加快尘粒凝聚,加速尘粒沉降的可生物降解的环保型降尘剂;采用的技术方案为:煤矿用环保型降尘剂,包括如下质量分配比的原料:表面活性剂60~100份,可生物降解的高分子聚合物5~30份,溶剂20~60份,防冻剂6~20份和金属缓蚀剂0.5~4份;本发明的降尘剂为浓缩液,配比比例可达1:1000~1:5000,能够实现快速降尘,且不含氯化物盐类,喷洒后可被生物降解,从而避免二次污染环境。

Description

煤矿用环保型降尘剂
技术领域
本发明涉及降尘剂领域,具体涉及煤矿用环保型降尘剂。
背景技术
在采矿和坑道作业时,爆破和机械作业会产生大量的细小粉尘,由于通风不畅,致使尘粒无法及时排出,以至工作面煤粉浓度严重超标。煤矿粉尘影响矿井安全生产,威胁职工身体健康,污染环境,是煤矿主要灾害之一。煤尘被人吸入后,会积累在呼吸系统中,引发许多疾病,尤其是直径小于2.5微米的颗粒对人体健康的危害极大,严重的可以导致癌症,畸形甚至基因突变等危害。目前,我国煤矿采掘工作面在没有防尘措施的情况下,综采工作面的粉尘浓度可达2500~3000mg/m3,而综放工作面粉尘情况则比一般的综采工作面更为严重,采煤机割煤,移架和放煤平行作业时,有些煤矿的瞬时原始粉尘浓度甚至高达8000~10000mg/m3。即使采用通风除尘等措施,多数工作面的情况依然相当恶劣,已经严重超过国家标准规定。面对国家日益对环境问题的关注,有效控制粉尘,降低粉尘浓度,改善工作环境,杜绝煤尘事故,是煤矿当前急待解决的问题。
目前煤矿采用通风除尘以及煤层注水、喷雾降尘、湿法采掘作业等综合防尘措施,然而清水的降尘效果是比较差的。关键有2个限制因素:较低的接触频率和煤粉的疏水特性,所以其降尘效果往往较低,总粉尘降尘效率在40-60%,对呼吸性粉尘的降尘效率只有20-40%。其原因是由于细小的粉尘微粒所带的静电荷与水雾所带的电荷性质相同,它们之间相互排斥;粉尘本身具有憎水性,它阻止水与粉尘微粒的结合,致使降尘效果较差,即使水以雾状形式喷洒,降尘效果也并不理想。目前采用的降尘剂也参差不齐,以往CN01123865、US4171276所述的降尘剂只能针对公共场所的普通降尘;CN200910230823、US4425252、GB677729所述的降尘剂采用一般表面活性剂和吸湿性氯化钙,只能针对煤矿井上的普通降尘,而且氯化钙有比较强的腐蚀性,也需要添加大量的配制设备,很难实现工业化的实际应用。CN200910241411所述降尘剂是通过表面活性剂的复配,虽然提高了煤粉的润湿程度,增加了降尘效率。但是面对煤矿综采面6000mg/m3粉尘浓度的实际情况,只靠快速润湿煤尘也很难达到很好的降尘效果。US3900611所述降尘剂采用表面活性剂和改性聚丙烯酰胺复配制成浓缩液,但其降尘效果也不太理想,而且浓缩液的稀释比例只能到达1:200~1:750。
本发明采用高效润湿剂和高分子聚合物复配,不含氯化物盐,能快速润湿渗透煤尘,而且对润湿的细小煤尘有很好的凝聚作用,使润湿的细小煤尘相互凝聚变重,实现快速降尘。本发明的降尘剂浓缩液,配比比例可达1:1000~1:5000。只需一个很小的添加装置,添加到除尘水管路中,不需要降尘剂添加配制装置,实现了煤矿井下方便操作的实际情况,真正实现了煤矿井下降尘的实际应用而不是实验研究。
发明内容
本发明克服现有技术的不足,所要解决的技术问题是提供一种可以使水雾在尘粒表面快速润湿渗透到尘粒内部,加快尘粒凝聚,加速尘粒沉降的可生物降解的环保型降尘剂。
为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案为:煤矿用环保型降尘剂,包括如下质量分配比的原料:表面活性剂60~100份,可生物降解的高分子聚合物5~30份,溶剂20~60份,防冻剂6~20份和金属缓蚀剂0.5~4份。
所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂或二者的复配。
所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠(AES)、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、全氟己基磺酸钾中的一种或多种的复配物。
所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠产自河南兴亚集团。
所述琥珀酸二异辛酯磺酸钠为OT-75。
所述非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇油酸酯、吐温中的一种或多种的复配物。
所述吐温为吐温80,产自江苏海安石油化工厂。
所述辛基酚聚氧乙烯醚为op-10,产自江苏省海安石油化工厂。
所述聚乙二醇油酸酯为聚乙二醇600双油酸酯,产自江苏省海安石油化工厂。
所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量分配比为1:0-6。
所述可生物降解的高分子聚合物为可溶性纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠物质中的一种或多种的复配物;
所述可溶性纤维素为羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素钠。
所述聚丙烯酰胺产自焦作市亿生化工有限公司。
所述聚乙烯醇为聚乙烯醇1788,产自山西正邦。
所述聚丙烯酸钠产自杭州絮媒化工有限公司。
所述溶剂为甲醇、乙醇和异丙醇中的一种或多种的复配物。
所述防冻剂为乙二醇或甘油或二者的复配。
所述金属缓蚀剂为乙醇胺磷酸酯、钼酸钠和氨基磺酸中的一种或多种的复配物。
所述乙醇胺磷酸酯产自北京恒业中远化工。
一种使用所述降尘剂的方法,包括以下步骤:
