[发明专利]一种长效稳定型泡沫抑尘剂材料的制备方法

说明书

本发明涉及一种长效稳定型泡沫抑尘剂材料的制备方法，属于抑尘剂材料技术领域。本发明技术方案采用超临界二氧化碳萃取可有效提取崖柏精油为原料，当气泡产生时表面活性剂分子布在液膜表面，由于其本身的黏度较大容易形成强度较大的表面膜，因此液膜不容易破裂，泡沫的寿命也就较大，同时本发明制备的材料有效降低表面张力，有利于空气在液体中的分散和阻止泡沫间的兼并，有利于形成微泡结构，产生大量的泡沫，提高泡沫抑尘剂的效率，通过降低水的表面张力，使水与粉尘的接触角变小，使水溶液对粉尘具有较高的润湿性和粘附性，提高水对粉尘的亲和力，增加水对粉尘的湿润能力和抑尘效果，进一步提高泡沫抑尘剂材料对粉尘的抑制效率和作用时效。

技术领域

本发明涉及一种长效稳定型泡沫抑尘剂材料的制备方法，属于抑尘剂材料技术领域。

背景技术

对煤尘润湿性影响较大主要是煤尘表面的含氧官能团。煤中包含的含氧官能团可分为三类：碳氧单健类、羰基和羧基，其与煤尘的表面电性、疏水性、亲水性等都是息息相关的。煤尘的润湿性能与煤尘的化学组成、表面性质、结构以及矿物质组成和含量是密不可分的，在煤尘的含氧官能团中，脂肪烃、芳香烃主要是决定煤尘的表面疏水性；羟基、羧基、羰基主要是决定煤尘的表面亲水性。煤炭科学研究院重庆分院实验研究表明：同一煤种煤尘爆炸可能性，随着粒径的减小而升高，爆炸范围也相应扩大，不同粒径煤尘可引起煤尘燃烧的温度也不尽相同。

呼吸性粉尘是导致煤工尘肺病的主因，主要是由于 5 µm 以下粉尘进入人体肺泡区，沉积在人体呼吸的鼻咽部；显微粉尘是指粒径大小在 10 μm 以下，其可通过呼吸进入人体的呼吸道深部，并沉积在上呼吸道，长期积累会危及人体的生命安全。当粉尘粒径较大时，降尘的机理主要是惯性碰撞和拦截；当粉尘粒径较小时，惯性碰撞不再是主要的降尘作用，且煤尘表面的表面化学特性发生相应的变化，特别是煤尘的表面润湿性，其对降低煤尘浓度起着相当重要的作用。

在矿石倾倒过程中，主溜井内的空气急剧压缩并产生相当大的动压，进而生成强大的冲击风流，风流夹带着粉尘通过分支溜井和卸矿硐室溢出井外，严重威胁矿井人员与设备安全，此类粉尘即为矿石溜井粉尘。目前在我国矿山采用的干式抑尘措施效果并不理想，尤其是对呼吸性粉尘效果甚微，而且有二次扬尘的问题。喷雾抑尘效果相对较好，但是用水量过大，在卸矿点上喷洒过大流量的水会使溜矿井下部装矿点跑矿，且作业区域粉尘浓度依然无法达到作业标准，所以泡沫除尘技术应需而生。

矿用较为广泛的泡沫除尘技术，主要是将蒸馏水与发泡剂混合后，在高压条件下喷射，经过泡沫装置内的混合发泡器后，产生大量泡沫来覆盖尘源以达到降尘的目的。与传统润湿降尘方式相比，泡沫除尘技术具有以下特点：①与水雾降尘相比较，对全尘和呼吸性粉尘的除尘效率提高了2～5倍；②与水雾降尘的用水量相比较，泡沫降尘可节约水资源达80%以上；③泡沫抑尘剂形成的泡沫体，其比表面积和总体积均有效升高，大幅度提高降尘效率；④该泡沫抑尘剂喷洒出的泡沫体，可以有效抑制采煤工作面产生火花，减少煤尘爆炸事故；⑤产生的泡沫润湿性和保湿性能好，可有效提高降尘的速度和效率；⑥泡沫体中含有的表面活性剂，可有效降低水的表面张力，增加粉尘被润湿的概率。

（1）泡沫抑尘的机理是在蒸馏水中加入一种或多种表面活性剂，来降低水的表面张力，提高水溶液对粉尘的润湿和粘附作用，增大水溶液的抑尘效果，尤其适用于疏水性的呼吸性粉尘。

（2）泡沫除尘的过程是将表面活性剂（包括起泡剂、稳泡剂）、润湿剂和蒸馏水混合后，在高压条件下由喷头喷洒到发泡网上，经风压产生泡沫，后用泡沫装置将泡沫体喷洒向尘源，由于所产生泡沫的体积和比表面积明显增大，提高了粉尘和泡沫的接触机会，使粉尘易于被捕捉。

（3）产生的泡沫比表面积和体积均有效提高，可增大泡沫与煤尘的接触机会，达到对煤尘进行覆盖的目的，进而隔断煤尘并防止煤尘扩散，提高降尘效率。