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表面活性剂对煤的润湿性影响苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威【摘要】为了研究表面活性剂对不同煤的润湿性影响,以瘦煤、焦煤、无烟煤为研究对象,选择表面活性剂十二烷基硫酸钠,设计了6个不同浓度表面活性剂溶液分别针对3种煤的润湿性及沉降实验方案.通过对不同浓度溶液表面张力、接触角的测定以及不同煤样在各浓度溶液中的沉降现象对比,分析得出煤样对应的最佳表面活性剂溶液浓度,证明了在防尘用水中添加表面活性剂的必要性.结果表明:0.5％浓度的十二烷基硫酸钠溶液对煤尘具有较好的润湿效果;表面张力与接触角随润湿性的提高而减小,当浓度达到0.5％时,二者数值趋于稳定;不同煤样结构差异对润湿性有很大影响,3种煤样润湿性最好的为无烟煤,其次为瘦煤、焦煤;添加表面活性剂可以有效改善溶液润湿性.【期刊名称】《矿业工程研究》【年(卷),期】2016(031)004【总页数】4页(P24-27)【关键词】表面活性剂;润湿性;表面张力;接触角;粉尘沉降【作者】苟尚旭;刘荣华;王鹏飞;桂哲;舒威【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学资源环境与安全工程学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TD714矿井粉尘是指在煤矿开拓、掘进、回采和提升运输等生产过程中产生,并能长时间悬浮于空气中的岩石和煤炭的细微颗粒,煤矿在生产过程中,采掘装运作业均可产生大量煤尘[1].这些煤尘的存在不仅严重危害井下工作人员的身心健康,同时悬浮煤尘的累积易产生爆炸危险,存在极大的安全隐患.因此,必须采取切实有效的措施应对矿井粉尘.喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点,在国内外煤矿井下得到广泛应用[2].但从目前喷雾技术的发展来看,局限于水雾滴拥有较大的表面张力这一物理性质,单一的依靠水的雾化降尘并不能使其降尘效率再有较大程度提高.一直以来,国内外专家学者在优化喷雾溶液方面做了大量研究工作,通常情况下,水的表面张力较大,微细粉尘不易被水迅速、有效地湿润,致使降尘效果不佳[1].向水中添加表面活性剂可以有效改善溶液性质.也就是说,添加了表面活性剂可以明显减小水的表面张力以及润湿边角,增强溶液沿煤体裂隙表面润湿煤体的能力[3],增大尘粒与雾滴碰撞时融合的机率,从而提高降尘效率.1.1 润湿型抑尘剂润湿是一纯粹的表面现象[4],指一种液体在一种固体表面铺展的能力或倾向性.润湿型化学抑尘剂通过提高水的润湿能力来增强水的捕尘能力,从而提高抑尘效果[5].抑尘剂的主要成分是表面活性剂,通过降低溶剂表面张力提高润湿性,抑尘剂对粉尘的润湿性状况很大程度上决定着除尘效率.1.2 润湿机理表面活性剂作为化学抑尘剂的重要组成部分,起着润湿、增溶、保水等作用[6，7].水中加入表面活性剂,可使溶液的表面张力和湿润边角减小,从而增大溶液对煤尘的润湿能力[8].描述液体在固体表面润湿性的Young方程指出,平面固体上液滴在3个界面张力的共同作用下达到平衡.如图1.此时有:式中,γSV,γSL和γLV分别为固-气、固-液和气-液界面张力,θ为接触角.接触角值是煤表面各表面位上性质的宏观平均,碳氧比反映了这种表面性质的平衡度量[4].煤的临界界面张力随着碳氧比的增加而增加,此时,界面更容易被低极性溶剂润湿. 2.1 实验设备实验仪器为先进的CA100B型接触角测量仪及KRUSS Dyne表面张力测定仪,可分别进行煤表面的液滴接触角测定及溶液表面张力测定.沉降实验装置为100 mL比色管,具有良好通透性.如图2所示.仪器测量精度高,性能先进,可保证测量结果的高重复性与稳定性.2.2 实验样品十二烷基硫酸钠(简称SDS)作为硫酸酯盐型阴离子表面活性剂的典型代表,易溶于水,能有效降低水的表面张力.具有良好的乳化、发泡、渗透和分散性能,能被生物降解,耐碱,耐硬水.