Состав для замедления окисления и самовозгорания угля

(72)А, И,Ж Копытовска (53) 622.82 (56) Маевск нов для пр ных пожа охрана тру феративнь 1968, с, 43 еряков, А. И. Резник ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Донецкий государственный униветет 2.551.2:547,745(088,8)ая В. М, Изыскание антипирогеофилактики и тушения эндогенров. - Техника безопасности, да и горноспасательное дело, Рей сборник М,: Недра, М 7(13), 54(54) СОСТАВ ДЛЯ ЗАМЕДЛЕНИЯ ОКИСЛЕНИЯ И САМОВОЗГОРАНИЯ УГЛЯ Изобретение относится к горному делу, преимущественно к технике безопасности, и может быть использовано для обработки целиков и скоплений разрыхленного угля.Известны составы, применяемые для замедления окисления углей, в качестве которых используют различные неорганические соли, такие как карбонаты и бикарбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, например, Са(НСОз)2, (КН 4)2 СОз, йа 2 СОз, СаС 2, МдС 2 и т,д,Антипирогены являются одним из эффективных химических средств борьбы с эндогенными подземными пожарами. При воздействии антипирогена на уголь уменьшается величина и активность сорбирующей поверхности последнего, что снижает окисляемость углей и тормозит процесс самонагревания и самовозгорания угля,2(57) Изобретение относится к горному делу,преимущественно к технике безопасности, и может быть использовано для обработки целиков и скоплений разрыхленного угля.Цель изобретения - снижение химической активности и удельной поверхности угля.Поставленная цель достигается путем применения состава для замедления окисления и самовозгорания угля, включающего шлам химводоочистки (ХВО) электростанций и поверхностно-активное вещество анионного типа при следующем соотношении компонентов, мас, : шлам ХВО 5-10, поверхностно-активное вещество 3-5, вода остальное.Химическая активность угля, обработанного предложенным составом, снижается до 0,153-0,32 мл/г ч; удельная поверхность до 12-20,8 м /г. 1 табл. В угольнои промышленности антипирогены применяются в весьма ограниченном количестве вследствие довольно жестких требований, предьявляемых к ним.Так, например, они должны быть нетоксичными, недорогостоящими, иметь местное распространение, простую технологию приготовления и оказывать эффективное действие при небольшой их добавке,Известно исследование химической активности отвальной массы до и после обработки антипирогенами, Химическую активность определяли на установке МакНИИ в интервале температур 60-150 С и сорбционным методом ИГД им. А. А. Скочинского при комнатной температуре. Определяли показатель Кт, характеризующий скорость поглощения пробой кислорода при данной температуре, В качестве антипиро 1739057извести повышает ее защитное действие за счет большей растворимости в воде и сохранения влагосодержания образующейся защитной пленки.Недостатком данных составов являетсято, что для эффективного защитного ингибирующего действия на поверхность угля необходима инициирующая дефицитная добавка СаС 2,Кроме того, требует специального приготовления и гашения известь, что связано с дополнительными затратами.Цель изобретейия - снижение химической активности угля и удельной поверхности.Поставленная цель достигается тем, что в составе для замедления окисления и самовозгорания угля используют шлам химводоочисток электростанций, Шлам, полученный из пульпы, представляет собойоднородную белую порошковую массу влажностью 20-25 , Удельная поверхность шлама 1,8-2,2 м /г. Выполненные комплексные исследования химико- минералогического состава шлама дифференциально-термическими методами показали, что он преимущественно состоит из оксида кальция и оксида магния, Кроме того, в состав шлама входят глинистые частицы, оксиды железа, алюминия, титана, Состав шлама, на сухое вещество следующий: Я 02 4,31; Ре 20 з 1,03; СаО 82,82; М 90 8,0, А 120 з 2,24; Т 02 0,12; Р 20 ь 0,20; К 20 0,19; п.п.п, 1,09,Комплекс неорганических оксидов кремния, железа, кальция, магния, алюминия и титана и других входящих в состав шламов химводоочисток(ХВО) ТЗЦ придает антипирогенам свойства эффективного ингибитора окисления,На электростанциях и других промышленных предприятиях широко используются обработка воды методом осаждения по замкнутому циклу. При этом возникает проблема утилизации минеральных шламовХВО,Известный способ отсасывания и накапливания шламов в шламонакопителях ведет в определенной мере к предотвраще-нию загрязнения водных бассейнов шламом и связан с большими затратами денежных 10152025303540 45 5055 генов испытывались СаС, МаС, гашеная известь.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению к изобретению является состав на 5 основе смеси 10 Са(ОН)2 и 4; СаС 2, применяющейся для профилактики подавлениянагревания угля в целиках и выработанных пространствах, Добавка СаС 2 и гашеной средств, а также отчуждением земельных площадей при строительстве шламонакопителей. Поэтому получение шлама из пульпы с помощью вакуумных фильтров и дальнейшее его использование или в строительстве, или в качестве ингибитора окисления углей путем их обработки вместо гашеной извести и других антиоксидантов дает большой выигрыш как в цене, так и в доступности.