CN105176493A - 抑尘剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抑尘剂及其制备方法，所述抑尘剂由以下原料按照质量百分比组成：表面活性剂0.001～4.50％，醇类助剂0.001～4.00％，无机盐添加剂0.005～3.00％，其余为水，其中，所述的醇类助剂选自乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇和聚乙二醇中的至少一种。本发明提供的抑尘剂主要用于湿式喷雾降尘过程，该抑尘剂能够迅速分散于水中，使用时将该抑尘剂添加于喷雾降尘用水中，随着喷雾雾滴，对采掘、放炮施工等生产过程中产生的粉尘进行快速润湿和絮凝聚团、进而促使其快速降落，提高喷雾降尘效率。同时，该抑尘剂还可以加入抑尘袋或者加入注水中，提高放炮降尘效率或者注水降尘效率。

Description

抑尘剂及其制备方法

技术领域

本发明属于矿井环境保护和矿井安全生产技术领域，具体涉及到一种用于喷雾降尘、放炮施工过程降尘、注水以及其它涉及湿式喷雾降尘用的抑尘剂及其制备方法。

背景技术

粉尘是矿井开采、储、装、运和堆存过程中产生的微细颗粒物，可以长时间悬浮于大气中，引起周围大气能见度降低、造成操作人员患尘肺疾病，并可能导致安全生产事故。据统计，煤矿开采、掘进以及储、装、运作业环节都可能产生粉尘。其中开采作业粉尘的产生量约占粉尘总量的40％～80％、掘进作业粉尘的产生量约占粉尘总量的20％～40％、喷浆作业产尘量约占5％～10％、装、运、卸环节的产尘量约占粉尘总量的10％～15％。所以，掘进和开采过程是矿井粉尘抑制的重点。

井下工作面粉尘抑制主要包括减尘、降尘和排尘等多个环节。减尘是以预防为主的粉尘抑制技术，目的在于减少作业场所的粉尘发生量。主要技术包括优化采掘方式、预湿矿体、湿式凿岩、水封爆破、安装捕尘罩以及封闭尘源等等。降尘是以湿式喷雾降尘为主的综合降尘技术，包括矿体注水、湿式打眼、机头喷雾、回采工作面喷雾、架间喷雾、综掘工作面湿式捕集、炮掘工作面水封爆破阻尘、进、回风大巷水幕降尘、隔尘帘降尘、巷道风机出口环形水幕、卸载坑声控喷雾或者触动式喷雾降尘等等。排尘是指尽管实施以上的防尘措施，但是仍然会有一定量的粉尘，特别是许多呼吸性粉尘进入到风流大气中，这时侯需要通过调节风流和风量，使这部分煤尘排走。显然，降尘是矿井粉尘防治的重要一环。

调查表明，在目前所用的降尘技术中，湿式喷雾降尘不仅工艺简单，而且降尘效果相对较好，是矿井生产中最常用的降尘技术。但是，由于不管是哪种粉尘颗粒，由于其所具有的疏水性质，加之水的表面张力较大，使得粉尘在遇到水雾或者水幕时，并不能快速地被水润湿和团聚，喷水雾降尘只是通过碰撞、拦截等作用，促使粉尘降落，导致降尘效果受到限制。

发明内容

针对现有湿式喷雾降尘技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种抑尘剂及其制备方法。该抑尘剂可以加入喷雾降尘用水中，通过促使粉尘润湿团聚，以抑制开采、掘进过程中的扬尘，同时可以加入水炮泥袋中或者相应的抑尘袋中，置于炮口中抑制放炮过程中扬起但是尚未进入环境大气中的粉尘。

为实现上述目的，本发明提供的抑尘剂，由以下原料按照质量百分比组成：

表面活性剂0.001～4.50％；

醇类助剂0.001～4.00％；

无机盐添加剂0.005～3.00％；

其余为水。

其中，所述的醇类助剂选自乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇和聚乙二醇中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述的无机盐添加剂选自金属氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述的表面活性剂选自阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的至少一种，也可以混合使用。

在本发明的一些实施例中，所述阴离子型表面活性剂选自十二烷基磺酸盐和十二烷基苯磺酸盐中的至少一种。

在本发明的一些实施例中，所述的非离子型表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或者烷基酚聚氧乙烯醚。

