一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種評(píng)價(jià)降塵劑性能的方法，具體是一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性 能的方法，屬于粉塵防治技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 粉塵是礦山、建筑、建材、冶金等行業(yè)的主要職業(yè)危害，廣泛導(dǎo)致塵肺病。水噴霧等 濕式防塵措施是目前最常用的技術(shù)，在粉塵防治中發(fā)揮了重要作用。但由于水的表面張力 較大且呼吸性粉塵大多具有疏水性，導(dǎo)致其降塵效率較低且用水量較大。向水中加入降塵 劑而降低水的表面張力、增加粉塵的親水性是提高噴霧降塵效果的一條重要途徑，如近年 來興起的煤層注濕潤劑溶液減塵、濕潤劑溶液噴霧降塵、泡沫降塵等技術(shù)。在這些技術(shù)中， 降塵劑的潤濕性能直接影響粉塵防治效果，但由于目前缺少能科學(xué)表征和量化評(píng)價(jià)降塵劑 潤濕性能的方法，導(dǎo)致在降塵劑的研制中存在較大盲目性，給這些技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用帶來 較大制約。如目前通常單純以接觸角大小或沉降時(shí)間表征降塵劑的潤濕能力，指標(biāo)單一，特 別是缺少對(duì)潤濕性能的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)，片面追求表面張力的降低，造成降塵劑制備和使用成 本尚昂。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種科學(xué)、全 面、定量化的降塵劑潤濕性能評(píng)估方法。
[0004] 技術(shù)方案：為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法， 包括以下步驟： a. 取采自產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵，篩選出直徑小于1.0 _的粉塵試樣，將篩選出的粉塵試樣置 于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理； b. 取粉塵試樣少許，加壓成片，將塵片置于接觸角測定儀上測定塵片與降塵劑溶液的 接觸角a (° ); c. 配制50mL降塵劑溶液于燒杯，豎直放置漏斗，并用膠紙片封住漏斗下端口，將《 ^ 粉塵樣倒入漏斗，移去紙片，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，待粉塵剛沒入液面以下時(shí)，停止計(jì)時(shí)，記下此 時(shí)秒表的時(shí)間（，由此測算出潤濕速度(mg/s); d. 另配制一系列不同濃度的降塵劑溶液，待完全溶解后，置于表面張力儀上，分別測 其表面張力，根據(jù)不同濃度降塵劑溶液的表面張力值，畫出表面張力一濃度變化曲線，在表 面張力突變的拐點(diǎn)處的降塵劑濃度即為臨界膠束濃度c (mmol/L); e. 根據(jù)以上求出的a、直，利用以下公式得出： 式中：臨界角，取72~108 ° -速度因子，取0. 1~0. 2 s/mg ; r -濃度系 數(shù)，取26~39mmol/L 降塵劑溶液的接觸角，單位：° 降塵劑溶液對(duì)粉塵的潤濕 速度，單位c一降塵劑溶液的臨界膠束濃度，單位：mmol/L ; f. 根據(jù)計(jì)算得到的潤濕度/U直，潤濕度值越大，相應(yīng)粉塵潤濕性能越好，反之則 越小。
[0005] 進(jìn)一步的，所述步驟f中，對(duì)粉塵的潤濕性能進(jìn)行等級(jí)劃分為： I級(jí)：/_> 8. 1，潤濕性能優(yōu)； II級(jí)：3. 2 </_彡8. 1，潤濕性能良； III級(jí)：1. 8 </_彡3. 2,潤濕性能中； IV級(jí)：/^彡1. 8,潤濕性能差。
