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化学抑尘剂的基础研究及在矿山中的应用

化学抑尘剂的基础研究及在矿山中的应用

  试验研究。

  化学抑尘剂的基础研宄及在矿山中的应用吴超中南大学摘义要介,了近年来在化学抑尘剂开发与应用领域的主要研究成果,内容包括用5;统可靠性理论的故障树分析法描述湿润剂喷雾系统的抑尘效率的数模总揭了=呙子活性剂添如硫蚺钠改善湿润煤尘能力的机理,痛定添加硫酸钠的合适条件用里和效果;心开冗毛细管上升试验幻,试验等不同湿润粉尘的试验方法的疫用条件种化抑尘剂的性能,获得了这些化学抑尘剂的合理配比和应用条件及其影响因素开了用渣油冰乳化液于露天石广汽车运输路而杨尘防治的制备工艺和现场应用技札疋设计了4种应用湿润剂和发泡剂适用于地下连续采矿机的新型组合式高效除尘器关键词粉尘化学抑尘剂矿山众所周知,粉尘污染是世界公害之,人类许多活动都会产生粉尘污染,特别是采矿业另外粉尘的防治又相当困难和耗资。因此,数百年来人类对粉尘的防治研宄从不间断1世纪20年代化学抑尘剂的发明和应用,为防治粉尘污染提供了新的方法23但迄今人们对化学抑尘剂的基础研宄还做得很不够,特别是在我国,人们付化学抑尘剂的开发和应用起步较晚因此,近年来,作者在系统检索分析和评述世界有关化学抑尘剂及其应用的己有成果基础上,对3类化学抑尘剂粉尘湿润剂粉尘凝聚剂粉尘粘结剂中的数十种典型抑尘剂的性能进行系统的研宄,并将部分化学抑尘剂用于矿山粉尘控制中1世界化学抑尘剂的开发与研究趋势122世界上化学抑尘剂的开发与应用直在持续稳定的发展,该研宄领域非常广阔,前景诱人在应用领域开发方面,化学抑尘剂从防治煤尘危害为主拓展到各类非煤矿尘污染防治领域;粉尘湿润剂也作为原地溶浸采矿助渗剂钻液添加剂等;粉尘粘结剂和凝聚剂也作为土质±是坝路基地基原地固化剂以及地地下岩土结构防漏剂等在组分开发方面,化学抑尘剂转变为非离子型;化学抑尘剂的无机物组分己从普通卤化物扩展到碱性氧化物煤灰粘土石膏高岭土酸等;有机物组份己从般原油煤渣油沥青扩展到食用油废渣生物油渣木质素衍生物树脂石蜡油纤维素滤料聚合物高分子功能聚合物等,近年来,分子聚合物作为化学抑尘剂组分的配方很常;为了减少成本和变废为宝,些抑尘剂由来自应用现场附近工厂的废液废渣组成在分子构成方面,化学抑尘剂的成分更趋复杂,己从元扩展到多元,有些粉尘湿润剂和粘结剂由5种以上化学材料构成,其生产工艺也更复杂这些抑尘剂尽管有较高的抑尘效率和更广泛的通用性,但它们成本比较高在化学抑尘剂的功能开发方面,为了提高化学抑尘剂的效率,近年研究人国家留学基金资助项目编号97514008吴超,中南大学资源环境与建筑工程学院,博士,教授,410083湖南省长沙市。

  员在朝着开发专用化学抑尘剂的方向发展,如用于尾矿库扬尘的抑尘姐路面扬尘防治的抑尘,细颗粒物料和粉煤场的抑卞剂爆破作业抑尘想高氧化硅矿物抑尘想水泥抑尘,煤仓抑尘剂房屋拆除抑尘郝石灰厂抑尘想喷射混凝土抑尘剂等在粉尘湿润剂性能测定技术方面,己从简单的面张力测定法沉降法滴液法毛细管上下向渗透法扩展到动力试验法2冉位测定法等2近年来开展的主要研究内容概述近3来,作者及其合作者在化学抑尘剂应用可靠性理论中的故障树分析法作为系统分析工具。将湿润剂喷雾抑尘系统的机理成些逻辑树和形象形,使有关因素以及它们之间的因果关系目了然。根据建立的逻辑树,提出了些喷雾系统抑尘效率的新观点和数模,使有关因素对抑尘效率的影响可以定量描述,使应用数学方法定量预测喷雾系统抑尘效率及实现系统优化成为,能还进步分析了粉尘颗粒与液滴的有效作用时间含个液滴的膨胀现象。煤挥发成分的作用以及湿油剂抑尘的相对分级效率等新概念3.

