Состав для предупреждения самонагревания углеродистых материалов

Состав для предупреждения самонагревания углеродистых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для профилакти^1ейкой обработки разрыхленных углеродистых материалов как на открытых разработках, так и на складах. Целью изобретения является снщсение химической активности обработанного угля и умея?>&- шение теплоты кизкотемпературного окисления горной массы. Для этого состав содержит отходы сланцевого производства 5-10 мае.%, поверхностно-активное вещество анионного типа 1-5 мас.% и воду, остальное. Комшгекс л неорганических солей хлоридов, сульфатов натрия, кремния, алюминия и других элементов,, входящих в состав отходов сланцевого производства, придает ему свойства эффективного инги- •битора. 2 табл. '(ЛС

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

По ИЗОИРЕТЕНИЯМ И МНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСИОМУ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

2 (21) 4785997/03 (22) 23. 01. 90 (46) 30. 01. 92. Bran. У 4 (71) Донецкий государственный университет (72) А.И.Беряков, А.И.Резник, И.Г.Ханина и Е.В.Копытовская (53) 622.817(088.8) (56) Скочинский А.А. и др. Исследование о применении антипирогенов при борьбе с рудничными пожарами. М,:

Изд-.во АН СССР, 1954, с. 238.

Маевская В.N. Изыскание антипирогенов для профилактики и тушения эндогенных пожаров. — Реф. сб. Тех-. ника безопасности, охрана труда и горноспасательное дело, 1968, Р 7 (13) с. 32-38. (54) СОСТАВ ДЛЯ ПРЕДУПРЕЩ11ЕНИЯ САМОНАГРЕВАНИЯ УГЛЕРОДИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности, преимущественно к технике безопасности, и может быть использовано для профилактической обработки разрыхленных углеродистых материалов на открытых разработках и на складах..

Известны антипирогены, применяемые для предупреждения самонагревания материалов, в качестве которых используют раз уичные неорганические соли, такие как карбонаты и бикарбонаты щелочных и щелочно-земельных металлов, хлориды этих же металпов, например, Са(НСО ), Na

При.применении в качестве антипирогенов кальция и магния наблюдается

„.Я0„„1709116 A 1

{®5 E 21 F 5/02э С 09 К 15,/00

1 (57) Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для профилактической обработки разрыхленных углеродистых материалов как на открытых -разработках, так и на складах. Целью изобретения является снижение химической активности обработанного угля и умень шение теплоты низкотемпературного окисления горной массы. Для этого состав содержит отходы сланцевого производства 5-10 мас.%, .поверхностно-.активное вещество анионйого типа

1-5 мас.% и воду остальное. Комплекс неорганических солей хлоридов, сульфатов натрия, кремния, алюминия и других элементов,, входящих в состав е е отходов сланцевого производства, придает ему свойства эффективного ингибитора. 2 табл..

1 уменьшение скорости сорбции кислорода углем, при этом концентрация хлоридов достигает 10-207. („ » .ЯР

Вследствие недостаточной смачиваемости материалов при обработке их вод- ными растворами хлоридов кальция и " Q5 магния применение последних оказывается не всегда эффективным.

С целью улучшения проникающей способности водных растворов хлоридов кальция и магния в них вводят смачиватели.

Влияние антипирогенов на окислительные процесСы определяют путем оценки величины тепловыделения и теплоприращения.

1709116

Теплота окисления углей кислородом воздуха является важным энергетическим показателем, на основании которого судят о механизме и глубине протекания процесса.

Значение тепловых эффектов, отнесенных к 1 мл поглощенного кислорода, в обычных условиях равно 13,821,2,Дж/мл, а после применения антипирогенов снижается в 3-4 раза.

Применение антипкрогенов со смачивателем снижает поверхностные натяжения раствора антипирогена с 75 до

30 дин!см, тем самым повьнная его сма- 15 ! чиваюцие свойства.

Известен также состав, где в качестве основного антипирогена применяется i0X- ньп» раствор поваренной соли. 20

Применение водного 10Х-ного растнора имеет следующие недостатки.

Планка, образованная преимущественно из ИаС1, на угле дает трещины вслед,ствие испарения воды и обнажает актив-25 ные центры угля, что позволяет кислороду воздуха взаимодействовать с ними, ст»особо-.иуя этим самонагреванию угольного массива, К» уме того применение р качестве аптипирогенов поваренной 30 соли экономически нецелесообразно.

Известно применение в качестве антипирогена воды глубинной части озера

Иссык-Кух»ь.

Примененис в качестве антипирогена 35 воды глубинной части озера Иссык-Куль имеет следующие недостатки: трудоемкость доставки воды непосредственно к угольным массивам; небольшая концентрация основных солей в глубинной 40 воде озера Иссык-".Суль, что незначительно снижает химическую активность угля.

Цель изобретения — снижение х»в»ической активности и уменьшение тепло- 45 ты низкотемпературного окисления угля. !

