CN104531075B

CN104531075B - 一种矿用除尘泡沫发生剂

Info

Publication number: CN104531075B
Application number: CN201510019252.3A
Authority: CN
Inventors: 聂文; 崔向飞; 白若男; 周刚; 程卫民; 马有营; 马骁; 张琦; 于海明
Original assignee: Shandong University of Science and Technology
Current assignee: Shandong University of Science and Technology
Priority date: 2015-01-15
Filing date: 2015-01-15
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2035-01-15
Also published as: CN104531075A

Abstract

本发明公开了一种矿用除尘泡沫发生剂，其按照重量百分比包括：0.1％～1％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.2％～0.9％的十六烷基磺酸钠、0.005％～0.08％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.2％～0.6％的α-烯基磺酸钠、0.2％～0.4％、全氟辛基季胺碘化物、0.01％～0.03％的硅树脂聚醚乳液、0.1％～0.2％的聚天冬氨酸、0.006％～0.3％的十二烷基二甲基甜菜碱与0.005％～0.2％的羟乙基纤维素、0.4％～0.6％的氯化钙，然后余量为水。能够长时间保持均匀细腻状态，确保泡沫抑尘效率；该矿用除尘泡沫发生剂具有良好的生物降解性，环保系数与安全系数都较高。

Description

一种矿用除尘泡沫发生剂

技术领域

本发明涉及煤矿井下除尘泡沫发泡剂，尤其涉及一种矿用除尘泡沫发生剂。

背景技术

近年来，随着煤矿采掘技术的快速发展，综合机械化采掘技术已被广泛应用于全国各煤矿。机械化程度的提高一方面能够增加矿井产量，实现矿井的高效运转，另一方面，井下采掘工作面的产尘量也随之快速增长。据实测，在不采取任何防尘措施的条件下，综掘工作面的粉尘浓度可达到2000mg/m³-3000mg/m³，综采工作面的粉尘浓度可达2500mg/m³-3000mg/m³，而综放工作面由于移架、放煤等工序均能够大量产尘，有些煤矿的瞬时原始总粉尘浓度甚至高达8000mg/m³-10000mg/m³。高浓度粉尘不仅是矿工尘肺病的源头，也是煤矿粉尘爆炸事故的罪魁祸首。

为了降低采掘工作面严重超标的高浓度粉尘，目前，国内外广泛采用的除尘方式主要有通风除尘、煤层注水、喷雾降尘、化学抑尘等。然而，现阶段采用的除尘方式无法保障高瓦斯矿井的安全除尘，并且均只能在一定程度上控制粉尘的弥散，除尘效果并不理想。

因此，现有技术有待于更进一步的改进和发展。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明提供的一种矿用除尘泡沫发生剂，以实现降尘剂发泡率高、泡沫均匀细腻且稳定性好的目的，提高降尘率。

为解决上述技术问题，本发明技术方案包括：

一种矿用除尘泡沫发生剂，其中，其按照重量百分比包括以下组分：

大幅度提高了降尘剂的高发泡率，能够达到230～450倍左右，半衰期低于40％且析水时间>50min。能够有效降低水的表面张力，使发生泡沫的溶液具有非均质性，引入空气后所形成的泡沫具有高润湿性，能够有效降低采掘工作面粉尘浓度。

其中的月桂酰胺丙基甜菜碱、十六烷基磺酸钠和α-烯基磺酸钠为该泡沫发生剂的发泡剂，作为一种非离子表面活性剂，该发泡剂具有发泡率高、所产生的泡沫均匀细腻且稳定性高的特点。

其中的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、全氟辛基季胺碘化物和十二烷基二甲基甜菜碱为该泡沫发生剂的润湿剂，该润湿剂能够显著降低水的表面张力，提高泡沫对粉尘的润湿性，从而实现粉尘的高效沉降。