在本发明的一些实施例中，所述的脂肪醇聚氧乙烯醚选自JFC-系列和AEO-系列中的至少一种，所述的烷基酚聚氧乙烯醚选自OP-系列和TX-系列中的至少一种。

本发明还提供一种上述抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：

将表面活性剂搅拌溶解入水中，再向其中加入水至抑尘剂总体积的30～35％，静置5～30min后，得到第一溶液，备用；

将醇类助剂搅拌溶解入水中，向其中加入水至抑尘剂总体积的30～35％，静置5～30min后，得到第二溶液，备用；

将无机盐搅拌溶解入水中，向其中加入余量的水，静置5～30min后，得到第三溶液，备用；

将所述第一溶液、第二溶液和第三溶液混合均匀，静置后即制备得到所述的抑尘剂。

在本发明的一些实施例中，将所述的第一溶液、第二溶液和第三溶液混合均匀，静置后即制备得到所述的抑尘剂，步骤包括：

将所述的第一溶液和第二溶液搅拌混合5～30min，然后静置5～30min，再向其中加入第三溶液，搅拌混合5～30min后，再次静置5～30min后封装，即得到所述的抑尘剂。

本发明提供的抑尘剂主要用于湿式喷雾降尘过程，该抑尘剂能够迅速分散于水中，使用时将该抑尘剂添加于喷雾降尘用水中，随着喷雾雾滴，对采掘、放炮等生产过程中产生的粉尘进行快速润湿和絮凝聚团、进而促使其快速降落，提高喷雾降尘效率。从而使采掘等生产过程中扬起的粉尘，在尚没有进入环境大气之前得到有效抑制，清洁工作场所的大气环境，提高大气能见度，降低操作人员患尘肺疾病的机率。

另外，该抑尘剂可以按比例加入水炮泥袋中或者相应的抑尘袋中，置于炮口中，抑制放炮扬尘；还可以按比例加入矿层注水的水中，通过改善注水的渗透范围和渗透效果，提高注水的降尘效率，从而达到良好的降尘效果。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步的详细说明，但是本发明的实施并不仅限于此。

实施例1

作为本发明的一个实施例，所述抑尘剂的制备方法包括以下步骤：

1)称取2.2g的OP-20溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；另外称取2.05g的十二烷基苯磺酸钠溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；然后将二者混合，静置20min后，再向混合溶液加入9.08g去离子水，静置10min，得到第一溶液(A1)，备用；

2)称取2.84g的乙二醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入10.49g的去离子水静置15min，得到第二溶液(B1)，备用；

3)称取2.75g的硅酸钠溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入10.58g去离子水中，静置10min，得到第三溶液(C1)，备用；

4)将第一溶液(A1)、第二溶液(B1)、第三溶液(C1)混合均匀，静置30min后即制备得到所述抑尘剂。

实施例2

作为本发明的一个实施例，所述抑尘剂的制备方法包括以下步骤：

1)称取0.95g的AEO-9溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；另外称取1.50g的十二烷基磺酸钠溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；然后将二者混合，再加入10.88g去离子水静置8min，得到第一溶液(A2)，备用；

2)称取0.85g的乙醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入12.48g的去离子水静置15min，得到第二溶液(B2)，备用；

3)称取0.65g的硫酸钾溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入12.68g去离子水中，静置18min，得到第三溶液(C3)，备用；

4)将第一溶液(A2)、第二溶液(B2)、第三溶液(C2)混合均匀，静置25min后即制备得到所述抑尘剂。

实施例3

1)称取0.55g的TX-7溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；另外称取1.50g的十二烷基苯磺酸钠溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；然后将二者混合，再加入11.25g去离子水静置8min，得到第一溶液(A3)，备用；

2)称取1.95g的聚乙二醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入11.38g的去离子水静置15min，得到第二溶液(B3)，备用；

3)称取2.05g的碳酸锶溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入11.28g去离子水中，静置22min，得到第三溶液(C3)，备用；

4)将第一溶液(A3)、第二溶液(B3)、第三溶液(C3)混合均匀，静置10min后即制备得到所述抑尘剂。

实施例4

1)称取1.61g的JFC8-7溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；另外称取0.78g的十二烷基苯磺酸钠溶解于10g的去离子水中，完全溶解后备用；然后将二者混合，再加入10.94g去离子水静置15min，得到第一溶液(A4)，备用。

2)称取0.93g的丙三醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入12.40g的去离子水静置10min，得到第二溶液(B4)，备用；

3)称取1.17g的氯化钠溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入12.16g去离子水中，静置10min，得到第三溶液(C4)，备用；

4)将第一溶液(A4)、第二溶液(B4)、第三溶液(C4)混合均匀，静置28min后即制备得到所述抑尘剂。

实施例5

1)称取3.26g的OP-40溶解于20g的去离子水中，完全溶解后静置5min，再加入10.08g去离子水静置10min，得到第一溶液(A5)，备用；

2)称取1.54g的正丁醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入11.79g的去离子水静置12min，得到第二溶液(B5)，备用；

3)称取0.66g的磷酸钾溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入12.67g去离子水中，静置12min，得到第三溶液(C5)，备用；

