新型高分子抑尘剂的性能实验研究

为了进一步改善抑尘剂抑尘性能,自主研发了新型高分子抑尘剂。以阜新发电厂末煤为实验原型,对8组小煤堆 在自然条件下进行抑尘性能实验。研究其表面固化效果、耐水冲蚀性、抗风蚀性、流动性等主要性能,得出其在不同条 件下的最佳浓度配比。实验结果表明:新型抑尘剂具有良好的抑尘功能,其耐水冲蚀性和抗风蚀性随抑尘剂浓度增加而 增强。在多雨地区,抑尘剂溶液最佳浓度是3%,浓度大于3%时抑尘剂耐水冲蚀性随浓度增加效果不明显;在干燥多风地 区,当煤堆储存在30天以内时,抑尘剂溶液最佳浓度范围为1%~3%,储存30~50天时,最佳浓度范围为3%~4%,储存在50 天以上时,最佳浓度为5%。抑尘剂溶液流动性随浓度增加而降低,高浓度抑尘剂喷洒时不易实现均匀喷洒,浓度超过3% 的抑尘剂喷洒时需提前用低浓度溶液进行预湿润。     

建筑施工现场高强度膜型抑尘剂研制

为更长期有效抑制建筑施工现场的扬尘排放,避免表面覆盖抑尘剂膜因人为扰动发生强度破坏而使抑尘剂过早失效,以原施工现场快速成膜型抑尘剂配方为基础,添加不同类型、不同质量浓度纤维素,通过拉力试验确定能够显著提高抑尘剂凝胶膜强度的纤维素种类及浓度,并对新的抑尘剂进行基本性能检测试验,最终确定在原抑尘剂中添加质量分数为0.10%～0.20%甲基纤维素能够得到强度高且性能稳定的抑尘剂凝胶膜,抑尘剂的保水吸湿性能和抗风蚀性能良好,抑尘效率超过原抑尘剂,可达99.75%。     

抑尘剂效果评价指标准确性分析

为提高煤矿安全保障能力和职业健康水平,降低煤尘尘肺病等职业病危害,快速且准确判断不同抑尘剂的抑尘效果,研究煤尘抑制剂的固化层厚度、抗风蚀特性、单轴抗压强度(UCS)、贯穿阻力等常用性能评价指标,通过各评价指标的试验方法、不同影响因素下性能差异分析各评价指标的准确性。分析结果表明:使用固化层厚度、抗风蚀特性、UCS评价指标来判断煤尘抑制效果较差,贯穿阻力能较好地判断煤尘的抑制效果。     

散煤运输用新型高分子抑尘剂性能的试验研究

为进一步优化新型抑尘剂在煤炭运输过程中的应用性能,以羧甲基纤维素钠、十二烷基磺酸钠、聚丙烯酸钠和无水硫酸钠为原料制备新型液态抑尘剂。开展新型抑尘剂抑制煤粉尘试验。试验结果表明:该型抑尘剂可在煤样表层形成一层致密保护膜及稳定的固化层,能有效降低水分蒸发速率,具备良好的抗冲击性能和抗雨水冲蚀性能;该型抑尘剂可加速水分渗透,但当使用量超过一定值时,致使溶液黏度过大,集中在煤样表层,固化及渗透性能下降。同时通过相似控尘实验平台测试证明:所选抑尘剂可有效阻碍表层高速流场冲击,降低煤尘排放,控制环境污染。     

煤矿用新型抑尘剂的研究与应用

为有效降低煤尘浓度,在前期研制OP- 10系列抑尘剂的基础上,设计了新型抑尘剂的试验配置方案.通过煤尘沉降试验,测定了不同浓度快速渗透剂T溶液的煤尘湿润性,验证了表面活性剂复配对溶液湿润性的增效作用,研究了二价金属阳离子对表面活性剂溶液湿润性的促进作用,最终确定了新型快速渗透剂T系列抑尘剂配方.通过现场实践,快速渗透剂T系列抑尘剂能够达到与OP- 10系列抑尘剂相当的降尘效果,在使用成本相当的情况下,兼具低毒环保等性能.     

