DE2414927C3 - Salzpaste zur Staubbindung im Bergbau und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Salzpaste zur Staubbindung im Bergbau und Verfahren zu ihrer Herstellung

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DE2414927C3 DE19742414927 DE2414927A DE2414927C3 DE 2414927 C3 DE2414927 C3 DE 2414927C3 DE 19742414927 DE19742414927 DE 19742414927 DE 2414927 A DE2414927 A DE 2414927A DE 2414927 C3 DE2414927 C3 DE 2414927C3
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Guenter 6680 Haus Furbach Culmann
Hans-G. Dipl.-Ing. Dr. 6670 St Ingbert Klinkner
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    • E21F5/16Layers of hygroscopic or other salts deposited on floors, walls, or the like, for binding dust; Deposition of such layers
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Description

40
Die Erfindung betrifft eine Salzpaste zur Staubbindung im Bergbau, die aus MgCb und/oder CaCb hergestellt ist und ein die Benetzung des Staubes durch die Paste erhöhendes, insbesondere ein äthoxiliertes, nichtionogenes, Netzmittel enthält, insbesondere mit Borsäure- und/oder einem Borat-Zusatz bis zu 5%, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Salzpaste.
Paste;i dieser Art haben ein aus Umsetzungsprodukten des MgCb und/oder CaCb mit dem Erdalkalihydroxid und/oder Alkalihydroxid, unter anderem aus MgOHCI gebildetes, weitgehend gelartiges oder elwas gröberkörniges Gerüst, dem die Paste ihre Konsistenz verdankt; im übrigen besteht die Paste aus einer Lösung von im wesentlichen MgCb und/oder CaCb, deren Konzentration nach Möglichkeit so eingestellt wird, daß der Wasserdampfdruck der Paste gleich dem Wasserdampfpartialdruck der Grubenatmosphäre ist und somit die Paste weder austrocknen noch Feuchtigkeit aus der Atmosphäre aufnehmen kann. Entscheidende Maßzahl für das Staubbindevermögen isl die maximale Staubaufnahme, nach der sich der Pastenverbrauch bestimmt. Daneben ist jedoch auch die Staubbindegeschwindigkeit von Interesse.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Staubbindevermögen einer solchen Paste zu steigern.
Überraschend wurde gefunden, daß das .Staubbindevermögen, und zwar sowohl hinsichtlieh der maximalen Staubaufnahme als auch hinsichtlich der Staubbindegeschwindigkeit, entschieden gesteigert ist, wenn eine Salzpaste der eingangs genannten Art zusätzlich einen mit 3 Molen Äthylenoxid äthoxiiierten Aminolaurylalkoho! und/oder ein mit 5 Molen Äthylenoxid äthoxiliertes ölsäureamid in einer Gesamtmenge bis zu 5%, vorzugsweise bis zu 3%, enthält
Der Zusatz macht die Salzpaste also wirksamer und ergiebiger und vermindert durch die Vergrößerung der Ergiebigkeit den Verbrauch und den Arbeitsaufwand für das Aufbringen der Paste.
Weiterhin wurde gefunden, daß der betreffende Zusatz bei Pasten, die Borsäure und/oder ein Borat enthalten, die Konsistenz der Paste in einer endscheidenden Beziehung verbessert:
Wie aus der deutschen Offenlegungsschrift 21 61 046 bekannt ist, verringert ein Gehalt an Borsäure und/oder mindestens einem Borat die an sich erhebliche Korrosionswirkung der auf die Wände von Untertageräumen aufgetragenen Paste an den metallischen Grubenausbauteilen, wie Stützbögen, Verzugsmatten u. a. Die Korrosionswirkung ist insbesondere auf »zusitzendesuv Grubenwasser zurückzuführen, das die erwähnte, in der Paste enthaltene Lösung von MgCb und/oder CaCb aus der Paste herauslöst und hiermit eine stark korrodierende Flüssigkeit bildet. Der mit dem genannten Zusatz verbundene Vorteil kann sich jedoch nach neueren Beobachtungen häufig aus folgendem Grunde nicht voll auswirken:
Aus Gründen der Arbeitsvereinfachung wird meist davon Abstand genommen, die Konzentration der MgCb- und/oder CaCb-Lösung genau auf den Wasserdampfdruck der Grubenatmosphäre einzustellen. Man verwendet eine Einheitspaste, die dann in Räumen mit größerer Feuchtigkeit Wasser aufnimmt und in Räumen mit geringerer Feuchtigkeit austrocknet, bis Gleichgewicht erreicht ist. Beim letzteren führen Gehalte an Borsäure und/oder einem Borat jedoch auf die Dauer zur Bildung von tiefen Rissen in der Paste, an denen doch wieder Korrosionserscheinungcn auftreten.
Der erfindungsgemäße Zusatz vermindert diese Riübildung.
Im folgenden ist die Erfindung anhand einiger Versuchsbeispielc weiter erläutert.