其中的硅树脂聚醚乳液和羟乙基纤维素为该泡沫发生剂的稳泡剂，该稳泡剂易溶于水，且溶于水后能够形成具有碱性的无色粘稠液体，确保最终形成的泡沫均匀细腻且具有高稳定性。

聚天冬氨酸是泡沫除尘剂的缓蚀剂，为淡黄色透明水溶液，pH值9.5，具有优良的分散水中多重无机和有机离子的性能，可被生物降解为无毒物质，是一种非常理想的水处理剂。

氯化钙是该泡沫除尘剂的防冻剂，可以防止抑尘剂组分中的水分在低温下结冰影响使用。

所以，本发明具有发泡倍数高、润湿性好、泡沫稳定性强、对机电设备腐蚀性极弱以及广泛使用等优点。

所述的矿用除尘泡沫发生剂，其中，其按照重量百分比包括以下组分：

本发明提供的一种矿用除尘泡沫发生剂，按照一定的比例在水中加入月桂酰胺丙基甜菜碱、十六烷基磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、α-烯基磺酸钠、全氟辛基季胺碘化物、硅树脂聚醚乳液、聚天冬氨酸、十二烷基二甲基甜菜碱、羟乙基纤维素以及氯化钙并充分混合，从而降低水的表面张力，使混合溶液具有非均质性；进而将空气引入该混合溶液中，经泡沫发生装置的物理搅拌后形成均匀细腻的泡沫；最后，泡沫经管道输送，由喷头喷洒至产尘点；泡沫喷出后，与空气中的尘粒发生碰撞，从而捕捉并沉降高浓度粉尘，同时，泡沫能够覆盖煤岩体等产尘源，从根本上控制粉尘的产生；该矿用除尘泡沫发生剂月桂酰胺丙基甜菜碱、十六烷基磺酸钠和α-烯基磺酸钠为发泡剂，其中月桂酰胺丙基甜菜碱是一种具有优良溶解性和发泡性的两性表面活性剂，可与阳离子、阴离子、非离子表面活性剂配伍，十六烷基磺酸钠是一种水溶性好的阴离子表面活性剂，二者均为微黄色透明液体且生物降解性好，对人体无毒害作用，α-烯基磺酸钠也具有良好的发泡性；通过发泡剂的添加，增加溶液的粘稠度，有效降低水的表面张力，从而生成丰富稳定的泡沫；该矿用除尘泡沫发生剂脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、十二烷基二甲基甜菜碱和全氟辛基季胺碘化物为润湿剂，其中，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠在常温下为白色或浅黄色透明凝胶，是一种易溶于水的阴离子表面活性剂，十二烷基二甲基甜菜碱为无色或浅黄色透明液体，是一种呈阳性或者阴性的表面活性剂，全氟辛基季胺碘化物在常温下为淡黄色固体粉末，三者均具有较强的起泡性；通过润湿剂的添加，能够显著降低水的表面张力，确保生成的泡沫具有良好的捕尘效果，实现高效抑尘；该矿用除尘泡沫发生剂中羟乙基纤维素和硅树脂聚醚乳液为稳泡剂，羟乙基纤维素是非离子型可溶纤维素醚类，呈白色或淡黄色纤维状或粉末状固体，该稳泡剂具有较好的增稠、保水特性，添加该稳泡剂后生成的泡沫稳定性强，能够长时间保持均匀细腻状态，确保泡沫抑尘效率，硅树脂聚醚乳液通过改变分子内部排列顺序，使表面活性剂泡与泡之间排列紧密整齐，从而形成致密的内层膜，使得抗压能力特别强,能够控制气泡液膜的结构稳定性，使表面活性剂分子在气泡的液膜有秩序的分布，赋予泡沫良好的弹性和自修复能力，从而达到特别理想的稳泡作用；聚天冬氨酸是泡沫除尘剂的缓蚀剂，其分子可以有效的覆盖在机电设备表面，从而使机电设备表面的电化学反应大大削弱，从而达到保护机电设备不被腐蚀；氯化钙是该泡沫除尘剂的防冻剂，可以防止抑尘剂组分中的水分在低温下结冰影响使用。