Для этого в составе, состоящем из шлама ХВО и воды, в качестве антиоксиданта используется шлам и дополнительно вводят поверхностно-активное вещество при следующем соотношении компонентов, мас.7:Шлам ХВО 5-10 ПАВ анионного типа 3-5 Вода Остальное Сопоставительный анализ с известным составом позволяет сделать вывод, что предложенный состав для замедления окисления и самовозгорания угля отличается от известного введением новых компонентов, а именно в качестве антиоксиданта используют шлам химводоочистки, а для лучшего смачивания поверхности угля - поверхностно-активное вещество,Состав готовят путем смешения в емкости предлагаемых компонентов при комнатной температуре.Анализ известных составов, используемых для предупреждения самовозгорания углей, показал, что поверхностно-активные вещества анионного типа известны, как смачиватели угольной поверхности,В качестве поверхностно-активных веществ были выбраны ПАВ анионного типа-соли сульфоновых кислот (алкиларилсульфаты металлов) - ВЯОзМе,Пенообразователь ПОД-натриевые соли рафинированных алкилароматических сульфокислот на основе керосина СпН 2 п+1 АгЯОзйа, где и = 8-12,Пенообразователь ПО-бК-натриевые соли алкилароматических сульфокислот на основе гидроочищенного керосина фракции 220-470 С Сп Нгп+1 АгЯОзйа, где п = 10-14,Оксид кальция, которого в шламе около 83 , очень гигроскопичен и, растворяясь в воде, образует Са(ОН)г - гашеную известь, которая, являясь сильным основанием, поглощаетиз воздуха диоксид углерода, который является дополнительным антиоксидантом для уменьшения химической активности угольной поверхности,Оксиды магния и алюминия также гигроскопичны и поглощают из воздуха диоксид углерода. Особенно это свойство эффективно после того, как из нанесенного на поверхность угля или нагнетаемого в шпуры состава вода испаряется, а окислыблагодаря поверхностно-активному веществу проникли в поры и трещины угля, ивследствие высокой гигроскопичности онивсе время поглощают воду из атмосферы идиоксид углерода из воздуха, тем самым 5и роя вляя синергизм, т,е. действуют такимобразом, что активность их смеси (например, антиокислительная) превышает суммуактивностей компонентов,Наличие диоксида углерода в порах и 10трещинах угля препятствует самовозгоранию угольногомассива.Профилактические работы по предуп-,реждению самовозгорания угля заключаются как в обработке в основном скоплений 15разрыхленного угля любым аппаратом, работающим от сжатого воздуха, так и в нагнетании в пласт предложенного состава,Эффективность предложенного составаоценивалась по снижению химической активности угля, обработанного антипирогеном, а также по уменьшению удельнойповерхности угля, вследствие чего замедляется окисление и самовозгорание угля. Химическую активность поверхности угля 25определяли по константе скорости сорбциикислорода поверхностью угля, разработанной во Всесоюзном научно-исследовательском институте горноспасательного дела 4.Эффективность действия антипирогенов на 30поверхности угля с целью уменьшения общей поверхности пор и трещин определялипо величине удельной поверхности,Удельную поверхность угля определялипо методу тепловой десорбции. 35При исследовании физико-химическихсвойств антипирогенов варьировались концентрации компонентов. Свойства известного и предложенного 40составов приведены в таблице. Как видно из таблицы, наиболее оптимальным является состав 7, который имеет наименьшую величину химической активности, удельной поверхности, удельной ингибирующей активности. По мере увеличения концентрации шлама и ПАВ в составах для ингибирования после обработки угля его химическая активность уменьшается в сравнении с (обработкой известным составом) составы (9 и 10) более чем в два раза.Уменьшается также и удельная поверхность угля, что свидетельствует о закупоривании пор и трещин на угольной поверхности,Так как небольшое содержание шлама и ПАВ в составе незначительно уменьшает физико-химические показатели активности угля (составы 1, 2), то увеличение содержания в составах шлама и ПАВ увеличивает стоимость антипирогенов, и поэтому оптимальными были приняты составы 3-7.Таким образом, применение предложенного состава позволит увеличить эффективность предупреждения самовозгорания угля.Формула изобретения Состав для замедления окисления и самовозгорания угля, включающий оксид кальция и воду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения химической активности и удельной поверхности, в качестве компонента, содержащего оксид кальция, используют шлам химводоочистки (ХВО) электростанций и дополнительно поверхностно-активное вещество анионного типа при следующем соотношении компонентов, мас. У,:Шлам ХВО 5-10 Поверхностно-активноевещество 3-5 Вода Остальное