  在实验室中用不同测定方法测定了20多种面活性剂溶液与粉尘的相互作用特征及其影响因素,发展了用于选择有效面活性剂研究了磺基琥珀酸钠2基己基等阴离子面活性剂添加硫酸盐时,对煤尘湿润效果的改善程度及其作用机理,得出了阴离子面活性剂添加含有高价负离子电解质添加剂,以改善煤尘的浞润能力的结论!

  玉0和水玻璃溶液户延长水的有效抑尘时间及作用效果和应用配比测定了十,基苯磺酸钠十烷基磺酸钠丁酸钠水玻璃和氯化钙溶液作为硅尘湿润剂的合理浓度配比和乩,湿润粉尘能力的1分比1测记了聚丙烯酸钠和淀粉接枝聚丙烯酸钠高仍吸水树胎洛胶的吸水保水耐蒸发粘结粉尘等抑尘性能,分析巧倍吸水树脂的复合抑尘机理应用方法和应用前景89.

  路面湿润的实小应叫参数和条件以及影响因素测定了氯化钙和氯化镁与碱性氧化物3,0及水玻璃的复合物作固1抑尘复合材料的合理配比抑尘效果和适用条件,并研究了它们的固土抑尘机埋测定了氯化钙和水玻璃作为粘结型复合抑尘剂基料时的合理渗透顺序渗透行为及其添加助渗剂的效果51719!

  试验确定了低浓度渣汕冰乳状液的最佳乳化配方和工艺,测定了渣油冰乳状液的湿润粘结耐蒸发保水等抑尘性能,设计现场制备渣油冰乳化液的制备站和制备工艺,并进行半工业试验和工业试验。从而获得套用渣汕冰乳化液作为路面抑个的新工艺17根据湿润剂喷雾的大规模试验数据和有关研宄成果,设计了4种应用发泡剂和湿润剂,适用于地下矿连续采矿机作业面除尘的新型高效组合式除尘器4!

  3主要研究结论当现场的应用条件与实验室的条件接近时,实验室的测定结果才可以直接应用于现场,细管上升试验的结果比较适用于煤层预注水的情况,沉降试验结果适用于粉尘穿过水中的情况在毛细管上升试验中,粉尘和吸湿量比溶液和上升高度更能可靠地反映湿润效果影响粉尘湿润效果的因素有时间面活性剂浓度粉尘粒度水的成分等,现场应该避免盲应用面活性剂阴离子面活性剂洛液添加硫酸钠等电解质,可能改善煤尘的湿润能力,其主要原因有面活性剂与添加剂结合,使煤尘面的疏水晶格吸附面活性剂产生亲水作用;高价负离子吸附在煤尘面的亲水晶格上,使其保持亲水性在煤尘面疏水晶格的面活怍剂分子的密实填充作用和半胶束形成,改善其亲水性阴离子面活性剂溶液添加硫酸钠后的湿润改善作用,对难湿润煤尘更有效3氯化钙水玻璃丁1酸钒十烷基磺酸钠和十烷基苯磺酸钠5种试剂在其种程度均能改善水湿润硅尘的能力,湿润能力从大到小的排序为十烷基苯磺酸钠十烷基磺酸钠丁酸热水玻璃氯化钙;其适宜的溶液浓度分别为及,0.及4.2,0.双,脱,双1脱,此时它们制成洛液的湿润粉尘的能力分别比水提高4很,3脱,3溉,3Jr,3fr.

  41高倍吸水树脂作为凝聚型抑尘剂具有以好的开发前景,用倍吸水树脂溶胶抑制路面扬尘,喷洒数次后,其次喷洒有效作用时间可达半个月。用固体以化物抑制路血扬尘,如果不流失时,其作用时间可达到数月。

  用卤化物与碱性氧化物及水玻璃的复合物抑尘,还同时起到稳定土的作用,并可保持长时间有效当这些材料添加适量的助渗剂时,其渗透能力可提尚1脱3脱。水玻璃和,化辛丐复合粘结剂基料溶液的合理渗透顺序是水玻璃先于氯化钙对于31览和2呢的水玻璃和氯化妈溶液,它们的渗透时间之和与相反的;参透顺序所用时间之和比较,可分别缩短29,和6现。

  用渣油冰乳化液抑尘,喷洒数次后,次喷洒有效作用时间可过十多天通过用渣油尺乳化液对矿区十心路面及水泥路而逃行喷洒,抑尘效果良好,能使路面粉尘达到了允许浓度以内。喷洒次,可有效地抑制公路扬尘5 7山与洒水抑尘方法比较,使用化学抑尘剂可大大减少洒水车的台数和喷洒次数,并起到养路护路,提高道路通过能力和延长运矿卡车的大修期等作甩根据实体模型试验的数据,设讣了4种应用发泡剂和湿润剂,适用于地下矿连续采矿机作业面除尘的新型组合式除尘器这些除尘器可靠1.好,能根据粉尘的粒度和浓戍使各部分组件的技术特点得到经济合理的利用,对呼吸性粉尘的除尘效率很高。