该矿用除尘泡沫发生剂所产生的泡沫，其降尘率能够达到74％以上，且该矿用除尘泡沫发生剂具有良好的生物降解性环保系数与安全系数都非常高。

具体实施方式

本发明提供了一种矿用除尘泡沫发生剂，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供了一种矿用除尘泡沫发生剂，其按照重量百分比包括：0.1％～1％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.2％～0.9％的十六烷基磺酸钠、0.005％～0.08％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.2％～0.6％的α-烯基磺酸钠、0.2％～0.4％的全氟辛基季胺碘化物、0.01％～0.03％的硅树脂聚醚乳液、0.1％～0.2％的聚天冬氨酸、0.006％～0.3％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.005％～0.2％的羟乙基纤维素和0.4％～0.6％的氯化钙，然后余量为水。

在本发明的另一较佳实施例中，其按照重量百分比包括：0.15％～0.8％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.3％～0.75％的十六烷基磺酸钠、0.005％～0.06％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3％～0.4％的α-烯基磺酸钠、0.3％～0.35％全氟辛基季胺碘化物、0.015％～0.02％硅树脂聚醚乳液、0.1％～0.15％聚天冬氨酸、0.009％～0.2％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.008％～0.15％的羟乙基纤维素和0.45％～0.58％的氯化钙，然后余量为水。又或者其按照重量百分比包括：0.2％～0.5％的月桂酰胺丙基甜菜碱、0.4％～0.65％的十六烷基磺酸钠、0.01％～0.03％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、0.3％～0.4％的α-烯基磺酸钠、0.3％～0.35％的全氟辛基季胺碘化物、0.015％～0.02％硅树脂聚醚乳液、0.1％～0.15％的聚天冬氨酸、0.038％～0.1％的十二烷基二甲基甜菜碱、0.01％～0.08％的羟乙基纤维素和0.4％～0.5％的氯化钙，然后余量为水。

为了更详尽的描述本发明技术方案，以下列举更详尽的实施例进行说明。

实施例1

按照以下质量标准分别称取：月桂酰胺丙基甜菜碱1kg，十六烷基磺酸钠2kg，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.05kg，α-烯基磺酸钠2kg，全氟辛基季胺碘化物2kg，硅树脂聚醚乳液0.1kg，聚天冬氨酸1kg，十二烷基二甲基甜菜碱0.06kg，羟乙基纤维素0.05kg，氯化钙4g。将以上配方原料加入987.74kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的矿用除尘泡沫发生剂。该矿用除尘泡沫发生剂所生成的泡沫，质地均匀，且稳定性较好。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：月桂酰胺丙基甜菜碱0.1％；十六烷基磺酸钠0.2％；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.005％；α-烯基磺酸钠0.2％，全氟辛基季胺碘化物0.2％，硅树脂聚醚乳液0.01％，聚天冬氨酸0.1％，十二烷基二甲基甜菜碱0.006％；羟乙基纤维素0.005％，氯化钙0.4％。

实施例2

按照以下质量标准分别称取：月桂酰胺丙基甜菜碱1.5kg，十六烷基磺酸钠3kg，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.05kg，α-烯基磺酸钠2.5kg，全氟辛基季胺碘化物2.5kg，硅树脂聚醚乳液0.1kg，聚天冬氨酸0.5kg，十二烷基二甲基甜菜碱0.09kg，羟乙基纤维素0.08kg，氯化钙4.5g。将以上配方原料加入985.18kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的矿用除尘泡沫发生剂。该矿用除尘泡沫发生剂所生成的泡沫，数量多且均匀细腻，具有一定的粘稠度，稳定性高。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：月桂酰胺丙基甜菜碱0.15％；十六烷基磺酸钠0.3％；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.005％；α-烯基磺酸钠0.25％，全氟辛基季胺碘化物0.25％，硅树脂聚醚乳液0.01％，聚天冬氨酸0.05％，十二烷基二甲基甜菜碱0.009％；羟乙基纤维素0.008％，氯化钙0.45％。

