SU909211A1 - Способ выбора жидкости дл борьбы с угольной пылью - Google Patents

Description

() СПОСОБ ВЫБОРА ЖИДКОСТИ ДЛЯ БОРЬБЫ С УГОЛЬНОЙ

ПЫЛЬЮ

Изобретение относитс  к горной промышленности, и может быть использовано при выборе жидкостей дл  предварительного увлажнени  пластов полез ного ископаемого и дл  борьбы с пылью , образующейс  при выемке каменно го угл  и антрацита. Известен способ выбора жидкостей дл  борьбы с пылью по величине краевого угл  смачивани  11. Однако измерить краевой угол весь ма трудно, а наличие трещин и- пор на поверхности угольного образца не позвол ет получить точных данных по измерению краевого угла смачивани . Поэтому известный способ неэффективен . .Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ выбора жидкостей дл  борьбы с пылью, основанный на измере нии поверхностного нат жени  () с помощью метода счета капель, образующихс  при вытекании определенного объема жидкости и отрывающихс  от калиброванного капилл ра 2. Однако этот способ позвол ет получить только одну характеристику жидкости и не учитывать взаимодействие жидкости и угл . Процесс взаимодействи  угл  с жидкостью  вл етс  примером контактного смачивани  и характеризуетс  величиной краевого угла смачивани  cos9 ), который следукчцим образом зависит от поверхностного нат жени  на границах раздела твердое тело-газ Готг) твердое тело-жидкость (От-лс ) и жидкость-газ ( 6.г) cose (бгг - Tif. )/С,:г Из этого уравнени  видно, что дл  повышени  эффективности взаимодействи  жидкости и угл , а, следовательно, и снижени  пылеобразовани , необходимо снизить не только поверхностное нат жение жидкости 6(- , но и снизить поверхностную энергию угл  От за счет адсорбции на нем мппекул ПАВ. 390 Таким образом, способ выбора жидкости , основанный на измерении не может обеспечить максимальный эффект от ее применени . Этот недостаток прототипа еще более становитс  очевидным, если учесть, что уголь представл ет собой сложную и неоднородную смесь органических, минеральных и органоминеральных соединений, Органи 4еска  масса угл  также  вл етс  сложной гетерогенной, непосто нного состава, смесью разного рода веществ , различающихс  по свойствам и по молекул рной структуре соединений их составл ющих. Уголь отличаетс  выраженной гидрофобностью, дисперсностью и развитой пористостью. Наличие различных функциональных групп карII боксильных - С,-ОН , (гидроксильных -он и карбоксильных С 0) на поверхности угл  обуславливает ее неоднородность и специфику адсорбционных свойств. Число указанных групп измен етс  с увеличением стадии метаморфизма, так число кислородосодержащих групп в уг ле уменьшаетс , а число ароматических групп СН и содержание углерода возрастает от бурого угл  к антроцитам . Зольность угл  может быть самой различной (от 5 до 30%). Степень окисленности, а, следовательно, и ха рактер поверхности угл  также может быть разной. Таким образом выбор жид костей по поверхностному нат жению . , измеренному на воздухе, не будет учитывать структурные особенност различных типов углей. Дл  угл , залегающего в данном конкретном пласте может существовать только определен ный оптимальный раствор, дающий иско мый эффект. Перечисленные известные способы выбора жидкостей дл  борьбы с угольной пылью не позвол ют-достаточно точно и быстро выбрать оптимальную добавку ПАВ и ее концентрацию, котора  обеспечила бы наилучший эффект снижени  пылеобразовани  и в то же врем  гарантировала бы экономическую целесообразность применени  того или иного ПАВ. Цель изобретени  - повышение эффективности борьбы с угольной пылью путем установлени  соответстви  жидкости структуры особенност м различных углей различных марок. I4 Поставленна  цель достигаетс  тем, что перед определением поверхностного , нат жени  жидкости производ т экстракцию ингредиентов угл  в жидкости с химической структурой, аналогичной химической структуре угл , и в полученный экстракт помещают калиброванный капилл р с испытуемой жидкостью. Причем в качестве жидкости с химической структурой, аналогичной химической структуре угл , используют толуол. Угольное вещество можно представить как частицы ароматической природы (ароматические поликонденсированные углеводороды причем с увеличением стадии метаморфизма число ароматических групп увеличиваетс . В св зи с этим, измер   поверхностное нат жение растворов, примен емых дл  борьбы с угольной пылью, методы сталагмометра , но не на воздухе, а в жидкости , близкой по своей химической структуре угл , можно качественно определить межфазную составл ющую ndверхностного нат жени  ЖИДКОСТЬЮ  вл етс  толуол , рый  вл етс  непредельным (ненасыщенным ) углеводородом ароматического р да (структурна  формула СН и содержитс  в каменноугольной смоле (толуол получают путем ректификации из каменноугольной смолы и нефти). Измерение поверхностного нат жени  испытуемой жидкости в толуоле не .обеспечивает возможность выбора оптимального состава дл  борьбы с пылью, так как угли отличаютс  как химическим составом органической части, так и различными неорганическими примес ми . Исход  из того, что толуол достаточно хорошо раствор ет органическую массу угл , растворимые продукты, попав в толуол, будут образовывать раствор, по химическому составу отражающий специфические свойства того или иного угл . Произвед  подсчет капель жидкости, вытекающих из калиброванного капилл ра в полученный экстракт , определ ют поверхностное нат жение испытуемой жидкости. Затем по максимальному количеству капель (минимальному значению поверхностного нат жени ) выбирают жидкость наиболее эффективную дл  данного типа угл .