且成本低廉,运输方便,易储存,性质稳定.但SDS具有一定的健康危害:其粉末对粘膜和上呼吸道有刺激作用,易引起呼吸系统过敏性反应.在实际应用中,应注意加强使用场合通风,或配戴防尘面罩及橡胶手套,如不慎接触皮肤,可用大量清水冲洗.因其刺激性不强,综合考虑,适合作为本次实验样品.实验所选煤样为湖南兴源煤矿的无烟煤,山西万丰煤矿的瘦煤以及贵州发耳煤矿的焦煤.均用0.15 mm孔径筛子筛得煤尘,由FW-4A型粉末压片机以30 MPa压力压制成2 mm厚度薄片作为煤样压片.2.3 实验方案配制6个不同质量分数SDS溶液,同时清水作为对照组一并取出,对其分别编号为0～6.对应试剂浓度依次为0,0.000 05%,0.000 5%,0.005%,0.05%,0.5%,5%,单位为g/L.第1组实验分别对配制完成的以上7种溶液进行表面张力的测定,为避免偶然误差,每种溶液重复进行3次实验并取平均值;第2组实验进行接触角的测定,仍然取上述7种溶液,分别进行在焦煤、瘦煤、无烟煤3种煤样压片上的接触角的测定;第3组实验为煤尘的沉降实验.每次实验用电子天平称取每份煤尘样品0.15 g,试管分别等量取样编号0～6的7种溶液,依次将煤尘倒入溶液同时并用秒表计时,直至煤尘完全沉降或不沉降,对比分析并记录实验现象.依次记录各组表面张力、接触角及沉降时间测量数据,结果见表1所示.3.1 SDS对表面张力的影响溶液表面张力的大小可以在一定程度上反映对煤尘的润湿能力强弱.分析表1中SDS溶液表面张力变化趋势,可以得出表面张力随浓度变化的大致波动曲线,如图3所示.由图3不难看出,随着SDS溶液浓度的增加,其表面张力值呈逐渐降低趋势,说明其对煤尘的润湿能力逐渐增强.此外,在SDS溶液质量分数达到0.5%之后,随着浓度的继续增加,表面张力值变化趋势趋于平缓,并逐渐稳定在31.0 mN/m左右,说明添加表面活性剂只能在一定程度上降低表面张力,超过这一临界浓度,浓度的继续增大将不再使表面张力有明显改变,此时,其润湿能力也逐渐接近最大值.3.2 SDS对接触角的影响煤的润湿性取决于煤阶,在低煤阶状态,煤表面极性官能团较多,对溶剂润湿性较好,因此,接触角也较小.随着煤阶的增高,官能团数量下降,润湿性也逐渐降低.将表1中接触角的变化反映到折线图中,由图4可以看出:随着SDS溶液浓度的增大,测得的接触角整体均呈不断减小趋势.当SDS溶液浓度增大到0.5%之后,溶液对3种煤样的接触角均达到较小数值,且之后变化减缓,即SDS溶液对煤尘的润湿能力随着溶液浓度的不断增加而增加,当浓度达到0.5%时,接近达到最佳润湿效果.此外,由于煤的种类不同引起的结构差异,溶液对无烟煤的润湿效果要依次强于瘦煤、焦煤.3.3 煤尘的润湿性分析通过表1得出的实验结果,同时结合图3和图4,很明显可以看出清水中加入表面活性剂能有效降低溶剂表面张力以及接触角的大小.通过对比发现,在SDS质量分数为0.5%附近处,溶液接近达到临界胶束浓度,此时,表面张力接近最小值30.5 mN/m,在此浓度之前,随着浓度的增大,表面张力降低趋势明显,此浓度之后,表面张力值趋于稳定.同时,接触角也呈现出类似变化趋势,整体逐步减小,在0.5%浓度之后,减小速率开始变慢.最终,其润湿效果的改变即体现在粉尘的沉降时间上.其中瘦煤、焦煤由低浓度阶段的不沉降增大到0.5%浓度之后的较快沉降,以及无烟煤的沉降速度在该浓度附近达到最快.这说明溶液的表面张力与接触角的变化趋势与其对煤尘的润湿能力的变化基本上是相互呼应的.此外,煤尘的润湿性与其表面结构和官能团具有密切的关系[9].加入表面活性剂可以明显提高对煤尘的润湿效果,表面活性剂浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素[10],并且可以看出,其对3种煤样的润湿效果强弱依次为无烟煤、瘦煤、焦煤.1)表面张力的大小是衡量表面活性剂润湿效果的一条重要参考标准,但并不是唯一标准,最佳浓度的确定还需结合其它实验验证.2)向清水中添加表面活性剂可以有效降低表面张力和接触角,从而提高溶液对煤尘的润湿特性,但当达到临界胶束浓度附近时,二者数值均趋于稳定,润湿特性接近达到最大效果,这里SDS溶液的临界胶束浓度约为0.5%.3)表面活性剂浓度及煤尘本身性质是影响煤尘湿润效率的主要因素,不同煤样的结构差异对润湿性有很大影响,煤表面的润湿是一个复杂过程,但明显润湿性依赖于煤的表面性质.4)SDS溶液对实验所用3种煤的润湿性效果强弱依次为无烟煤、瘦煤、焦煤.