一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂制造技术

技术编号:12742029 阅读:96 留言:0更新日期:2016-01-21 03:56
一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂,属于活性磁化水添加剂。该添加剂的成分是无机电解质、表面活性剂、极性有机物、聚合物;其各种组分在添加剂中的重量份数为:无机电解质,包括氯化钠:30-50份;表面活性剂,包括阴离子十二烷基苯磺酸钠:1-2.5份、非离子脂肪酸甲酯乙氧基化物:0.5-2份;极性有机物0.3-0.7份,即脂肪酸;聚合物7-10份,即聚乙二醇。该添加剂所配制溶液易于在300-400mT磁场环境中,与磁场发生耦合协同作用,生成具有更小表面张力和更强湿润性的活性磁化水,通过喷雾来高效地润湿沉降井下煤尘。该添加剂配方简单、制作方便,具有环保、成本低等特点,适用于井下除尘大范围的应用。

【技术实现步骤摘要】
一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂
本专利技术涉及一种活性磁化水添加剂,特别是一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂。
技术介绍
随着煤矿井下开采机械化程度的提高,煤体更易于破碎,使得煤尘产生量大幅度提高,特别是小粒径的呼吸性粉尘量急剧增加,严重威胁着井下工作人员的身心健康。目前,利用水喷雾防治煤尘是国内外煤矿常用的除尘技术之一。但是,煤尘具有疏水性,特别是小粒径的粉尘,不易被水雾所润湿,所以,井下单纯用水喷雾除尘的方法,无法实现高效的除尘。为了有效的防治煤矿井下煤尘,为井下工作人员创造一个比较舒适的工作环境,需要采用技术手段来改变水湿润煤体的能力,形成雾化效果更好、湿润能力更强的水雾来湿润沉降煤尘。改变水湿润性能的手段主要包括化学方法和物理方法,化学方法主要是使用化学添加剂来改变水的湿润性能,大部分添加剂的种类是表面活性剂,然而现有的除尘表面活性剂在湿润沉降煤尘的过程中使用量比较大,质量分数在0.07%时,其除尘效果才较理想,然而,对于小粒径呼吸性粉尘的降尘效率仍不高,主要还是由于水的雾化效果不理想,无法形成高密度的小粒径降尘水雾,同时,活性剂用量较高,致使除尘成本较高,不适合煤矿井下大范围的应用;其物理方法如磁化作用,虽然磁化能通过改变水分子的缔合,促使大的水分子缔合团转化为小的分子缔合体,在一定程度上提高了水对煤尘的湿润性能,但是仅仅物理磁化对改变水的降尘性能作用有限,其除尘效率距所要求的值还有一定的差距。
技术实现思路
本专利技术的目的是要提供一种除尘添加剂使用量少的用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂。本专利技术的目的是这样实现的:活性磁化水添加剂的组成成分是氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、脂肪酸甲酯乙氧基化物和聚乙二醇;各组成成分在活性磁化水添加剂中的重量份数为:氯化钠:30-50份、十二烷基苯磺酸钠:1-2.5份、脂肪酸甲酯乙氧基化物:0.5-2份;脂肪酸0.3-0.7份;聚乙二醇7-10份。所述的氯化钠为无机电解质,所述的十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甲酯乙氧基化物为表面活性剂,所述的脂肪酸为极性有机物,所述的聚乙二醇为聚合物。所述添加剂在磁场强度300mT-400mT的磁场条件下,水溶液中的质量分数为0.03%时,与磁场发生良好的协同作用。有益效果,由于采用了上述方案,在保证高效除尘的前提下,促使除尘添加剂使用量减少,对添加剂实施磁化,调整磁化参数,使添加剂在磁场中发生协同作用,在使用量很小的情况下,即质量分数0.03%时,就能生成表面张力小,湿润性强的活性磁化水。该添加剂溶液经磁场磁化所获取的活性磁化水,因其表面张力极小,在喷雾过程中易于破碎,进而形成粒径更为细小、湿润性更强的雾滴,来对煤尘产生区域进行水雾覆盖,从而更为高效地湿润沉降煤尘,为井下工作人员创造一个良好的工作环境,减少职业病的发生。1)表面活性剂可以降低水溶液的表面张力,在水喷雾过程中,雾滴更易于破碎,同时活性剂可以增加溶液的湿润性,使得水雾更易于湿润煤尘,促使煤尘沉降。十二烷基苯磺酸钠是阴离子表面活性剂,生产成本低,且易于生物降解,以及脂肪酸甲酯乙氧基化物是非离子表面活性剂,两类活性剂可以发生增效效应,促使活性水溶液具有更强湿润煤尘的能力。2)无机电解质、极性有机物、聚合物的加入,影响了十二烷基苯磺酸钠水溶液的性能,减少了亲水基间的静电斥力,使得活性分子在水分子上排布的更加紧密,从而增加了活性剂的亲水性,使其具有更低的表面张力,更易于湿润沉降煤尘。