露天矿山运输路面泡沫抑尘剂的配方优选及性能试验研究*

为有效解决露天矿山运输路面的大量扬尘,针对现有抑尘剂存在的降解性差、成本较高、保水率差、除尘效率过低等问题,在对某露天矿山的扬尘进行表征分析的基础上,采用绿色表面活性剂烷基糖苷0.1%APG作为主剂、0.6%K12作为起泡剂、0.4%PAM作为稳泡剂、0.3%LAS作为润湿剂,通过测定泡沫的表面张力、泡沫体积、粉尘接触角、粉尘浸润深度确定各试剂的最佳质量分数,初步确定6个泡沫抑尘剂配方,选择保水率、抗风蚀性、抑尘效率作为性能指标,结果表明:配方为m(0.6%K12)∶m(0.1%APG)∶m(0.4%PAM)∶m(0.3%LAS)=1.05∶1∶0.6∶0.1的保水性、抗压强度、抗风蚀性均优于其他配方,全尘与呼吸性粉尘的抑尘效率分别高达87.11%,75.26%,经pH测试,符合绿色环保的要求。     

不同磁化抑尘剂对煤粉润湿性影响规律的实验研究

针对微小粒径粉尘具有危害大且难润湿的问题,基于润湿剂与磁场对水滴颗粒的耦合改性机理,研究不同磁场强度下各抑尘剂对煤粉润湿性影响,采用座滴法测定磁化试剂的煤粉表面接触角,通过粉尘润湿机理进行分析,煤尘沉降Walker实验进行佐证,得到抑尘剂种类、浓度与磁化强度对煤粉的润湿性规律。结果表明:未经磁化的高于临界胶束浓度值溶液对煤尘的润湿能力变化不大,阴离子表面活性剂溶液对煤样的润湿能力强于非离子表面活性剂溶液和阳离子表面活性剂溶液;磁化强度为500 mT的磁化溶液对煤尘润湿能力达到最佳效果。     

散煤运输用膜型抑尘剂的制备及性能研究

采用水溶液聚合法,以氧化淀粉、丙烯酸(AA)、二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)为原料,通过接枝共聚制备了一种软膜型抑尘剂(抑尘剂液体干燥后形成具有一定韧性的软膜)。与聚乙烯醇类壳型抑尘剂(干燥后形成很脆的壳层)相比,软膜型抑尘剂提高了煤粉固化层的抗破裂能力。由抗震荡性试验可知,使用膜型抑尘剂后,经过18 h的震荡,煤粉的损失率仅为1.91%,而使用壳型抑尘剂后煤粉的损失率为4.85%。还测定了2种抑尘剂的保湿性和耐破度。利用红外光谱对产物的结构进行了表征,采用SEM观察了该产物在煤粉表面形成的膜层形貌。试验结果表明,散煤运输中膜型抑尘剂在减少煤粉损失和控制扬尘污染方面性能优于壳型抑尘剂。     

微波合成淀粉基可生物降解抑尘剂的特性研究

改性后的淀粉与单体A,单体B和高分子聚合物C在微波反应条件下,接枝共聚制得的抑尘剂黏度为4.766 8 m Pa·s,渗透速度保持在0.03 cm/s左右。该抑尘剂具有很好的保湿性和耐高温性能,在室温(20℃)下喷洒100 h后土样仍含有20%的水分,60℃下放置2 h失水率仅为60%。喷洒抑尘剂的土样表面形成的固结层在模拟自然降雨冲刷0.5 h后,仍保持连续完整的形态。XRD,FTIR测试分析表明,单体A,单体B和高分子聚合物C都接枝到改性淀粉上,反应过程发生在淀粉的部分结晶区;喷洒抑尘剂的土壤固结层结构致密,固结层下土壤颗粒发生了凝并。     

吸湿性新型煤堆抑尘阻化剂的实验研究

煤堆自燃和煤堆扬尘会带来很大的灾害,目前主要采用喷洒药剂防止煤堆自燃和扬尘.现有的抑尘阻化剂普遍存在抑尘阻化效果不稳定、寿命短等不足.通过阻化性实验、成膜性实验、抗风吹能力测定实验研制出一种抑尘阻化剂.该抑尘阻化剂具有很好的阻化效果,阻化率能达到90%以上,通过抗风吹能力测定实验可知,喷洒该抑尘阻化剂后,煤粒能抵御20 m/s的风吹,抑尘效果好.该抑尘阻化剂无毒、无害,成本低,材料来源广,具有良好的应用前景.     