实施例3

按照以下质量标准分别称取：月桂酰胺丙基甜菜碱2.8kg，十六烷基磺酸钠4.2kg，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.11kg，α-烯基磺酸钠3.5kg，全氟辛基季胺碘化物3.2kg，硅树脂聚醚乳液0.18kg，聚天冬氨酸1.2kg，十二烷基二甲基甜菜碱0.09kg，羟乙基纤维素0.1kg，氯化钙4g。将以上配方原料加入980.62kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的矿用除尘泡沫发生剂。该矿用除尘泡沫发生剂所生成的泡沫，质地均匀，且稳定性较好。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：月桂酰胺丙基甜菜碱0.28％；十六烷基磺酸钠0.42％；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.011％；α-烯基磺酸钠0.35％，全氟辛基季胺碘化物0.32％，硅树脂聚醚乳液0.18％，聚天冬氨酸0.12％，十二烷基二甲基甜菜碱0.09％，羟乙基纤维素0.01％，氯化钙0.4％。

实施例4

按照以下质量标准分别称取：月桂酰胺丙基甜菜碱2kg，十六烷基磺酸钠3kg，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.17kg，α-烯基磺酸钠4kg，全氟辛基季胺碘化物3.5kg，硅树脂聚醚乳液0.15kg，聚天冬氨酸1kg，十二烷基二甲基甜菜碱0.13kg，羟乙基纤维素0.2kg，0.45g。将以上配方原料加入981.35kg的清水中，充分混合后制备形成1000kg的矿用除尘泡沫发生剂。该矿用除尘泡沫发生剂所生成的泡沫，数量多且均匀细腻，具有一定的粘稠度，稳定性高。

其中，在该配方中，各种原料所占百分比分别为：月桂酰胺丙基甜菜碱0.2％；十六烷基磺酸钠0.3％；脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠0.017％；α-烯基磺酸钠0.4％，全氟辛基季胺碘化物0.35％，硅树脂聚醚乳液0.015％，聚天冬氨酸0.1％，十二烷基二甲基甜菜碱0.013％；羟乙基纤维素0.02％，氯化钙0.45％。

当然，以上说明仅仅为本发明的较佳实施例，本发明并不限于列举上述实施例，应当说明的是，任何熟悉本领域的技术人员在本说明书的教导下，所做出的所有等同替代、明显变形形式，均落在本说明书的实质范围之内，理应受到本发明的保护。

将实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所示的抑尘剂在某煤矿的综掘工作面进行了现场试验，并分别测定了工作面未采用任何防尘措施、仅采用清水喷雾以及在清水中添加本发明4个实施例后进行喷雾情况下的粉尘浓度，如表1所示的，表1为采用不同措施时综掘工作面各测定的粉尘数据。

表1

从上表可以看出，应用实施例1、实施例2、实施例3与实施例4所述抑尘剂后，工作面喷雾系统平均降尘率全尘和呼尘分别为：71.5％和67.5％，71.2％和69.0％，72.4％和68.6％，74.7％和72.3％。。与清水相比，实施例1、实施例2、实施例3与实施例4平均降尘率全尘和呼尘分别提高了：28.2百分点和25.0个百分点，27.9个百分点和26.5个百分点，29.1个百分点和26.1个百分点，31.3个百分点和29.8个百分点，大幅度提高了降尘效率与降尘效果，是现有技术的极大进步。

Claims

1.一种矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

2.根据权利要求1所述的矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

3.根据权利要求1所述的矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

4.根据权利要求1所述的矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

5.根据权利要求1所述的矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：

6.根据权利要求1所述的矿用除尘泡沫发生剂，其特征在于，其按照重量百分比其由以下组分组成：