DE2161046A1

DE2161046A1 - Dust control pastes - contg borax magnesium or calcium chloride-alkali and org material

Info

Publication number: DE2161046A1
Application number: DE19712161046
Authority: DE
Inventors: G Culmann; H-G Dipl Ing Dr Klinkner; H Dipl Chem Dr Kunz; W Prof Dr Schuhknecht
Original assignee: Saarbergwerke AG
Current assignee: Saarbergwerke AG
Priority date: 1971-12-09
Filing date: 1971-12-09
Publication date: 1973-06-14
Also published as: DE2161046C3; DE2161046B2

Abstract

Pastes for application to mine working walls as duct absorbers are detailed containing =5% borax and >=0.05% organic material such as Guar gum gradually added to a rapidly mixed paste of Mg or Ca Cl2 and alkali. These pastes have fairly low corrosive action on iron and other metallic articles used in mines and have good dirt absorbing props. By use of calculated amts. of water during mfr. they can be made non-drying, thus maintaining obsorbtive activity. The pastes have good adhesive qualities and good resistance to dissolution by atmos. moisture. They are also strong.

Description

"Salzpaste zur Staubbindung in Bergbau und Verfahren zu ihrer herstellung Die Erfindung besieht sich auf eine Salzpaste zur Staubbindung im Bergbau, die aus MgCl2 undioder CaC12 und Erdalkalihydroxid und/oder Alkalihydroxid hergestellt ist und ein die Benetzung des Staubes durch diePaste erhöhendes Netzmittel enthält sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Salzpaste. "Salt paste for dust binding in mining and process for their manufacture The invention relates to a salt paste for binding dust in mining, which consists of MgCl2 and / or CaC12 and alkaline earth hydroxide and / or alkali hydroxide is produced and a wetting agent which increases the wetting of the dust by the paste, and to a method of making such a salt paste.

Pasten dieser Art haben ein aus Umsetzungsprodukten des WigC12 und/oder CaC12 mit dem Erdalkalihydroxid und/oder Alkalihydroxid, u.a. aus DIgOlICl gebildetes, weitgehend gelartiges oder etwas gröberkörniges Gerüst, dem die Paste ihre Konsistenz verdankt; im übrigen besteht die Paste aus einer Lösung von im wesentlichen IVIgCl2 und/oder CaC12, deren Konzentration so eingestellt wird, dass der Wasserdampfdruck der Paste gleich dem Wasserdampfpartialdruck derGrubenatmosphäre ist und somit die Paste nicht austrocknen kann.Pastes of this type have a reaction product of the WigC12 and / or CaC12 with the alkaline earth hydroxide and / or alkali hydroxide, e.g. formed from DIgOlICl, largely gel-like or somewhat coarse-grained structure that gives the paste its consistency owes; otherwise the paste consists of a solution of essentially IVIgCl2 and / or CaC12, the concentration of which is adjusted so that the water vapor pressure of the paste is equal to the water vapor partial pressure of the pit atmosphere and thus the Paste cannot dry out.

Die Pasten werden an den Wänden von Untertageräumen aufgetragen und binden die Staubpartikel, insbesondere des Kohlenstaubs, die auf sie auftreffen. Dabei tritt folgender Nachteil auf: Die Pasten verursachen eine starke Korrodierung metallischer Grubenausbauteile, wie Stützbögen, Insbesondere wird diese Korrodierung durch an den Wanden herab laufendes Grubenwasserherbeigeführt, das die erwähnte, in der Paste enthaltene Lösung, die sogenannte Mutterlauge, aus der Paste herauslöst und hiermit eine stark korrodierende Flüssigkeit bildet.The pastes are applied to the walls of underground rooms and bind the dust particles, especially coal dust, that hit them. This has the following disadvantage: the pastes cause severe corrosion metallic pit lining parts, such as support arches, in particular, this will corrode brought about by pit water running down the walls, which the mentioned, Dissolves the solution contained in the paste, the so-called mother liquor, from the paste and thereby forms a highly corrosive liquid.

