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煤尘是可燃性物质,具有爆炸特性,且被人体吸入会导致尘肺病,影响煤矿工人的身体健康,因此研究降尘剂迫在眉睫。泡沫抑尘剂是目前井下抑尘技术的研究热点,其主剂通常为高分子表面活性剂,具有吸水、保湿和粘结作用。本文旨在制备一种适合井下工作面降尘的新型泡沫抑尘剂,并对该新型泡沫抑尘剂做性能评价。 本文以淀粉和高分子醇为原料,合成了淀粉糖苷类天然高分子表面活性剂。在m(淀粉):m(高分子醇)=1:2,反应时间150 min,反应温度130℃,淀粉转化率最高。合成的产物在乙二醇和蒸馏水中溶解性好,临界胶束浓度为2.31 g/L。红外光谱分析测试显示其所含官能团与目标合成物的结构基本一致。 以自制的表面活性剂为主剂,添加起泡剂、稳泡剂和润湿剂为助剂配制新型煤尘泡沫抑尘剂。以表面活性剂的表面张力、保湿率和吸湿率为评价指标,确定了淀粉糖苷的表面活性、保湿和吸湿性能。泡沫抑尘剂的主剂起泡剂选定为0.6%烷基硫酸钠和0.5%淀粉糖苷复配,适宜的质量配比为0.25:1与0.3:1。辅助试剂为稳泡剂1.0%酰胺类,质量配比为0.08/0.10/0.12;润湿剂1.0%水玻璃的质量配比为0.16。通过改变起泡剂和稳泡剂的添加比例确定出6个抑尘剂配方。 通过实验室自制测尘装置进一步检测泡沫抑尘剂不同配方的降尘效率,分别检测泡沫抑尘剂在不同高度、温度、时间下对不同煤种的降尘效率,通过和传统泡沫抑尘剂对比,该新型泡沫抑尘剂的降尘效率提高了5%左右,并确定出最佳泡沫抑尘剂配方为起泡剂质量配比0.25:1,稳泡剂质量配比0.08,润湿剂质量配比为0.16。 传统泡沫抑尘剂和新型泡沫抑尘剂的成本估算表明,配制的新型泡沫抑尘剂不仅能够满足大幅度降尘的需要,而且还能有效降低成本。