Добавка на основе олеата натрия и льняного масла для углепылеподавляющих растворов

Добыча угля, его транспортировка и переработка сопровождаются образованием и поступлением в воздушную среду значительных объемов твердых частиц, в том числе угольной пыли. Наиболее распространенной технологией борьбы с угольной пылью в воздухе является гидрообеспыливание. Эта технология основана на способности воды смачивать пылевые частицы и связывать их между собой и с поверхностями, на которые осаждается пыль. Существенное ограничение данной технологии заключается в гидрофобности поверхности угля, которая препятствует смачиванию водой частиц угольной пыли. Для увеличения смачиваемости гидрофобной поверхности угольных частиц в воду добавляют поверхностно-активные вещества. В настоящей работе нами предложен состав для пылеподавления на основе олеиновой кислоты, гидроксида натрия и льняного масла в воде, изучены его свойства и оценена способность улучшать смачиваемость угольной пыли. Найдена наиболее эффективная концентрация, которая позволяет рабочему раствору улучшить смачиваемость угольной пыли на 187 % относительно воды, что превышает смачивающую способность большинства известных реагентов. Предлагаемый состав содержит 140 мг/л олеиновой кислоты, 100 мг/л гидроксида натрия, 70 мг/л льняного масла в воде. Простота состава, отсутствие вредности для окружающей среды и человека, незначительное влияние на дальнейшую эксплуатацию угольного сырья делают предлагаемый состав смачивателя перспективным для применения в технологиях гидрообеспыливания в угольной промышленности.

1. Ayoglu F.N., Acikgoz B., Tutkun E., Gebedek S. Descriptive characteristics of coal workers’ pneumoconiosis cases in Turkey. Iranian Journal of Public Health. 2014;43(3):389. URL: https://ijph.tums.ac.ir/index.php/ijph/article/view/4162

2. Pollock D., Potts J.D., Joy G. Investigation into dust exposures and mining practices in mines in the southern Appalachian Region. Mining Engineering. 2010;62:44.

3. Ross M., Murray J. Occupational respiratory disease in mining.Occupational Medicine. 2004;54(5):304–310. https://doi.org/10.1093/occmed/kqh073

4. Perret J. L., Plush B., Lachapelle P. et al. Coal mine dust lung disease in the modern era. Respirology. 2017;22(4):662–670. https://doi.org/10.1111/resp.13034

5. Cao W., Gao W., Peng Y., Liang J., Pan F., Xu S. Experimental and numerical study on flame propagation behaviors in coal dust explosions. Powder Technology. 2014;266:456–462. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2014.06.063

6. Баловцев С.В. Аэрологические риски высших рангов в угольных шахтах. Горные науки и технологии. 2022;7(4):310–319. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2022-08-18

7. Летуев К., Ковшов С., Гридина Е. Технология гидрообеспыливания автомобильных дорог угольных разрезов с применением очищенных сточных и дренажных вод. Экология и промышленность России. 2020;24(1):30–33. https://doi.org/10.18412/1816-0395-2020-1-30-33

8. Xu G., Chen Y., Eksteen J., Xu J. Surfactant-aided coal dust suppression: A review of evaluation methods and influencing factors. Science of The Total Environment. 2018;639:1060–1076. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2018.05.182

9. Hartmann I., Greenwald H.P. Use of wetting agents for allaying coal dust in mines. US Department of the Interior, Bureau of Mines; 1940.

10. Harrold R. Surfactants vs. dust – do they work? Coal Age. 1979;84(6):102–105.

11. Liu H., Sun D., Hao J. Colloid and interface chemistry. Chemical Industry Press, Peking, China; 2016.

12. Li S., Zhao B., Lin H. et al. Review and prospects of surfactant-enhanced spray dust suppression: Mechanisms and effectiveness. Process Safety and Environmental Protection. 2021;154:410–424. https://doi.org/10.1016/j.psep.2021.08.037

13. Глебов А.Ф. Смачиватель для подавления угольной пыли. RU2495250С1. Патент. 2013.

14. Ковшов С.В., Ковшов В.П., Ерзин А.Х., Сафина А.М. Способ пылеподавления на открытых угольных складах. RU2532939. Патент. 2013.

15. Huang Q., Honaker R.Q., Perry K.A., Lusk B. Surface chemistry modification of rock dust for improved dispersion and coal dust explosion prevention. In: Proceedings of the 2015 SME Annual Conference and Expo and CMA 117th National Western Mining Conference – Mining: Navigating the Global Waters. 2015. Pp. 245–251.

16. Osman M.A., Suter U.W. Surface treatment of calcite with fatty acids: structure and properties of the organic monolayer. Chemistry of Materials. 2002;14(10):4408–4415. https://doi.org/10.1021/cm021222u

17. Бортников С.В., Горенкова Г.А. Смачиватель для подавления угольной пыли. RU2689469 C1 Патент. 2019.

18. Арбузов С.И., Ершов В.В. Геохимия редких элементов в углях Сибири. Томск; Д-Принт; 2007. 468 c.

19. Коузов П.А., Скрябина Л.Я. Методы определения физико-химических свойств промышленных пылей. Л.: Химия; 1983.

20. Поздняков Г., Третьяков А., Гаравин В., Новосельцев А. Требования к смачивателям для пылеподавления в угольной и горнорудной промышленности. Безопасность труда в промышленности. 2013(10):36–39.

21. Walker P., Petersen E., Wright C. Surface active agent phenomena in dust abatement. Industrial & Engineering Chemistry. 1952;44(10):2389–2393. https://doi.org/10.1021/ie50514a032

22. Knyazheva O., Baklanova O., Lavrenov A. et al. The effect of ultrasonic exfoliation and the introduction of a surfactant on particle size and aggregative stability water dispersions of carbon black. In: Oil and Gas Engineering (OGE-2018). 26 February – 2 March 2018, Omsk, Russia. 2018;2007(1):020016. https://doi.org/10.1063/1.5051855

23. Sis H., Birinci M. Effect of nonionic and ionic surfactants on zeta potential and dispersion properties of carbon black powders. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2009;341(1–3):60–67. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2009.03.039

24. Maršálek R. The influence of surfactants on the zeta potential of coals. Energy Sources, Part A: Recovery, Utilization, and Environmental Effects. 2008;31(1):66–75. https://doi.org/10.1080/15567030701468142