A、将降尘剂加入到轻便的降尘剂添加装置中,调节计量泵调整降尘剂和水的比例为1:1000-5000,将降尘剂添加到除尘水管路中。
B、当井下工作面开采煤时,开启综采面的喷雾除尘系统,降尘剂自动和水复配,通过压力将其输送到工作面的喷雾降尘系统,开始喷雾降尘。
与现有技术相比本发明具有以下有益效果。
1、本发明采用高效润湿剂和高分子聚合物复配,不含氯化物盐,通过高效润湿剂快速润湿渗透煤尘,而且采用有一定粘接力的高分子复配物,对润湿的细小煤尘有很好的凝聚作用,使润湿的细小煤尘相互粘接变重,实现快速降尘。
2、本发明的为浓缩液,与水的配比比例可达1:1000~1:5000。只需将一个很小的降尘剂添加装置添加到除尘水管路中,即可实现喷雾降尘,不需要额外添加降尘剂配制装置,操作方便,适应了煤矿井下操作的实际情况;真正实现了煤矿井下降尘的实际应用而不是实验研究。
3、本发明用于喷雾降尘:在喷雾用水中只需加入极少量降尘剂,就能大大降低水的表面张力,使水滴变得更小,增强水润湿疏水性粉尘的能力,消除水雾与粉尘之间的静电斥力,从而加大水滴和粉尘的接触面积,实现快速润湿颗粒表面和提高接触频率,使水雾与粉尘快速吸附结合,增加重力快速沉降,提高喷雾降尘效果。可以在普通喷水量降至一半甚至更低得情况下,同时获得远高于单纯喷水的降尘效果,降尘率达到90%以上,对呼吸性粉尘降尘效果显著。本发明的降尘剂应用效果稳定,对不同煤质通用性好。
4、本发明可用于煤层注水:在煤层用注水中添加极少量煤矿降尘剂,降低水的表面张力,增加煤层的湿润性和提高毛细管渗透力,使水能更好地沿着煤的裂隙渗透,充分润湿煤体,可显著提高煤层注水量2倍以上,湿润范围扩大2~3倍,良好的煤层注水效果可避免回采工作面瓦斯超限造成的停机,避免了因此带来的经济损失;也可软化煤体,减少采煤机截齿损耗,提高顶煤可放性;提前释放煤层中瓦斯,减少开采时瓦斯异常涌出现象发生,从而提高开机率;降低采煤工作面煤尘浓度,保障工人健康,极大降低了煤尘对安全生产的威胁。
5、本发明可使用原有的水雾喷淋系统,只需另加一个小型加药装置,把药剂注入喷雾系统即可,根据不同作业区,采用不同的喷头以达到更好效果。适用于煤矿井下采、掘工作面、运煤转载点、打眼作业、煤尘注水和全方位降尘,达到最佳除尘效果,改善员工作业环境。也可以用于洗煤厂、电厂、金属矿、非金属矿等粉尘污染区。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
将15公斤的十二烷基硫酸钠、10公斤的OT-75、10公斤的异构十三醇聚氧乙烯醚、13.5公斤无水乙醇、5公斤甘油、0.55公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入4公斤聚乙烯醇,搅拌24小时出料。
将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:1000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为24mN/m。降尘效果比纯水提高100~120%。
实施例2
将30公斤的十二烷基苯磺酸钠、20公斤的异构十三醇聚氧乙烯醚、20公斤无水乙醇、5公斤甘油和0.6公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入5公斤聚乙烯醇,搅拌24小时出料。
将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:1000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为30mN/m。降尘效果比纯水提高80~90%。
实施例3
将40公斤的AES、20公斤的OT-75、20公斤无水乙醇、6公斤乙二醇、0.5公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入6公斤聚丙烯酸钠,搅拌24小时出料。
将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:1000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为22mN/m。降尘效果比纯水提高100~110%。
实施例4
将10公斤的全氟己基磺酸钾、55公斤的异构十三醇聚氧乙烯醚、20公斤无水乙醇、6公斤乙二醇、0.5公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入5公斤聚乙烯醇和0.5公斤羟乙基纤维素钠,搅拌24小时出料。
将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:1000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为20mN/m。降尘效果比纯水提高80~90%。
实施例5
将15公斤的AES、10公斤的OT-75、10公斤的OP-10、14公斤无水乙醇、5公斤乙二醇、0.6公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入4公斤聚丙烯酰胺,搅拌24小时出料。
 将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:1000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为21mN/m。降尘效果比纯水提高100~120%。
实施例6
将15公斤的十二烷基硫酸钠、10公斤的OT-75、10公斤的异构十三醇聚氧乙烯醚、13.5公斤无水乙醇、5公斤甘油、0.55公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入4公斤聚乙烯醇,搅拌24小时出料。