Es sind vielerlei handelsübliche Korrosionsschutzmittel, beispielsweise Verbindungen aus der Gruppe der Nitrite, Chromate und Amine, auf ihre Brauchbarkeit in Salzpasten hin untersucht worden. Dabei sind jedoch alle diejenigen Versuche, die mit gesundheitlich unbedenklichen Substanzen unternommen wurden, fehlgeschlagen, da die übrigen Eigenschaften der Pasten, besonders ihre Konsistenzeigenschaften, unter dem Zusatz litten, So hat man bereits den Ausweg beschritten, die Metallteile durch Zinküberzüge, Kunststoffüberzüge, Anstriche oder Einfetten zu schützen. Diese Mittel sind aber kostspielig und haben sich überdies vielfach als unzulänglich erwiesen.There are many commercially available anti-corrosion agents, for example Compounds from the group of nitrites, chromates and amines, for their usefulness has been investigated in salt pastes. However, all those attempts are which were undertaken with substances that are harmless to health failed, since the other properties of the pastes, especially their consistency properties, Suffered from the addition, So one has already chosen the way out, the metal parts to protect with zinc coatings, plastic coatings, paints or greases. These However, funds are expensive and, moreover, have often proven to be inadequate.

Oberraschenderweise wurde nun gefunden, dass sich die Korrosionswirkung von Salzpasten der eingangs genannten Art durch Zusatz von Borsäure und/oder mindestens einem Borat in einer Gesamtmenge von bis zu 5 % erheblich verringern lässt.Surprisingly, it has now been found that the corrosion effect of salt pastes of the type mentioned by adding boric acid and / or at least a borate in a total amount of up to 5% can be reduced considerably.

Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Zusatz, zweckmässigerweise Borax, erst nach dem Zusammenmischen der anderen Bestandteile während des Fertigrührens der Paste und auch hier nur portionsweise oder langsam zuzuführen und der Paste eine verhältnismässig kleine Menge eines organischen Quellstoffs, beispielsweise Guar-Gum, beizugeben.It has proven to be advantageous to use the addition, expediently Borax, only after the other ingredients have been mixed together during the final stirring to the paste and also here only in portions or slowly and to the paste a relatively small amount of an organic swelling material, for example Guar gum to be added.

Werden die weiter unten angegebenen Bedingungen eingehalten, so kannman durch den erfindungsgemässen Zusatz auch die sonstige Qualität der Pasten noch erheblich steigern und dabei überdies eine Kostenverminderung bezüglich des Quellstoffs erzielen, so dass die Herstellungskosten für die Paste trotz Zugabe des Korrosionsschutzmittels nicht wesentlich über denen einer normalen Paste liegen.If the conditions given below are met, one can through the addition according to the invention, the other quality of the pastes is also considerable increase and, moreover, a reduction in the cost of the swelling substance achieve, so that the manufacturing costs for the paste despite the addition of the anti-corrosive agent are not significantly higher than those of a normal paste.

Anhand von Versuchen soll im folgenden die Wirkung des erfindungsgemässen Zusatzes näher aufgezeigt werden.On the basis of experiments, the effect of the inventive To be shown in more detail.

Die Versuche zeigen klar den korrosionsvermindernden Effektdes Zusatzes. Es ist ihnen ferner zu entnehmen, dass sich der Zusatz ohne Anwendung weiterer Massnahmen nachteilig auf die Konsistenzeigenschaften der Paste auswirkt, und zwar umso stäkrer, je eher und schneller er bei der Herstellung der Paste beigegeben wird. Schliesslich lassen die Versuche erkennen, dass die konsistenzschwächende Einwirkung des Zusatzes auf die Paste in ihr Gegenteil umschlägt, wenn der Zusatz mit dem weiteren Zusatz eines organischen Quellstoffes kombiniert wird, den die Pasten zur Verbesserung ihres Rückhaltevermögens für die Mutterlauge in der Regel ohnehin enthalten; dabei wird sogar noch diese ursprünglich bezweckte Wirkung des Quellstoffes durch den erfindungsgemässen Zusatz dermassen verstärkt, dass ganz erheblich an dem teuren organischen Quellstoff-Material eingespart werden kann.The tests clearly show the corrosion-reducing effect of the additive. It can also be seen from them that the addition can be made without the application of further measures has a detrimental effect on the consistency properties of the paste, and all the more so, the sooner and faster it is added to the paste during production. In the end the tests show that the consistency-weakening effect of the additive on the paste turns into its opposite, if the addition with the further addition an organic swelling substance is combined, which the pastes to improve their retention capacity for the mother liquor usually contain anyway; included is even still this originally intended effect of the swelling substance through the inventive addition so amplified that the expensive organic swelling material material can be saved.