  4几点建议由于粉尘的类型和化学抑尘材料的种类很多,而且,随着化学工业的迅猛发展,可能作为新的化学抑尘剂的新材料不断出现,因此,化学抑尘剂的基础研,工作仍然需要不断深入持久地开展下去化学抑尘的开发和应用涉及到物理化学工程等学科的综合知识目前化学抑尘剂在现场的应用还不够广泛,特别是在我国,化学抑尘剂在各个领域的应用还需要大力开拓和创新,随之人们对环境保护要求的不断提高,化学抑尘剂的应用具有广阔的前景3汗结合实际应用条件,很难说哪种化学抑尘剂是最好的,哪种是最差的般地说,只竖该化学抑尘剂能解决某问,作定打面的经济模甩有待进步深入研化学抑尘剂的经济效益有了定量的评价方法,其推广应用的价值才更有说服力。

  4,化学抑尘剂与粉尘净化设备水土保持等技术巧妙地结合起来。将几特别重要的意义用计兑机仿真化学除尘系统及设备也是非常有价值的研究课5成期以来,化学抑尘剂的研发基本上依赖于实验方法,没有现成的化学抑尘剂分子设计理论可依,造成化学抑尘剂开发周期长成本高另外,由于世界上有成千上万种不同类型的粉尘和不同的粉尘污染形式。加1缺乏化学抑尘剂分子设计理论的指导,因为如果不经过有针对性的大试试验。往往难以确定六,的化学抑尘剂和达到预想的抑尘效果。这也造成了人们对化学抑尘剂使用效果褒贬不的怙况发生,从而阻碍化学抑尘剂的推广应用和获得经济的使用效累这趋势客观上呼唤有系统的可靠的化学抑尘剂分子设计理论诞生,以便缩短化学抑尘剂的发周期,下转第15识采场的污风经相对应回风天井排至8如水平或扩散到采空区5风机的选择针对西石门铁矿的实际情况,在风机选型上。选了8种甩4的风机通过对各种扇风机性能设备投资生产耗电量和扇风机安装方案等进行模拟比较,最后选定两台1454,19型轴流式风机,分开安装于8,1水平的回风道上本系统报作简中。,模拟速度快,形象直观应用于矿山后,改善了矿山通风效果,是矿山通上接第7页降低开发和使用成本,提高抑尘效率,并使其广泛应用,满足防治粉尘的需要7王坪龙吴超孟廷让。低浓度渣油冰系乳化液的抑尘性能现场试验研究。环境工程,1997.154340 8王坪龙吴超。聚丙烯酸钠溶胶的抑尘性能研究。中南工9王海宁吴超。4中用于路面抑尘树脂的研制。中南工业风管理必不可少的应用软件该模拟平台有通用性,可用于其它矿也1王英敏。矿井通风与防尘。北京冶金工北出版社,1993.13139 2张慧忱。计算机在矿井通风中的应用。江苏中国矿业大3,以如奶等著。徐军等译,1+5开发人员指南。北京机械电子工业出版社。1998.6收稿日期200105 10王海宁吴超。卤化物溶液的耐蒸发性研究黄金,王海宁天超。面活性剂在山固土防尘中的应用。

  12王海宁吴超。渣油冰系乳化液的制备工艺与性能露天采煤技术,1995.412 13吴超陈军良。;酸钠对,化恺和水破璃溶液的渗透性影响试验研究。环境工程,1998.164337 14吴超陈军良。十院基苯罐酸钠对,化揠和水破璃溶液的,透性。;响。中南工土大学学129321护15天超陈军良。十烷基碳酸钠对,化恺和水玻璃溶液16天超陈军良。化学湿润剂的湿润能力试验上海环境17吴超周勃王海宁。固体南化物添加,心,的固土抑尘性能。中南工业大学学报,1996 27552,52418吴超周勃。自化物与水破璃复合物的抑尘性能中南工业大学学报,199728651529吴超周勃。固体卤化物的抑尘性能中南工业大学学2,吴超盂廷让王坪龙。渣油冰乳化液作为路面抑尘剂的21吴超。近十年世界固土抑尘剂成果评迷金属矿山,吴超化学抑尘刻的基戒研究及其在纪山中的应用长少,中南大学博士学位论文。2

(完) 

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