4)将第一溶液(A5)、第二溶液(B5)、第三溶液(C5)混合均匀，静置20min后即制备得到所述抑尘剂。

实施例6

1)称取4.18g的十二烷基苯磺酸钠溶解于20g的去离子水中，完全溶解后静置5min，再加入9.15g去离子水，静置5min，得到第一溶液(A6)，备用；

2)称取0.67g的聚乙二醇，溶于20g去离子水中，完全溶解后，再加入12.66g的去离子水静置15min，得到第二溶液(B6)，备用；

3)称取0.58g的氯化钙溶于20g去离子水中，完全溶解后再加入12.75g去离子水中，静置9min，得到第三溶液(C6)，备用；

4)将第一溶液(A6)、第二溶液(B6)、第三溶液(C6)混合均匀，静置24min后即制备得到所述抑尘剂。

需要说明的是，在本发明中，组分是否完全溶解可以用肉眼观察，溶液完全透明后即表明组分完全溶解。

优选地，本发明的提供的抑尘剂在喷雾水中或抑尘袋中的添加量一般为0.1～5.0‰。

试验1

将本发明实施例的抑尘剂与去离子水、自来水进行对比试验，在喷雾水中分别添加实施例1～6得到的抑尘剂、去离子水和自来水，添加量为0.25‰，比较其对煤尘的润湿性。

煤尘的润湿性采用毛细管上向渗透法测定，测定吸湿量用以进行煤尘润湿性的表征，结果见下表1所示。

表1抑尘剂对煤尘的润湿促进作用(吸湿量g)

试验2

将本发明实施例1～6的抑尘剂与去离子水、自来水进行对比试验，比较其对综采面煤尘的润湿团聚时间，结果见表2所示。

表2煤尘在抑尘剂中的润湿团聚时间(s)

*在连续三个月的观察试验期内，未见明显的絮凝和团聚现象。

可见，本发明提供的抑尘剂可以在约1.5s内实现对粉尘颗粒物的润湿和团聚。

由此可见，本发明提供的抑尘剂能够迅速分散于水中，使用时将该抑尘剂添加于喷雾降尘用水中，随着喷雾雾滴，对采掘、放炮等生产过程中产生的粉尘进行快速润湿和絮凝聚团、进而促使其快速降落，提高喷雾降尘效率。从而使采掘等生产过程中扬起的粉尘，在尚没有进入环境大气之前得到有效抑制，清洁工作场所的大气环境，提高大气能见度，降低操作人员患尘肺疾病的几率。

另外，该抑尘剂可以按比例加入水炮泥袋中或者相应的抑尘袋中，然后置于炮口中，抑制放炮扬尘；还可以按比例加入矿层注水的水中，通过改善注水的渗透范围和渗透效果，提高注水降尘效率，从而达到良好的降尘效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明发明创造所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂由以下原料按照质量百分比组成：

表面活性剂0.001～4.50％；

醇类助剂0.001～4.00％；

无机盐添加剂0.005～3.00％；

其余为水；

其中，所述的醇类助剂选自乙醇、乙二醇、丙三醇、正丁醇和聚乙二醇中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述无机盐添加剂选自金属氯化物、硫酸盐、碳酸盐、硅酸盐和磷酸盐中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述表面活性剂选自阴离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的抑尘剂，其特征在于，所述阴离子型表面活性剂选自十二烷基磺酸盐和十二烷基苯磺酸盐中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的抑尘剂，其特征在于，所述非离子型表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚或者烷基酚聚氧乙烯醚。

6.根据权利要求5所述的抑尘剂，其特征在于，所述脂肪醇聚氧乙烯醚选自JFC-系列和AEO-系列中的至少一种，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自OP-系列和TX-系列中的至少一种。

7.一种如权利要求1～6中任意一项所述的抑尘剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将表面活性剂搅拌溶解入水中，再向其中加入水至抑尘剂总体积的30～35％，静置5～30min后，得到第一溶液，备用；

将醇类助剂搅拌溶解入水中，向其中加入水至抑尘剂总体积的30～35％，静置5～30min后，得到第二溶液，备用；

将无机盐搅拌溶解入水中，向其中加入余量的水，静置5～30min后，得到第三溶液，备用；

将所述的第一溶液、第二溶液和第三溶液混合均匀，静置后即制备得到所述的抑尘剂。

8.根据权利要求1所述的抑尘剂的制备方法，其特征在于，所述将第一溶液、第二溶液和第三溶液混合均匀，静置后即制备得到所述的抑尘剂的步骤包括：

将所述的第一溶液和第二溶液搅拌混合5～30min，然后静置5～30min，再向其中加入第三溶液，搅拌混合5～30min后，再次静置5～30min后封装，即得到所述的抑尘剂。