德兴铜矿采场汽车运输道路扬尘治理技术

通过介绍在德兴铜矿应用MPS-2型抑尘剂,建造现场抑尘加工站,并在矿山采场道路喷洒抑尘剂,测试分析了抑尘剂的抑尘效果,并对其经济成本指标进行了测算,确认在该矿应用MPS-2型抑尘剂可创造显著的社会环境效益和经济效益。     

基于响应面法的抑尘剂组分配比优选模型

为解决抑尘剂多功能组分优选过程中存在的非线性问题,提出基于响应面法(RSM)的抑尘剂配比优化模型,在分析影响因素与响应值、各影响因素之间的交互作用特征的基础上,通过分析响应面的变化特征获得抑尘剂的最优配比。采用星点设计法,以润湿、保湿、黏结组分的体积分数为自变量,以粉尘沉降时间、失水率和风蚀率为因变量,在室内试验数据的基础上,开展多元线性方程拟合和方差分析,获得最优配比的预测结果,并进行试验验证。研究结果表明：星点设计—RSM模型的预测值与试验值偏差小于6.0%,优选组相比对照组(水)而言,粉尘沉降时间缩短23倍,失水率和风蚀率分别降低3.00%和2.64%,说明优选组具有优良的润湿、保湿和黏结性能,证明所构建的优化模型对抑尘剂多组分非线性优化问题具有良好的预测性能。     

复合型水雾抑尘剂作用机理与优选方法研究*

为有效提高水雾综合除尘性能,基于水雾捕尘过程及抑尘作用机理,从复合抑尘剂润湿、吸湿、黏结作用组分出发,讨论不同性质粉尘与抑尘剂各组分间匹配协同关系,进而研究复合型水雾抑尘剂优选方法。结果表明:湿润组分优选疏水端含有碳碳双键、醚基或链间存在氢键的表面活性剂;通过改变疏水基链长、不饱和度和支链数等方法,使湿润组分亲水、亲油性与粉尘相匹配。吸湿组分优选体心立方晶胞结构、溶解度相对较小的无机盐或混合配方无机盐,或者含极性强、能形成氢键的基团且空间结构复杂的有机吸湿剂。黏结组分优选溶液黏度高、交联网状、结构复杂的高分子聚合物。在上述组分优选的基础上,通过抑尘剂复配性能实验合理确定各组分的最优配比。     

润湿型化学抑尘剂的试验研究

利用润湿型化学抑尘剂除尘作为粉尘治理的手段之一,有很好的应用前景和发展空间.在分析了抑尘剂抑尘机理的基础上,对润湿型化学抑尘剂进行了系统研究,对比研究了多种吸湿材料的吸湿保湿能力和几种表面活性剂的润湿能力,优选了氯化钙、氯化镁和曲拉通X-100作为抑尘剂的基料和辅料,进行抑尘剂配方研究并对抑尘剂配方进行了优化.在现场试验中,喷洒添加了抑尘剂配方溶液的粉尘含水率明显高于只喷洒清水的粉尘含水率且保湿时间长;在公路碾压试验中喷洒了抑尘剂溶液的公路的粉尘抑制期达到4d以上,取得了很好的抑尘效果.     

溜井泡沫抑尘剂的研制及其抑尘性能实验研究

矿山溜井卸矿过程中产生的大量冲击性粉尘已成为矿井可呼吸性粉尘的主要来源,为了有效解决溜矿井卸矿时产生的大量冲击性粉尘,基于泡沫抑尘的机理,研究了发泡倍数和半衰期两个指标进行优选实验,通过正交法和单因素法优选出最佳的泡沫抑尘配方为十二烷基硫酸钠、月桂酸钠和聚丙乙酰胺,各成分的质量浓度分别为0.6%、0.8%与0.4%。结果表明,通过模拟溜井卸矿测得不同泡沫高度的抑尘效率在85%~95%之间,呼吸性粉尘的抑尘效率为87%左右,其时效性可达2h以上。     

成胶型抑尘剂对煤体协同增润效应研究

为从源头控制煤矿开采过程中粉尘的产生,采用文献分析和试验的方法,筛选出润湿和保水性能较好的海藻酸钠单组分抑尘材料,并以此为基础制备出一种以海藻酸钠为主的煤层成胶增润型抑尘剂,其主要成分构成是质量分数为0.25%的海藻酸钠、0.15%的葡萄糖酸内酯、0.15%的乙二胺四乙酸二钠钙和0.1%的十二烷基硫酸钠,同时对制备的成胶型抑尘剂进行含水量、保水率、扫描电镜和比表面积及孔径测定。结果表明：该抑尘剂能够提高煤层的含水量和保水率,含水量比水为抑尘剂处理后的煤高近4倍,保水率比水处理的煤时间延长2倍以上;扫描电镜测试和比表面积和孔径测试表明,成胶型抑尘剂可增强材料对煤体的胶粘作用,且能够进入煤的内部孔隙在煤内外表面均成胶,有效地提高了保湿效果,实现从根本上控制煤体产尘。     