将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:5000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为26mN/m。降尘效果比纯水提高80~100%。
实施例7
将30公斤的十二烷基硫酸钠、20公斤的OT-75、20公斤的辛基酚聚氧乙烯醚、26公斤甲醇、10公斤乙二醇、1公斤的氨基磺酸加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入2公斤羧甲基纤维素钠和6公斤聚乙烯醇,搅拌24小时出料。
 将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:3800,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为25mN/m。降尘效果比纯水提高90~100%。
实施例8
将20公斤的十二烷基苯磺酸钠、10公斤的全氟己基磺酸钾、70公斤的吐温80、39公斤无水乙醇、15公斤甘油、2.5公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入4公斤聚丙烯酰胺和8公斤羧甲基纤维素钠,搅拌24小时出料。
 将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:5000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为23mN/m。降尘效果比纯水提高60~70%。
实施例9
将25公斤的异构十三醇聚氧乙烯醚、15公斤的聚乙二醇油酸酯、30公斤吐温80、27公斤甲醇、10公斤乙二醇、2公斤的乙醇胺磷酸酯加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入8公斤羟乙基纤维素钠,搅拌24小时出料。
 将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:4000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为32mN/m。降尘效果比纯水提高40~50%。
实施例10
将30公斤的十二烷基苯磺酸钠、30公斤的OT-75、40公斤的AES、58公斤甲醇、20公斤乙二醇、4公斤的氨基磺酸加入到反应釜中搅拌1小时,然后缓慢加入16公斤聚乙烯醇,搅拌24小时出料。
 将上述产品加入到降尘剂添加装置中,调节计量泵调节降尘剂与水的比例1:5000,通过除尘水管输送到综采工作面的喷雾系统,取其喷雾液测试表明张力为25mN/m。降尘效果比纯水提高80~90%。
本发明可用其他的不违背本发明的精神或主要特征的具体形式来概述。因此,无论从那一点来看,本发明的上述实施方案都只能认为是对本发明的说明而不能限制发明,权利要求书指出了本发明的范围,而上述的说明并未指出本发明的范围,因此,在与本发明的权利要求书相当的含义和范围内的任何变化,都应认为是包括在权利要求书的范围内。

Claims (9)

1.煤矿用环保型降尘剂,其特征在于包括如下质量分配比的原料:表面活性剂60~100份,可生物降解的高分子聚合物5~30份,溶剂20~60份,防冻剂6~20份和金属缓蚀剂0.5~4份。
2.根据权力要求1所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述表面活性剂为阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂或二者的复配。
3.根据权力要求2所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述阴离子表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、琥珀酸二异辛酯磺酸钠、全氟己基磺酸钾中的一种或多种的复配物。
4.根据权利要求2所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述非离子表面活性剂为异构十三醇聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚乙二醇油酸酯、吐温中的一种或多种的复配物。
5.根据权利要求2所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的重量分配比为1:0-6。
6.根据权利要求1所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述可生物降解的高分子聚合物为可溶性纤维素、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸钠中的一种或多种的复配物;
所述可溶性纤维素为羧甲基纤维素钠或羟乙基纤维素钠。
7.根据权利要求1所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种或多种的复配物。
8.根据权利要求1所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述防冻剂为乙二醇或甘油或二者的复配。
9.根据权利要求1所述的煤矿用环保型降尘剂,其特征在于:所述金属缓蚀剂为乙醇胺磷酸酯、钼酸钠和氨基磺酸中的一种或多种的复配物。
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