Die Beispiele I bis 3 bctreflen in erster Linie das Staubbindevermögen, die Beispiele 4 und 5 die Rißbildung.
Basis der Beispiele
Ausgangsstoffe
Konz. Magncsiumchloridlösung, technisch
Kalziumhydroxid, technisch
Netzmittel:
A Ikylphenol polyglykolether;
ungefähr ebenso verwendbar Alkylpolyglykolaether und
A ry !polyglykolether
Borax, technisch
Zusatz:
Mischung aus 70% mit 3 Molen Äthylenoxid äthoxylierteni Aminolaurylalkohol und 30% mit 5 Molen Äthylenoxid äihoxyliertem ölsäureamid.
B'i allen Versuchen wurden zur Herstellung einer etu K% relativer Luftfeuchte entsprechenden Salzpaste 1084 g konzentrierte Magnesiumchloi i.llösung (spez. Gewicht 1,335 g/cm1), 475 g Wasser und 70f
Kalziumhydroxid zusammengegeben und 15 min lang liiit einem schnellaufenden Rühr- und Dispergiergerät intensiv verrührt Nach weiterer Zugabe von 351 g Wasser wurde mit einem Blattriihrer mit 200 U/min bei den Beispielen 1 bis 3 noch 40 min und bei den Beispielen 4 und 5 noch 45 min weitergerührt.
Die Eigenschaften der Pasten wurden wie folgt ermittelt:
Staubaufnahmcvermögen und Staubbindegeschwindigkeit
Gemäß »Glückauf-Forschungshefte«, Oktober 1967, mit Derner Normalstaub im 72-Stunden-Test bzw. durch Messung der gebundenen Staubmenge jeweils nach 1,5 und 10 min.
Korrosionsverhalten
Das Korrosionsverhalten wurde mittels ein^r Apparatur geprüft, wie sie in »Erdöl und Kohle« 1965. Seilen 713—715, beschrieben ist. Es wurden 2 g Herbertspäne bei 20grd der Korrosion ausgesetzt, der Sauerstoffdurchfluß betrug 50 ml/min und die Versuchsdauer 1 h. Als korrodierende Flüssigkeit wurde die Mutterlauge der Paste, d. h. die in der Paste enthaltene und aus der Paste extrahierbare Lösung, eingesetzt.
Verhalten beim Austrocknen
Die auf etwa 78% relative Luftfeuchte eingestellte Paste wurde auf entfettetes, dekapiertes Eisenblech aufgetragen: die Probe wurde in einer Klimakammer mit 60% relativer Luftfeuchte bei 25 grd 2 Monate lang gelagert. Feststellung des Ergebnisses durch Augenschein.
Beispiel 1
(zum Vergleich)
befaßt sich mit einer üblichen Paste mit Netzmittel, aber ohne Korrosionsschutzmittel.
Das Netzmittel wird in einer Menge von 20 g zusammen mit der zweiten Wassermenge zubegeben.
Maximales .Staubbindevermögen: 153Gew.-%.
Während des Korrosionsversuchs abgetragene Eisenmenge:
a) Mutterlauge der unverdünnten Paste 3,9 mg
b) Mutterlauge der mit Wasser im
Verhältnis I : I verdünnten Paste 7,4 mg
c) Mutterlauge der mit Wasser im
Verhältnis 1 : 3 verdünnten Paste 9,3 mg
Verhalten beim Austrocknen: Keine Rißbildung, doch Auftreten von Korrosionsflecken, die auch ohne Austrocknen auftreten.
Beispiel 2
(zum Vergleich)
läßt an einer Versuchspaste ohne Netzmittel, aber mit dem erfindungsgemäßen Zusatz erkennen, daß dieser Zusatz selbst in der Salzpaste weder die Staubbindung verbessert noch die Korrosion herabsetzt.
Es werden 20g des Zusatzes , \- nmen mit der zweiten Wassermenge zugegeben. Maximales Staubbindevermögen: 21 Gew.-%.
Wahrend des Korrosionsversuchs abgetragene F.isenmenge: wie in Yergleichsbeispiel I.
des Zusatzes zusätzlich zu den Netzmittel.
Es werden 20 g Netzmittel und 20 g des Zusatzes, vorzugsweise in Mischung miteinander, zusammen mit der zweiten Wassermenge zugegeben.
Maximales Staubbinde vermögen: 232 Gew.-°/o.
Während des Korrosionsversuchs abgetragene Eisenmenge: wie in Vergleichsbeispiel 1.
Beispiel 4
(zum Vergleich)
hat eine Netzmittel und Korrosionsschutzmittei enthaltende Paste bekannter Art mit normalem Staubbindevermögen und verbesserten Korrosionseigenschaften zum Gegenstand.