含纳米二氧化硅颗粒三相泡沫性能与作用机理研究

为提升水成膜泡沫(AFFF)的灭火性能,基于AFFF泡沫液和纳米硅颗粒,制得新型三相灭火泡沫。实验研究了三相泡沫发泡性和稳定性的变化规律,分析了泡沫组成和工况参数对泡沫性能的影响规律。通过分子动力学(MD)模拟,研究了泡沫溶液中表面活性剂分子吸附对颗粒表面润湿性的影响,揭示了泡沫中颗粒与表面活性剂间相互作用对泡沫稳定性的影响机理。研究发现:随着颗粒浓度增加,泡沫稳定时间和抗烧时间显著增长,而发泡性变化不大。泡沫中颗粒表面润湿性影响颗粒与表面活性剂间的相互作用,进而影响泡沫稳定性。在亲水颗粒泡沫中,表面活性剂浓度增加能够强化二者间的协同作用,利于泡沫稳定;在疏水颗粒泡沫中,随着表面活性剂浓度增加,二者间由协同作用转变成抵抗作用。研究成果对优化三相灭火泡沫配方和提升泡沫灭火效率有指导意义。     

德兴铜矿采场汽车运输道路扬尘治理技术

通过介绍在德兴铜矿应用ＭＰＳ－２型抑尘剂,建造现场抑尘加工站,并在矿山采场道路喷洒抑尘剂,测试分析了抑尘剂的抑尘效果,并对共经济成本指标进行了测算,确诊在该矿应用ＭＰＳ－２型抑尘剂可创造显著的社会环境效益和经济效益。     

低相对分子质量有机酸对无机纳米颗粒吸附-解吸Ca~(2+)的影响

为了探讨低相对分子质量有机酸对无机纳米颗粒吸附-解吸Ca2+的影响,采用超声-离心-冻融方法提取蒙山茶园老冲积黄壤的无机纳米颗粒(≤100 nm),用热力学方法和NaNO3、HCl溶液解吸法,分别研究了柠檬酸、苹果酸、草酸3种低相对分子质量有机酸对土壤无机纳米颗粒吸附-解吸Ca2+的影响。结果表明,土壤无机纳米颗粒对Ca2+的吸附量均随平衡溶液Ca2+质量浓度增加而增加。加入柠檬酸、苹果酸后,土壤无机纳米颗粒对Ca2+的吸附量变化趋势相似,而加入草酸后吸附量变化趋势不同。土壤无机纳米颗粒对Ca2+吸附量依次递减的各柠檬酸添加组为0.1 mmol/L、0.5 mmol/L、1 mmol/L、CK、5 mmol/L、10 mmol/L,各草酸添加组为CK、0.1 mmol/L、0.5 mmol/L、1 mmol/L、5 mmol/L、10 mmol/L。低浓度的柠檬酸和苹果酸能够提高非专性吸附态Ca2+的解吸,而草酸和高浓度的柠檬酸、苹果酸能够提高专性吸附态Ca2+的解吸。     

煤层注射成胶型抑尘剂影响因素及抑尘效果研究

为解决煤层注水降抑尘技术中水分易流失,开采时注水抑尘效果较差等问题,提出一种既能增加煤层保水率又能改善煤层脆性的抑尘方法：研制出以海藻酸钠(SA)为基质的成胶型抑尘剂,并开展比表面积试验、氮气吸附试验、扫描电镜试验和产尘率试验,研究表面活性剂、黏度及注射压力对成胶型抑尘剂的影响。结果表明：表面活性剂有利于煤层润湿,但对抑尘效果影响较小;抑尘剂黏度增大有利于保水,可使保水时间由10 h提升至30 h,但会导致材料难以进入煤层内部;注射压力对于抑尘剂的抑尘效果具有较大影响,当煤层注射压力较小时,抑尘剂难以快速渗入煤的内部孔隙中,随着压力的增大,抑尘剂逐渐渗入煤孔隙中。当注射压力升至3 MPa后,抑尘效果不再随压力的增加而增加,产尘率由4%降低至2.3%,相对降幅达50%,有效降低了产尘。