Поставленная цель достигается тем, что в составе для предупреждения самонагревания. углеродистых материалов ис0 полЬзуют отходы сланцевого производст ва, галит (NaC1), поверхностно-.активное вещество (НАВ) анионного типа и воду пр»» следующем соотношении компонентов, мас.X:

Отходы сланцевого производства 5-10

Ш В анионного типа 1-5

Вода Остальное

Отходы сланцевого производства представляют собой кристаллйческое нетоксичное вещество светло-коричневого цвета, легко растворимое в воде, Химическая характеристика отходов сланцевого производства, г/л:

Na . 320-330

С1 510 †5

I e o»»»1 4 0-50

y + 1-2

Л1+ 8-10

В4 15-? 0

S0 с

1?-14

Сумма катионов 440-455

Сумма анионов 525-545

Комплекс неорганических солей хлоридов, сульфатов натрия, кремния, алюминия и др. элементов, входящих в состав отходов сланцевого производства, придает ему -свойства эффект»»иного ингибитора окисления.

Применение в качестве антипирогена галита (NaCl) позволяет получить дешевые составы антипирогена, так как предлагаемьпЪ продукт является отходом.

ПАВ анионного типа — соли сульфоновых кислот {алкичарилсульфаты металлов) R-SO .1е известны как эффективные сма и»ватели поверхности углеро-дистых материалов. Растворяясь и поглоцаемой иоде, предлагаемая соль образует пленку раствора солей, препят- ствующую испарению влаги из угля и доступу кислорода к угольной поверхности. Потеря влаги начинается при температуре, =-.íà÷èòåëüíî превышающей

10,0 С, что обусловливает длительность действия галита (Na01) как ингибитора окисления в условиях низкотемпературного окисления угля.

Зффективность предложенного .состава оценивалась по снижен»»ю химической акт»»вности угля, обработанного антипирогенами, и уменьшен»ю теплоты низкотемпературного ок»»сленпя.

При исследовании физико-химических свойств углеродистых материалов варьировались концентрации компонентов.

Результаты исследований приведены в табл. 1 °

Как видно из табл. 1, наиболее опт»жаль»»ь»»» является состав 4, который имеет наименьшу»о величину химической активности, удельной поверхности, теплоты низкотемпературного окисления.

Составы 1 и 5, у которых содержание компонентов не входит в интервал ол1709116

Т а б л и ц а 1

Состав . Соотношение компонентов, масЛ

Удельная поверхность угля, м /г

Химическая

Теплота низкотемпературного окисления, Дж /мл активность, мл/г. ч

0,36

0,30

0,25

0,15

0,20

17,6

15 0 .j0.0

° 7,0

10,0

0,66

0,48

0„10

0,15

98

94

89

1

4

10

4

3

Таблица2

Теплота низкотемпературного окисления, Дж/мл

Галит (NaCl) Вода анионного типа

0,42

0,28

0,30

0,26

О., 23

20,6

15,1

14,8

19,0

17,0

100 — О, 63

90 . 0 51

90 . 0,48

90 0,62

94 0,52 тимальных концентраций, имеют худшие физико-химические показатели. Снижение содержания ПАВ менее 1 мас.% и увеличение свыше 10 мас.% приводит к увеличению химической активности уг,ля и теплоты ниэкотемпературного окисления.

Пример. Исследование физико1 ! химических свойств предложенного и известного составов.

Известный состав, содержащий, мас.%;.

Поваренная соль 10

Вода 90 15

Предложенный состав, содержащий, мас.%:

Галит (Na01) 5,10

ПАВ аннонного типа 1-5

Вода Остальное д

Приготовление составов осуществлялось путем смешения исходных компонентов при нормальных условиях.

Результаты исследования приведены в табл. 2. 25

Как видно из табл. 2, значения химической активности, удельной поверхности, теглоты низкотемпературного окисления предложенного состава ниже. чем известного. 30

Составы, содержащие максимальное количество галита (НаС1} и смачиватеГалит ПАВ анион- Вода ного типа

Соотношение компонентов, мас.% ля имеют значение химической активности в 4-5 раз ниже, удельной поверхности в 2-2,5 раза меньше и теплоты низкотемпературного окисления в 1,5-2 раза ниже по .сравнению с прототипом.

Уголь, обработанный предложенным составом, в реальных шахтных условиях не подвергается окислению, что позволя т эффективно предупреждать зндогенные пожары углесодержащих материалов на разрезах и складах.

Формулаизобретения

Состав для предупреждения самонагреяания углеродистых материалов, включающий неорганические соли и воду, отличающийся тем, что, с целью снижения химической активности и уменьшения теплоты низкотемпературного окисления угля, он дополнительно содержит поверхностно-активное вещество анионного типа, в качестве неорганических солей он содержит отходы сланцевого производства при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Отходы сланцевого производства 5-10

Поверхностно-активное вещество анионного типа 1-5

Вода Остальное

Химическая Удельная поактивность, верхность мл/г ч угля, м /г в

1709116

Продолжение табл.2

Соотношение компонентов, мас.Ж

Удельная по- Теплота ниэХимиче ская тивность, /r.÷ котемпературного окисления, верхность угля, м /г

Вода

Галит (NaC1) анионного типа

Составитель А.Резник

Техред Л,Олийнык, Корректор Л.Пилипенко

Редактор Л. Веселовская заказ 416 Тираж . Подписное

ВНИИА Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКЯТ СССР

113035, Иосква, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина, 101

1

7

12

1

4

98

94

89

° v

0,44

0,66

0,48

0,25

0,10

0,15

0,25

0,20

0,36

0,30

0,25

0,15

0,20

0,40

10,3

17,6

10,0

7,0

10,0

16,0