[0006] 有益效果：本發(fā)明綜合降塵劑潤濕粉塵能力的表征參數(shù)一一接觸角、潤濕速度、潤 濕時(shí)間和臨界膠束濃度OC，分析其內(nèi)在作用，提出一種新的無量綱數(shù)一一潤濕度，用以 全面地表征潤濕性能。接觸角測量值不僅是潤濕性的一種直觀量度，也是粉塵親水性的一 種直接表現(xiàn)形式；潤濕速度，即指單位時(shí)間內(nèi)降塵劑溶液完全潤濕粉塵的質(zhì)量，潤濕速度越 高，表明該降塵劑溶液潤濕性越好，因此，潤濕速度是用于評(píng)價(jià)降塵劑溶液潤濕效果的指標(biāo) 之一；臨界膠束濃度OC也是表征潤濕效果的一個(gè)基本參數(shù)，它不僅可以表征降塵劑溶液 對(duì)粉塵的潤濕性能，而且可以評(píng)價(jià)降塵劑溶液的經(jīng)濟(jì)效果，臨界膠束濃度越小，越經(jīng)濟(jì)，故 將臨界膠束濃度也作為一個(gè)表征參數(shù)是非常重要的。本發(fā)明以潤濕速度作基礎(chǔ)指標(biāo)、接觸 角作優(yōu)選指標(biāo)、臨界膠束濃度作經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，創(chuàng)造性地提出可以全面、完整、準(zhǔn)確表征潤濕性 能的參數(shù)潤濕度一一，并給出定量化的指標(biāo)和層級(jí)判據(jù)，實(shí)現(xiàn)了降塵劑性能評(píng)價(jià)從籠統(tǒng) 片面到定量全面的重要轉(zhuǎn)變，在礦山、建材、冶金、建筑等相關(guān)行業(yè)的粉塵防治中有廣泛的 適用性。
【附圖說明】
[0007] 圖1為本發(fā)明實(shí)施步驟示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008] 為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā) 明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0009] 實(shí)施例1 : 一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法，步驟如下：選取某煤礦褐煤 樣品進(jìn)行破碎并篩選，選取直徑小于1.0 _的煤粉，對(duì)煤粉進(jìn)行干燥處理。接著取新鮮煤 粉少許，加壓成片，用接觸角測定儀測定塵片與降塵劑溶液的接觸角，得到°。之后量 取50mL降塵劑溶液十烷基磺酸鈉于燒杯，豎直放置漏斗，并用膠紙片封住漏斗下端口，將 50mg煤粉倒入漏斗。移去紙片，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，待煤粉剛好沒入液面以下時(shí)，停止計(jì)時(shí)， 記下此時(shí)秒表的時(shí)間（=55?，由此得出潤濕速度r=10mg/s。與此同時(shí)，制配降塵劑溶液濃度 分另ll為 〇 mmol/L (水）、1mmo1 /T,.3mmo1 /T,.4mmo1 /T,.5mmo1 /T,.6mmo1 /T,.7mmo1 /T,.8mmo1 /T,. 10mmol/L、12 mmol/L,待完全溶解后，置于表面張力儀上，分別測其表面張力，表面張力值 如下表：
根據(jù)不同濃度降塵劑溶液的表面張力值，畫出表面張力一濃度曲線，如圖1所示，在表 面張力突變的拐點(diǎn)處即為臨界膠束濃度 根據(jù)求出的a、直，代入公式，并取a=90，jS=32，f=0? 15， 得出各參數(shù)值如下表：
=10. 04,即此降塵劑溶液的降塵效果等級(jí)為優(yōu)，這和現(xiàn)場的效果一致。此值可以直 觀反映粉塵的潤濕性能，通過重復(fù)的測試，發(fā)現(xiàn)該方法具有很好的代表性以及可比性。
[0010] 實(shí)施例2 :采取某礦長焰煤樣品，十烷基硫酸鈉降塵劑溶液，下面步驟與實(shí)施例1 相同，此處省略。
[0011] 取a =90,J0 =32=0. 15,得到各變量如下表:
=4. 25,即此降塵劑溶液的降塵效果等級(jí)為良，從現(xiàn)場測試效果來看，此降塵劑溶 液潤濕效果確實(shí)劣于十烷基磺酸鈉溶液。
[0012] 實(shí)施例3 :采取某礦不沾煤樣品，十烷基苯磺酸鈉降塵劑溶液，步驟同實(shí)施例1，此 處省略。
[0013] 取《 =90，jfi=32,f =0? 15,得到各變量如下表：
=2. 02,即此降塵劑溶液的降塵效果等級(jí)為中，從現(xiàn)場測試效果來看，此降塵劑溶 液潤濕效果較差，不利于降塵潤濕。
[0014] 實(shí)施例4 :采取某礦巖塵樣品，十二烷基三甲基溴化銨降塵劑溶液，步驟同實(shí)施例 1，此處省略。
[0015] 取《 =90，jg =32,f =0? 15,得到各變量為下表：
=1. 23,即此降塵劑溶液的降塵效果等級(jí)為差，從現(xiàn)場測試效果來看，此降塵劑溶 液潤濕效果很差，非常不利于降塵潤濕。
