高效水炮泥降尘技术

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1、8高效水炮泥降尘技术8.1高效水炮泥降尘机理水炮泥降尘的实质是用盛水的塑料袋代替或部分代替炮泥充填于炮眼内，爆破时水袋破裂，在高温高压爆炸波的作用下，大部分水被汽化，然后重新凝结成极细的雾滴并和同时产生的矿尘相接触，形成雾滴的凝结核或被雾滴所湿润而起到降尘作用。这种方法既能降低爆破后产生的大量煤尘，又能有效地降低有毒有害气体的浓度，是一种积极而有效的防尘技术⑴。由于纯水的表面张力大，爆破后不易雾化或雾化程度不高，因此不能充分地湿润煤尘，也就不能达到较好的降尘效果。本文研究的高效水炮泥是对普通水炮泥的改造，

2、加入某些吸水性很强的无机盐类溶液以及表面活性物质，以降低溶液的表面张力，提高雾化程度、湿润能力和捕捉粉尘的能力。在爆破以后，空气中的粉尘与高效水炮泥颗粒相撞，经过吸附、增重、沉降等过程之后，起到迅速降低烟尘量的作用，从而是粉尘长期失去飞扬能力。其次由于加入了无机盐类，高效水炮泥水溶液的比重较纯水大，爆炸时也更加具有迸发力，所以已汽化的溶液重新凝结成极细的雾滴与矿尘相撞时，因其所形成的凝结核或被雾滴所湿润的矿尘比重均较大，碰撞时相对速度更大，因此其降尘效果比纯水好一些⑵。同时，高效水炮泥在被粉碎成微粒时，能

3、析出大量的游离水，在高温高压下水呈蒸气状态，遇到空气中粉尘可使粉尘湿润、增重、沉降。水蒸气与CO和NO?等有毒有害气体发生化学反应，特别是矿岩中含有FC2O3、AI2O3、SiCh、MgO等催化剂的情况下反应加快，起到降毒作用。8.1.1煤尘表面润湿机理1)界面、表面活性和表面活性剂(1)界面界面是指两相之交界处，随两相性质不同，界面可以分为气液界面，气固界面，液液界面，和固液界面。各种界面中有气相参与的参与构成的常被称作表面,即液体表面和固体表面。相界而不是一个简单的分界而，而是从一个相到另一个相的过渡

4、层，它具有几个分子的厚度，通常称为表面相。表而相的分子和内部分子处境不同，其状态如图8・1所示。拉力拉力图8-1表面扩张吋分子移动情况从图中可以看出，分布在表面相的分子都受着液体内部分子的吸引力，故液体的表面都有自动缩小到其最小面积的倾向。欲使面积增大，相当于把更多的分子从液体的内部迁移到表而相，这就需要反抗内部分子的引力，即需要外界对表面作功，如图11所示。这种形成新表面的过程中所消耗的功，称为表面功。从热力学观点看，对于纯液体而言，在恒温恒压下，表面积增量dA与所作功dw成正比。设比例常数为Y，则(8

5、-1)(8-2)如果扩大液体表面积所作的功，完全转化为表面自由能，则有可逆=(dG)甘将式(8-1)和式(8-2)合并得(8-3)式中：G自由能，mJ；Y表而自由能，mJ/m—这就是说，丫乃恒温恒压下增加单位表面积时体系白由能的增量，称作比表面自由能，简称表面自由能。表面张力和表面自由能分别是用力学方法和热力学方法研究液体表面现象时采用的物理量，从而乂可把比表面自由能能称为表面张力，其物理涵义是表面层分子作用于表面的单位长度上使表面收缩的力。本文主要研究固液(表而活性剂溶液)界而之间的润湿机理。(1)表面

6、活性和表面活性剂一切液体，在一定条件下均有一定的表面张力，能使溶剂的表面张力降低的性质，我们称为表面活性。表面活性剂是这样一类物质，它加入很少量时即能大大降低溶剂的表而张力，改变体系的界而组成与结构，成为人们改变界而性质以适应各种要求的重要手段。表面活性剂的分子结构特点是具有不对称性。整个分子可以分为两部分，一部分是亲油的非极性基团，叫做疏水基或亲油基；另一部分是极性基团，叫亲水基。因此表面活性剂分子具有两亲性质，被称为两亲分子。亲油基一般是碳氢链、聚氧丙烯链一ch2-ch3-ch-o-.碳氟链和硅烷链等

7、；而亲水基一般则是重复■COOM、-SO3M.烯链-OSOaM和聚氧乙烯链(CH2・CH2・O)n等。这样在一个分子中既具有亲水基又具有亲油基，即构成了表面活性剂分子的“两亲性”。多数表面活性剂的疏水基呈长链状，故形象地把疏水基叫做“尾巴”，亲水基叫做“头”。整个表面活性剂分子如图8・2所示。图8・2表面活性剂分子结构特征示意图表面活性剂亲水基的种类很多，按照它的电性质可分为两大类，即离子型和非离子型。离子型乂分为阳离子型、阴离子型和两性型。此外，还有近来发展较快的、既有离子型亲水基又有非离子型亲水基的混

8、合型表面活性剂。这种分类法就是ISO分类法。除上述四大类外，还有含氟、含硅以及高分子表面活性剂等。这些表面活性剂不仅具有表面活性，而且还具有缓蚀、抗静电、乳化、润湿、分散及增稠等多项功能。表面活性剂水溶液通常具有四方面的特性，即表面特性、溶液特性、溶解度特性和溶油特性。表而活性剂溶液的表而特性表现在此类化合物具有很好的降低水表面张力的能力和效率。所谓能力是指能把溶剂的表面张力降低的程度，而效率则是指使表面张力降低一定值所需表面