In den nachstehend angeführten Versuchsbeispielen wird, ausgehend von einer an sich mangelhaften Paste, durch die erfindungsgemässen Massnahmen eine Paste erhalten, die sowohl ausgezeichnete Konsistenzeigenschaften als auch eine stark verminderte Korros ionswirkung aufweist: Beispiel 1: 1084 g konzentrierte Magnesiumchloridlauge, 475 g Wasser und 70 g Kalziumhydroxid wurden zusammengegeben und 15 min lang mit einem Rühr- und Dispergiergerät Ultra-Turrax Typ T 45 intensiv verrührt. Nach weiterer Zugabe von 351 g Wasser, in dem 20 g Netzmittel (Androx-P 105) gelöst waren, wurde mit einem Blattrührer mit 200 U/min noch 45 min weiter gerührt.In the experimental examples given below, the starting point is of an inherently defective paste, one by the measures according to the invention Obtain paste that has both excellent consistency properties and a has a greatly reduced corrosion effect: Example 1: 1084 g concentrated Magnesium chloride liquor, 475 g water and 70 g calcium hydroxide were combined and for 15 minutes with an Ultra-Turrax Type T 45 stirring and dispersing device intensively stirred. After a further addition of 351 g of water, in which 20 g of wetting agent (Androx-P 105) were dissolved, a paddle stirrer was used at 200 rpm for a further 45 minutes touched.

Imine so erhaltende Paste besitzt eine Konsistenz, die sie für eine Verwendung, bei der sie keiner starken Bewegung unterworfen wird, geeignet macht.The paste obtained in this way has a consistency that suits it Use in which they are not subjected to strong movement will, makes suitable.

Das Korrosionsverhalten der Paste -ebenso das der nach den folgenden Beispielen hergestellten Pasten - wurde mittels einer Apparatur geprüft, wie sie in 'erdöl und Kohle" 1965, Seiten 713-715, beschrieben ist. Es wurden 2 g Herbertsspäne bei 20 grd der Korrosion ausgesetzt, der Sauerstoffdurchfluss betrug 50 ml pro min und die Versuchsdauer 1 h. Als korrodierende Flüssigkeit wurde die Mufferlauge der Paste, d.h. die in der Paste enthaltene und aus der Paste extrahierbare Lösung eingesetzt, und zwar sowohl ohne als auch mit vorheriger Verdünnung der Paste.The corrosion behavior of the paste - as well as that of the following Pastes prepared examples - was tested by means of an apparatus such as in 'petroleum and coal "1965, pages 713-715, is described. There were 2 g of Herbert's chips exposed to corrosion at 20 degrees, the oxygen flow rate was 50 ml per min and the duration of the experiment is 1 hour. The buffer liquor was used as the corrosive liquid Paste, i.e. the solution contained in the paste and extractable from the paste is used, both without and with prior dilution of the paste.

Die folgende Tabelle gibt die Ergebnisse an: Anteil Paste Anteil zugesetztes Wasser Gelöste Eisenmenge (mg) 100 0 5,5 50 50 9,8 25 75 10,7 Beispiel 2 Es wurde eine Paste wie nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch gleich am Anfang des llerstellungsvorgangs eine Boraxmenge von 2,5 % auf einmal zugegeben.The following table shows the results: Proportion of paste Proportion of added Water Amount of dissolved iron (mg) 100 0 5.5 50 50 9.8 25 75 10.7 Example 2 It was a paste produced as in Example 1, but right at the beginning of the production process an amount of borax of 2.5% was added at once.

Das erhaltene Produkt war wegen mangelnder Konsistenz nicht verwenduqpfähig.The product obtained could not be used because of its lack of consistency.

Die Korrosionsversuche ergaben folgende Werte: Anteil Paste Anteil zugesetztes Wasser Gelöste Eisenmenge (mg) 100 0 1,5 50 50 2,5 25 75 3,1 Beispiel 3 Es wurde eine Paste wie nach Beispiel 1 hergestellt, jedoch unmittelbar nach dem Wasserzusatz eine Boraxmenge von 2,5 t auf einmal zugegeben.The corrosion tests gave the following values: Share of paste added water Amount of dissolved iron (mg) 100 0 1.5 50 50 2.5 25 75 3.1 example 3 A paste was produced as in Example 1, but immediately after Adding water, a borax amount of 2.5 t was added at once.

In dieser Weise lassen sich, vornehmlich bei Anwendung eines noch etwas kleineren Borax-Zusatzes, für eine Verwendung ohne stärkere mechanische Beanspruchung geeignete Pasten herstellen.In this way, especially when using one more slightly smaller borax addition, for use without strong mechanical stress make suitable pastes.

Die Korrosionswerte waren die gleichen wie bei der Kiste nach Beispiel 2.The corrosion values were the same as in the case of the example 2.