[0016] 綜合以上四種降塵劑溶液對(duì)不同煤樣的潤濕性能效果測試結(jié)果，對(duì)比如下表：
本發(fā)明將降塵劑對(duì)粉塵的潤濕性能全面考慮，綜合接觸角、潤濕速度和臨界膠束濃度 等性能參數(shù)的優(yōu)點(diǎn)，得出新的可以直觀反映潤濕性能的參數(shù)潤濕度，對(duì)降塵劑潤濕粉塵 的性能給出定量的評(píng)價(jià)指標(biāo)以及層級(jí)劃分依據(jù)，提供了一種科學(xué)評(píng)估潤濕性能的新方法， 在礦山、建材、冶金、建筑等行業(yè)粉塵防治中有廣泛的適用性。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法，其特征在于，它以潤濕速度為基礎(chǔ)指 標(biāo)、接觸角為優(yōu)選指標(biāo)、臨界膠束濃度為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量降塵劑的潤濕性能，包括以下步 驟： a. 取采自產(chǎn)塵點(diǎn)的粉塵樣品，篩分出直徑小于1.0 _的粉塵試樣，將篩選出來的粉塵 試樣置于真空干燥箱中進(jìn)行干燥處理； b. 取粉塵試樣少許，加壓成片，將塵片置于接觸角測定儀上測定塵片與降塵劑溶液的 接觸角a(° ); c. 配制50mL降塵劑溶液于燒杯，豎直放置漏斗，并用膠紙片封住漏斗下端口，將《 ^ 粉塵樣倒入漏斗，移去紙片，同時(shí)用秒表計(jì)時(shí)，待粉塵剛沒入液面以下時(shí)，停止計(jì)時(shí)，記下此 時(shí)秒表的時(shí)間（，由此測算出潤濕速度Fffi/( (mg/s); d. 另配制一系列不同濃度的降塵劑溶液，待完全溶解后，置于表面張力儀上，分別測 其表面張力，根據(jù)不同濃度降塵劑溶液的表面張力值，畫出表面張力一濃度變化曲線，在表 面張力突變的拐點(diǎn)處的降塵劑濃度即為臨界膠束濃度c(mmol/L); e. 根據(jù)以上求出的a、r、cf直，利用以下公式計(jì)算潤濕度 式中：臨界角，取72~108 ° -速度因子，取0. 1~0. 2s/mg;r-濃度系 數(shù)，取26~39mmol/L 降塵劑溶液的接觸角，單位：° 降塵劑溶液對(duì)粉塵的潤濕 速度，單位c一降塵劑溶液的臨界膠束濃度，單位：mmol/L; f. 根據(jù)計(jì)算得到的潤濕度/U直，潤濕度值越大，相應(yīng)粉塵潤濕性能越好，反之則 越小。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法，其特征在于，所 述步驟f?中根據(jù)計(jì)算得到的潤濕度值，對(duì)降塵劑潤濕粉塵性能進(jìn)行等級(jí)劃分，判據(jù)如 下： I級(jí)：/_> 8. 1，潤濕性能優(yōu)； II級(jí)：3. 2 </_彡8. 1，潤濕性能良； III級(jí)：1. 8 </_彡3. 2,潤濕性能中； IV級(jí)：Apr彡1. 8,潤濕性能差。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種定量評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的方法。該方法以潤濕速度為基礎(chǔ)指標(biāo)、接觸角為優(yōu)選指標(biāo)、臨界膠束濃度為經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來衡量降塵劑的潤濕性能，通過分析各衡量指標(biāo)的內(nèi)在作用機(jī)理，提出以潤濕度Favc全面表征降塵劑潤濕粉塵的性能；根據(jù)潤濕度Favc的大小用以評(píng)估降塵劑對(duì)粉塵的潤濕能力，潤濕度Favc值越大，則其潤濕粉塵性能越優(yōu)，反之則越差。本發(fā)明給出了評(píng)估降塵劑潤濕粉塵性能的定量指標(biāo)及層級(jí)判定依據(jù)，為科學(xué)表征和客觀評(píng)估降塵劑的潤濕性能提供了一種新方法，在礦山、建材、冶金、建筑等行業(yè)的粉塵防治中有廣泛的適用性。
【IPC分類】G01N13/00
【公開號(hào)】CN104931391
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510262204
【發(fā)明人】王和堂, 王德明, 郭王彪
【申請(qǐng)人】中國礦業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年5月21日