59092116

Пример. Были проведены опы- борьбы с угольной пылью на воздухе, ты по измерению числа капель, вытёка- в толуоле и экстрактах углей в толуоле, ющих из капилл ра, и вычислению по- Результаты испытаний представлены .верхностного нат жени  жидкостей дл  ffe табл. 1 и 2. Водный раствор дибутилфенола , 0,0 0,5 1,0 5,0 10,0, Жидкость дл  борьбы с пылью Чи на в 30(72,75) Дистиллированна  вода 3(6i(,2) 0, Дибутилфенол (ДБ) 0, дибутилфенол (ДБ) + 0, изопропи- 63(3«,6) ловый спирт 0, дибутилфенол (ДБ) + 0,5%-ный пенообра70 (31,1) зователь ПО-12

Из данных табл. 1 видно, что поверхностное нат жение жидкостей дл  борьбы с пылью, измер емое на воздухе , не позвол ет определить оптимальное значение концентрации дибутилфенола , в то врем , как измерение поaepxViocTHoro нат жени  испытуемой жидкости в толуоле и в экстракте угл  позвол ет сделать выводы относИ тельно выбора эффективной концентрации данной жидкости.

Из табл. 2 видно, что измерение поверхностного нат жени  в экстракте разных типов углей в толуоле позвол ет выбрать жидкость дл  достижени  максимального эффекта при пылеподавлении . Так дл  угл  марки А и Т жидкость N if (см. табл. 2)  вл етс  наиболее эффективной, а дл  угл  марки Ж - жидкость 3.

Использование предлагаемого способа выбора жидкости дл  борьбы с пылью Таблица 1 Число капель и поверхностное нат жение . на воздухев толуоле в экстракте угл  марки Ж 30(72,75)6(25,0)16(9,Ю (,20)23(6,50)ЗТС.В) 65(33,60)29(5,17)32(,6) 7U30,)30(5,00)60(3,0) 70(31,20)76(2,97)76(1,97) Таблица 2 сло капель и поверхностное нат жение жидкостей , мН/м здухе в толуоле в экстракте угл  марки ....L.l 6(25,0)16(9,) 6(25) 6(25) 23(6,50)ЗК.В)21(7,1М21(7,1Ю 21(7,1)35(+,3)22(6,8)26(5,76) +2(3,57)28(5,3),(3,75)

790921

обеспечивает большую чувствительность и точность измерени , что особенно важно при выборе жидкЬстей дл  борьбы с пылью; простоту определени  и требует несложной аппаратуры; быстро $ выбирать конкретную жидкость дл  борьбы с пылью углей любой стадии метаморфизма , пористости и трещиноватости , что позвол ет выбирать конкретный опгимёльный раствор, дающий искомый to эффект дл  данного конкретного угольного пласта. Применение способа выбо ра жидкостей дл  борьбы с пылью значительно повысит эффективность борьбы

с пылью.15

Claims (2)

1. Способ выбора жидкости дл  борь-2о бы с угольной пылью, включающий определение поверхностного нат жени  жидкости методом подсчета кдпель вытекающих под действием сил т жести из калиброванного капилл ра, о т л и - 25

18

чающийс  тем, что, с целью повышени  эффективности борьбы с . угольной пылью путем установлени  соответстви  жидкости структурным особенност м углей различных марок, перед определением поверхностного нат жени  жидкости производ т экстрак цию ингредиентов угл  в жидкости с химической структурой, аналогичной химической структуре угл , и в полученный экстракт помещают калиброванный капилл р с испытуемой жидкостью. 2. Способ поп1, отличающийс  тем, что в качестве жидкости с химической структурой, аналогичной химической структуре угл , используют толуол.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1.Сумм Б. Д., Горюнов Ю. В. Физико-химические основы смачивани  и растекани , М., Хими , 1976, с. 232.

2.Кудр шов В. В. и др. Смачивание пыли и контроль запыленности в шахтах , М., Недра, 1979, с. 63.