Beispiel 4 1084 g konzentrierte Magnesiumchloridlauge wurden mit 475 g Wasser und 0,5 g Guar-Gum (Firma Meypro) 10 min lang mit einem Rühr- und Dispergiergerät Ultra-Turrax Typ T 45 intensiv verrührt. Dann wurden 70 g Kalziumhydroxid zugefügt, worauf 15 min lang erneut gerührt wurde. Nach einer weiteren Zugabe von 351 g Wasser, in dem 20 g Netzmittel (Androx-P 105) gelöst waren, wurde mit einem Blattrührer mit 200 U/min noch 45 min weiter gerührt, wobei nach 10 min Rührzeit 1 g Borax 15 " " 1 g 20 " " 1 g 25 ?? II 1 g " und 30 " " 46 g zugesetzt wurden.Example 4 1084 g of concentrated magnesium chloride liquor were mixed with 475 g water and 0.5 g guar gum (Meypro) for 10 minutes with a stirring and dispersing device Ultra-Turrax Type T 45 stirred intensively. Then 70 g of calcium hydroxide were added, followed by stirring again for 15 minutes. After adding another 351 g of water, in which 20 g of wetting agent (Androx-P 105) were dissolved, a paddle stirrer was used stirred for a further 45 min at 200 rpm, after 10 min stirring time 1 g of borax 15 "" 1 g 20 "" 1 g 25 ?? II 1 g "and 30" "46 g were added.

Beim Zusetzen des Borax' erfolgte eine starke Eindickung der Paste.When the borax was added, the paste thickened considerably.

Die auf diese Weise erhaltene Salzpaste zeigte ausgezeichnete Eigenschaften: Penetrationswerte: Die Penetrationsmessung erfolg mittels eines Penetrometers nach DIN 51804 mit einem Gesamtgewicht des Konus' und des Fallstabs von 62,5 g. Die Walkpenetrationen wurden nach verschieden langem Rühren mit einem Braun-Multiquirl auf Stufe 3 gemessen.The salt paste obtained in this way showed excellent properties: Penetration values: The penetration measurement is carried out using a penetrometer DIN 51804 with a total weight of the cone and the drop bar of 62.5 g. The walk penetrations were after different long stirring with a Braun multiquirl measured at level 3.

Ruhpenetration: 331 Zehntelmillimeter Walkpenetration nach 5 min Walkzeit: 361 Zehntelmillimeter " " 10 " " 363 " " " 20 " " 373 " " " 40 " " 372 " Die Stabilität der Paste ist demnach auch nach langen Walkzeiten noch ausserordentlich gut und ermöglicht damit, die Pasten im Einsatz über weite Strecken zu verpumpen.Rest penetration: 331 tenths of a millimeter worked penetration after 5 minutes of flexing time: 361 tenths of a millimeter "" 10 "" 363 "" "20" "373" "" 40 "" 372 "The stability the paste is therefore still extremely good even after long drumming times This enables the pastes to be pumped over long distances during use.

Haftfähigkeit: Nach sämtlichen Walkzeiten konnte die Salzpaste an einer senkrechten Plexiglas-Wand in einer Shichtdicke von 3 mm bleibend aufgetragen werden. Auch dieses Ergebnis ist sehr befriedigend. Adhesion: After all the milling times, the salt paste could applied permanently to a vertical plexiglass wall in a layer thickness of 3 mm will. This result is also very satisfactory.

Korrosionswerte: Anteil Paste Anteil zugesetztes Wasser Gelöste Eisenmenge (mg) 100 0 1,5 50 50 2,5 25 75 3,1 Rückhaltevermögen für die Mutterlauge: Es wurde die Restmenge ermittelt, die eine auf eine senkrechte Plexiglas-Wand aufgetragene Pastenschicht von 100 x 50 x 2 mm nach 18-tägiger Lagerung bei 76 % relativer Luftfeuchtigkeit aufwies. Corrosion values: amount of paste amount of added water amount of dissolved iron (mg) 100 0 1.5 50 50 2.5 25 75 3.1 Retention capacity for the mother liquor: It was the remaining amount is determined, which is applied to a vertical Plexiglas wall Paste layer of 100 x 50 x 2 mm after storage for 18 days at 76% relative humidity exhibited.

Sie betrug 92 % und ist damit aussergewöhnlich gross.It was 92% and is therefore extraordinarily large.

