复合型煤尘抑尘剂的制备及性能研究

发布时间：2020-04-07 20:14

【摘要】：近年来,由煤尘引发的职业健康、环境污染以及生命安全和财产损失等问题备受关注。为了减轻和防止煤尘的危害,开发和应用复合型煤尘抑尘剂已成为解决煤尘问题的有效措施。本文通过对煤尘的物理性质及表面化学特性进行研究,从环保角度出发,选用含有天然多糖类高分子以及其它天然聚合物组分的芦荟提取液为生物质原料,以单体实验为基础,选择具有润湿性、保水性、粘结性的药剂,从中优选出十二烷基苯磺酸钠为表面活性剂,聚丙烯酸钠为吸水树脂材料,羧甲基纤维素钠为水溶性聚合物。实验选用混料设计实验对4种原料进行不同的配比组合,通过保水性、粘结性和成膜性等评价指标,确定抑尘剂原料的最佳配比和其最优稀释比,然后对其最优配比的复合型煤尘抑尘剂采用扫描电镜(SEM)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)进行性质表征,同时将其与其它类型抑尘剂做性能对比测试,验证该抑尘剂的抗蒸发性能、成膜性能、抗侵蚀性能、粘结性能和渗透性能。研究结果表明:(1)通过抑尘剂复配实验,得到阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠在质量浓度为1.8%时,煤尘接触角从大约64°降到20°明显变小,其Zeta电位值迅速降低,从-35降到-68,说明表面活性剂可以提高水的润湿性和煤尘的吸附性;吸水树脂聚丙烯酸钠的吸水倍率是650g/g且具有反复吸水能力,12h恒温40℃的情况下,保水率为69.8%;水溶性聚合物羧甲基纤维素钠,其浓度在1.0%时,粘度达到了 14.8mpa·s。(2)通过混料设计实验,确定出制备复合型抑尘剂的最佳配比为生物质材料、表面活性剂、吸水树脂和水溶性聚合物的用量比例为1:4:3:2,稀释比为1:30时,最佳抑尘指标为:成膜时间48min、蒸发量2.49g、失重为7.49g。(3)红外光谱分析结果表明,喷洒复合型抑尘剂的煤尘在1100-1300cm-1内形成特征峰值,表明煤尘含氧官能团增加,达到提高煤样亲水性的目的;扫描电镜结果表明,煤尘喷洒抑尘剂后,其表面形貌由粗糙变光滑,说明抑尘剂对煤尘有一定的润湿和粘结效果;在60℃保温12h的抗蒸性实验中,保水率达到55%,成膜时间为45min;露天抑尘实验中,30天煤样仅损失约8.5g,并且膜保存较好;粘度适中为68 mpa·s,既能保证对煤尘的渗入深度,又能形成固化层效果;渗透速率适中达到0.237mm/s,可以有效地润湿煤尘,形成较厚的固化层,抑尘效果较好。
【图文】：

实验方法,沉降,煤尘

选择实验及检测方法剂的选择主要作用是润湿煤尘，增加煤尘的亲水性，因其结水特性在降低溶液的表面张力方面起到了决定性作组分作用主要有两点：其一可以降低抑尘剂的表面二便是利用了其渗透、润湿、乳化、发泡等特性，面活性剂亲水基团结构变化多端，各式各样，，通过分为非离子型和离子型，其中离子型表面活性剂又分出阴离子表面活性剂，阳离子表面活性剂和两性取十二烷基苯磺酸钠、十六烷基三甲基溴化铵、烷碱这四种不同类别且具有良好润湿效果的表面活性性能的效果对比，选出性能最佳的表面活性剂。定方法——沉降法

接触角,表面活性剂溶液,最佳浓度,蒸馏水

水分子和煤尘分子之间吸引力作用的大小可以通过润湿接触角 θ 来衡量。其越小则说明溶液的润湿效果越好；反之，则表明溶液的润湿效果差。喷洒过四种不同浓度的表面活性剂后的煤样接触角的变化如下表 2.7 所示表 2.7 煤样接触角(°)保德矿煤样接触角唐家会矿煤样接触角羊场湾矿煤样接触角水 65.4 水 63.2 水 61.50.04%十六烷基三甲基溴化铵42.60.04%十六烷基三甲基溴化铵34.30.04%十六烷基三甲基溴化铵36.51.8%十二烷基苯磺酸钠21.61.8%十二烷基苯磺酸钠19.81.6%十二烷基苯磺酸钠18.50.04%烷基酚聚氧乙烯醚29.20.04%烷基酚聚氧乙烯醚31.40.02%烷基酚聚氧乙烯醚32.30.06%椰油酰胺丙基甜菜碱38.20.06%椰油酰胺丙基甜菜碱20.30.06%椰油酰胺丙基甜菜碱22.6
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TD714.4

【参考文献】