3)表面活性剂、无机电解质、极性有机物、聚合物四者合理配制所获取的新型添加剂溶液,适用于活性磁化水除尘,在300mT-400mT的磁场环境中,该添加剂表现出了与磁场磁化强烈的耦合作用,在磁化的作用下,增加了新型添加剂溶液的活性,由此,在达到同等程度的除尘水湿润性能的情况下,降低了添加剂的使用量,进而能大幅度降低添加剂除尘的使用成本。具体实施方式活性磁化水添加剂的组成成分是氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、脂肪酸甲酯乙氧基化物和聚乙二醇;各组成成分在活性磁化水添加剂中的重量份数为:氯化钠:30-50份、十二烷基苯磺酸钠:1-2.5份、脂肪酸甲酯乙氧基化物:0.5-2份;脂肪酸0.3-0.7份;聚乙二醇7-10份;所述的氯化钠为无机电解质,所述的十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸甲酯乙氧基化物为表面活性剂,所述的脂肪酸为极性有机物,所述的聚乙二醇为聚合物;该添加剂在磁场强度300mT-400mT的磁场条件下,水溶液中的质量分数为0.03%时,与磁场发生良好的协同作用。实施例1:称取氯化钠40份、十二烷基苯磺酸钠2份、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.6份、脂肪酸0.4份、聚乙二醇7份。按照上述重量份均匀混合后,取一定量的新型添加剂溶解于水溶液中,配制成质量分数为0.03%的添加剂溶液,该溶液在350mT磁化循环装置中以2m/s水流速度磁化一段时间,得到活性磁化水,测其表面张力、接触角。实施例2:称取氯化钠40份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、脂肪酸甲酯乙氧基化物1份、脂肪酸0.4份、聚乙二醇7份。按照上述重量份均匀混合后,取一定量的新型添加剂溶解于水溶液中,配制成质量分数为0.03%的添加剂溶液,该溶液在300mT磁化循环装置中以2m/s水流速度磁化一段时间,得到活性磁化水,测其表面张力、接触角。实施例3:称取氯化钠35份、十二烷基苯磺酸钠2份、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.6份、脂肪酸0.5份、聚乙二醇8份。按照上述重量份均匀混合后,取一定量的新型添加剂溶解于水溶液中,配制成质量分数为0.03%的添加剂溶液,该溶液在400mT磁化循环装置中以2m/s水流速度磁化一段时间,得到活性磁化水,测其表面张力、接触角。实施例4:称取氯化钠45份、十二烷基苯磺酸钠2.5份、脂肪酸甲酯乙氧基化物0.6份、脂肪酸0.5份、聚乙二醇10份。按照上述重量份均匀混合后,取一定量的新型添加剂溶解于水溶液中,配制成质量分数为0.03%的添加剂溶液,该溶液在350mT磁化循环装置中以2m/s水流速度磁化一段时间,得到活性磁化水,测其表面张力、接触角。案例序号表面张力(mN/m)接触角(°)132.8120.78229.8917.84330.7118.42431.7917.98以上方案所配制的新型添加剂在磁场作用条件下,所形成的活性磁化水具有的表面张力都在33mN/m以下,接触角都在21°以下,其改变水湿润煤尘的能力,与单纯使用新型添加剂质量分数0.05%,表面活性剂十二烷基苯磺酸钠质量分数0.07%,脂肪酸甲酯乙氧基化物质量分数0.05%的效果几乎相当,然而,在磁化条件下,新型添加剂的使用量为质量分数0.03%,其使用量很少,除尘成本很低,适用于煤矿井下大范围的应用。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂,其特征是:活性磁化水添加剂的组成成分是氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、脂肪酸甲酯乙氧基化物和聚乙二醇;各组成成分在活性磁化水添加剂中的重量份数为:氯化钠:30‑50份、十二烷基苯磺酸钠:1‑2.5份、脂肪酸甲酯乙氧基化物:0.5‑2份;脂肪酸0.3‑0.7份;聚乙二醇7‑10份。

【技术特征摘要】
1.一种用于煤矿井下高效降尘的活性磁化水添加剂,其特征是:活性磁化水添加剂的组成成分是氯化钠、十二烷基苯磺酸钠、脂肪酸、脂肪酸甲酯乙氧基化物和聚乙二醇;各组成成分在活性磁化水添加剂中的重量份数为:氯化钠:30-50份、十二烷基苯磺酸钠:1-2.5份、脂肪酸甲酯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员:秦波涛周群郑景鹏王怀增贾广海姜宁丁仰卫卓辉马东
申请(专利权)人:中国矿业大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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