煤的潤(rùn)濕特性及其與潤(rùn)濕降塵劑的性能匹配研究.pdf

1、煤炭開(kāi)采過(guò)程中,粉塵不但是重大的安全隱患,還嚴(yán)重影響著人的身體健康。通過(guò)對(duì)不同煤種的基礎(chǔ)特性及潤(rùn)濕性進(jìn)行分析研究,根據(jù)不同類(lèi)型表面活性劑潤(rùn)濕煤粒的效果,優(yōu)選出性能較好的表面活性劑,研制潤(rùn)濕型降塵劑。
　　本論文對(duì)12種不同煤化度的煤樣分別進(jìn)行工業(yè)分析、元素分析、粒度分析及接觸角測(cè)定等,研究分析了不同煤化度煤樣的潤(rùn)濕特性。在充分了解各煤種基礎(chǔ)特性的基礎(chǔ)上,用化學(xué)降塵的方法,在水中添加表面活性劑進(jìn)行降塵劑的研制。
　　通過(guò)對(duì)表面

2、活性劑單體及其復(fù)配溶液進(jìn)行表面張力、接觸角及煤塵沉降試驗(yàn)的測(cè)定發(fā)現(xiàn),在水中添加適量的表面活性劑可以大幅度提高水溶液對(duì)煤塵的潤(rùn)濕能力。大部分表面活性劑溶液的臨界膠束濃度(CMC)在0.06％左右,隨著溶液濃度的增加,煤塵沉降時(shí)間減少,潤(rùn)濕效果提高。另外,復(fù)配溶液的沉降時(shí)間基本少于2min,遠(yuǎn)小于表面活性劑單體溶液的煤塵沉降時(shí)間。非離子表面活性劑對(duì)提高復(fù)配溶液潤(rùn)濕能力的效果最好,含有非離子表面活性劑的復(fù)配溶液的沉降時(shí)間不超過(guò)1min;而陽(yáng)離

3、子表面活性劑相對(duì)較差。
　　選用 NaCl、CaCl2、Na2SiO3、Na2SO4四種無(wú)機(jī)鹽作為增效劑和保水劑,研究發(fā)現(xiàn),對(duì)于非離子型表面活性劑,無(wú)機(jī)鹽的加入不利于煤塵沉降。對(duì)于陰離子型表面活性劑,加入無(wú)機(jī)鹽增效劑后,表面活性劑溶液對(duì)煤塵的沉降時(shí)間從20min左右縮短到1min左右。四種無(wú)機(jī)鹽提高陰離子型表面活性劑潤(rùn)濕性的能力由大到小依次是:CaCl2>Na2SiO3>NaCl>Na2SO4。就保水性而言,四種無(wú)機(jī)鹽均可以延緩煤

4、樣中水分的蒸發(fā),其中 CaCl2的保水效果最好,其含水率不低于5.71%,其次是NaCl和Na2SiO3,Na2SO4效果欠佳。
　　將優(yōu)選所得的表面活性劑和無(wú)機(jī)鹽分別進(jìn)行四因素三水平正交實(shí)驗(yàn),優(yōu)化得到了四種潤(rùn)濕型降塵劑配方,并對(duì)配方進(jìn)行了實(shí)用性分析。分析結(jié)果顯示,四種配方對(duì)不同煤種煤塵均表現(xiàn)出了較好的降塵性能,且對(duì)10μm以上的煤塵顆粒降塵效果較好。另外,這四種降塵劑配方對(duì)人體安全,其對(duì)工作面進(jìn)行噴霧降塵的成本僅占原煤總產(chǎn)值的0