In der nachstehenden Tabelle ist dieses Versuchsergebnis den Brgebnissen von zwei weiteren Versuchen gegenübergestellt, die mit Paste gemäss Beispiel 4, doc ohne Zusatz von Guar-Gum und Borax (Beispiel 5) bzw. mit Zusatz von 0,1 % Guar-Gum und ohne Borax (Beispiel 6) unternommen wurden: Beispiel 5 kein Zusatz 70 t Beispiel 6 0*1 t Guar-Gum 79 Co Beispiel 4 0,025 t Guar-Gum und 2,5 % Borax 92 Co Die Tabelle lässt die bereits im Vorstehenden erwähnte verstärkende Wirkung des Borax-Zusatzes auf den organischen Quellstoff bezüglich dessen Steigerung des Rückhaltevermögens für die Mutterlauge erkennen. Diese Erscheinung ist auf eine Koagulation des Quellstoffes durch das Borat zurückzuführen. Sie verlangt eine Beschränkung des Quellstoffzusatzes, da sonst die Pasten zu steif für die Handhabung werden.In the table below, this test result is the results of two other experiments compared with the paste according to Example 4, doc without the addition of guar gum and borax (example 5) or with the addition of 0.1% guar gum and without borax (example 6) were undertaken: example 5 none Addition 70 t example 6 0 * 1 t guar gum 79 Co example 4 0.025 t guar gum and 2.5 % Borax 92 Co The table leaves out the reinforcing properties already mentioned above Effect of the addition of borax on the organic swelling substance in terms of its increase recognize the retention capacity for the mother liquor. This appearance is on a Attributed to coagulation of the swelling substance by the borate. It demands a restriction the addition of swelling substances, as otherwise the pastes will be too stiff to handle.

Zur Vervollständigung der Angaben über die Korrosionsschutzwirkung von Borax-Zusätzen sind in der nachstehenden Tabelle die Ergebnisse weiterer Versuche angeführt. Bei Beispiel 7 handelt es sich um eine nach Beispiel 4, jedoch nur mit 1,25 -t Borax hergestellte, und bei Beispiel 8 um eine parallel zu Beispiel 4 hergestellte Paste.To complete the information on the corrosion protection effect of borax additives are the results of further tests in the table below cited. Example 7 is one according to Example 4, but only with 1.25 tons of borax produced, and in Example 8 around one produced in parallel with Example 4 Paste.

Anteil Paste Anteil zugesetztes Gelöste Wasser Eisenmenge (mg) Beispiel 7: 100 0 1,3 Beispiel 8: 100 0 1,3 Beispiel 7: 50 50 3,6 Beispiel 8: 50 50 . 1,8 Beispiel 7: 25 75 4,8 Beispiel 8: 25 75 2,8 Der erfindungsgemässe korrosionshindernde Zusatz von Borsäure oder einem Borat ist hygienisch völlig unbedenklich. Proportion of paste Proportion of added dissolved water Amount of iron (mg) Example 7: 100 0 1.3 Example 8: 100 0 1.3 Example 7: 50 50 3.6 Example 8: 50 50. 1.8 Example 7: 25 75 4.8 Example 8: 25 75 2.8 The invention Corrosion-preventing addition of boric acid or a borate is completely hygienically harmless.

Claims

1. Salt paste for binding dust in mining, made from MgCl2 and / or CaCl2 and alkaline earth hydroxide and / or alkali hydroxide is produced and wetting contains wetting agents increasing the dust caused by the paste, characterized in that that they contain boric acid and / or at least one borate in a total amount of up to Contains 5%.

2. salt paste according to claim 1, characterized in that it contains boric acid and / or contains at least one borate in a total amount between 1 and 4 t.

3. salt paste according to claim 1 or 2, characterized in that it contains borax as borate.

4. Salt paste according to one of claims 1-3, characterized in that that they contain at least one organic swelling substance in a total amount of up to 0.05 % contains.

5. salt paste according to claim 4, characterized in that it is at least contains an organic swelling substance in a total amount between 0.01 and 0.04%.

6. salt paste according to claim 4 or 5, characterized in that it contains guar gum as an organic swelling substance.

7. A method for producing a salt paste according to any one of the claims 1-6, with the alkaline earth hydroxide and / or alkali hydroxide in a concentrated aqueous Solution of MgCl2 andjoder CaCl2 are or will be stirred and after adding a the wetting of the dust by the wetting agent increasing the paste and a dilution the product is stirred until a desired consistency is achieved, thereby characterized in that after the start and before the end of this stirring, boric acid and / or a borate can be added in a total amount of up to 5 t.

8. The method according to claim 7, characterized in that boric acid and / or a borate is added in a total amount between 1 and 4% or will.

9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that Boric acid and / or borate were added in partial amounts with intermittent stirring will or will.

10. The method according to claim 9, characterized in that first Smaller portions are added and most of the boric acid and / or of the borate is added as the last portion.

11. The method according to claim 7 or 8, characterized in that Boric acid and / or borate can be added slowly while stirring.