Das Netzmittel wird in einer Menge von 20 g zusammen mit der zweiten Wassermenge dem im Basisbeispiel beschriebenen Ansatz, dem hier beim Zusammengeben der Magnesiumchloridlösung mit dem Wasser noch 0,5 g Guar-Gum beigegeben worden ist, zugesetzt, das Korrosionsschutzmittel, Borax, anschließend wie folgt:
nach 10 min Rührzeit
nach 15 min Rührzeit
nach 20 min Rührzeit
nach 25 min Rührzeit
nach 30 min Rührzeit
Ig
Ig
ig
ig
46 g
Beispiel i
/cigt im Vergleich mit dem Vergleichsheispiel
die
F.rhöhung des Siaubbindevermögeiis bei Verwundung Der Grund für die geringe Borax-Zugabe am Anfang ist eine zunächst sehr starke Viskositätserhöhung, die das Borax in Verbindung mit dem Guar-Gum, zu dessen Koagulation es führt, verursacht.
Maximales Staubbindeverniögen: 176 Gew.%.
Während des Korrosionsversuchs abgetragene Eisenmenge:
a) Mutlerlauge der unverdünnten Paste 1,5 mg
b) Mutlerlauge der mit Wasser im
Verhältnis 1 : 1 verdünnten Paste 2,5 mg
c) Mutterlauge der mit Wasser im
Verhältnis 1 : 3 verdünnten Paste .3,1 mg
Verhalten beim Austrocknen der Paste: Über längere Zeit entstehen zahlreiche Risse, die sich mit einer aufgrund des Borax-Zusatzes geringeren Geschmeidigkeit der gelartigen Pastensubstanz erklären lassen. An den Rissen zeigen sich Korrosionserscheinungen.
Beispiel 5
schafft durch Zugabe des erfindungsgemäßen Zusatzes bei der Herstellung einer Salzpaste gemäß Vergleichsbeispiel 4 eine Paste mit erheblich vergrößertem Staubbindevermögen und stark verbesserter haltbarkeit der Pastenschicht.
20 g Netzmittel und 20 g des Zusatzes werden, vorzugsweise in Mischung miteinander, zusammen mit der zweiten Wassermenge dem wieder wie in Vergleichsbeispiel 4 mit dem Guar-Gum versetzten Ansatz zugegeben, anschließend Borax wie im Vergleichsbeispiel 4:
nach 10 min Rührzeit 1 g
nach 15 min Rührzeit 1 g
nach ?0inin Rührzeit 1 g
nach 25 min Rührzeit I g
nach 30 min Rührzeit 46 g
Maximales Staubbindevermögen: 212 Gew.-%.
Wahrend des Korrosionsversuchs abgetragene Fisenmenge:(wie im VcrKleichsbeisniel 4):
a) Mutterlauge der unverdünnten Paste 1.5 mg
b) Mutterlauge der mit Wasser im
Verhältnis 1 :1 verdünnten Paste 2,5 mg
c) Mutterlauge der mit Wasser im
Verhältnis 1 : 3 verdünnten Paste 3,1 mg
Verhallen beim Austrocknen: Gegenüber der nach Vergleichsbeispiel 4 tritt eine weitaus geri Rißbildung auf.
Weitere Versuchsergebnisse zum Staubbindeve gen sind in Fig. 1 und 2 in Form eines Diagramms Nomogramms angegeben.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:
1. Salzpaste zur Staubbindung im Bergbau, die aus MgCb und/oder CaCb hergestellt ist und ein die Benetzung des Staubes durch die Paste erhöhendes, insbesondere ein äthoxiliertes, nichtionogenes. Netzmittel enthält, insbesondere mit Borsäure- und/oder einem Borat-Zusatz bis zu 5%, gekennzeichnet durch einen weiteren Zusatz bestehend aus einem mit 3 Molen Äthylenoxid äthoxilierten Aminolaurylalkohol und/oder einem mit 5 Molen Äthylenoxid äthoxilierten ölsäureamid in einer Gesamtmenge bis zu 5%, vorzugsweise bis zu 3%.
2. Salzpaste nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Gemisch aus 60 bis 80% des äthoxilierten Aminolaurylalkohols und 40 bis 20% des äthoxylierten ölsäureamiJs ist.
3. Verfahren zur Herstellung einer Salzpaste nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei dem ein Erdalkalihydroxid und/oder ein Alkalihydroxid in einer konzentrierten wäßrigen Lösung von MgCIi und/oder CaCb verrührt und nach Zugabe eines Netzmittel sowie Wasser bis zur gewünschten Konsistenz gerührt wird, wobei während des letztgenannten Rührens Borsäure und/oder ein Borat bis zu 5% zugegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem ein mit 3 Molen Äthylenoxid äthoxiliertcr Aminolaurylalkohol und/oder ein mit 5 Molen Äthylenoxid äthoxiliertes Säureamid in einer Gesamtmenge bis zu 5%, vorzugsweise bis zu 3%, zugesetzt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Zusetzen des äthoxylierten Aminolaurylalkohols und/oder des äthoxylierten ölsäureamids zusammen mit dem Netzmittel erfolgt.
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