【相关文献】[1] 杨鹏.综放工作面表面活性剂的降尘技术研究[D].青岛:山东科技大学,2009.[2] 王鹏飞,刘荣华,汤梦,等.煤矿井下高压喷雾雾化特性及其降尘效果实验研究[J].煤炭学报,2015,40(9):2124-2130.[3] 郭晓华,蔡卫,马尚权,等.表面活性剂在煤矿防降尘中的应用实验[J].矿业安全与环保,2010,37(3):27-30.[4] 何杰.煤的表面结构与润湿性[J].选煤技术,2000,5(5):13-15.[5] 徐海栋,张雷波,尹立峰,等.化学抑尘剂的研究现状及进展评价[J].天津科技,2015,42(6):10-13.[6] 陈赓良.醇胺法脱硫脱碳工艺的回顾与展望[J].石油与天然气化工,2003,32(3):134-142.[7] 朱迎新,王淑娟,赵博,等.胺法脱碳系统模拟及吸收剂的选择[J].清华大学学报(自然科学版),2009,49(11):1822-1825.[8] 程卫民,张立军,周刚,等.综放工作面表面活性剂的喷雾降尘实验及其应用[J].山东科技大学学报,2009,28(4):77-81.[9] 孙银宇,聂容春,马帅,等.煤尘润湿性影响因素的研究[J].选煤技术,2013,2(11):31-34.[10] 黄维刚,胡夫,刘楠琴.表面活性剂对煤尘湿润性能的影响研究[J].矿业安全与环保，2010,37(3):4-10.。
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》篇一一、引言随着工业的快速发展，煤炭的开采和利用已经成为重要的能源来源。
然而，在煤炭的开采、运输和储存过程中，产生的煤尘问题给环境和人类健康带来了极大的威胁。
煤尘不仅容易引发爆炸事故，还可能引发呼吸道疾病等健康问题。
因此，开发有效的煤尘抑制剂成为了一个迫切的需求。
本文旨在筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂，并对其润湿特性进行研究。
二、实验部分（一）材料与方法1. 材料准备：实验选用不同种类的煤尘作为实验对象，包括原煤、褐煤、无烟煤等。
同时，筛选了多种可能的煤尘抑制剂，如表面活性剂、天然植物提取物等。
2. 实验方法：首先对各种煤尘进行基础性质分析，如粒径分布、比表面积等。
然后，将煤尘与不同种类的抑制剂进行混合，通过实验观察和性能测试，筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
最后，对筛选出的抑制剂进行润湿特性研究。
（二）实验过程1. 基础性质分析：对各种煤尘进行粒径分布、比表面积等基础性质分析，了解其基本特性。
2. 筛选实验：将煤尘与不同种类的抑制剂进行混合，观察其润湿效果。
通过实验观察和性能测试，筛选出具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
3. 润湿特性研究：对筛选出的抑制剂进行进一步的润湿特性研究，包括接触角、润湿速度等指标的测定和分析。
三、结果与讨论（一）实验结果通过实验观察和性能测试，我们筛选出了几种具有良好润湿性的煤尘抑制剂。
其中，一种名为XX抑制剂的天然植物提取物表现尤为出色。
该抑制剂在混合后能够迅速与煤尘结合，显著提高煤尘的润湿性。
同时，我们还对XX抑制剂的润湿特性进行了详细的研究，得到了以下实验数据（表格详见附录）。
（二）讨论与分析1. 润湿性改善：实验结果表明，XX抑制剂能够显著改善煤尘的润湿性。
这主要得益于其表面活性剂的特性，能够降低煤尘表面的张力，使其更容易被水或其他液体润湿。
2. 安全性与环保性：XX抑制剂为天然植物提取物，具有良好的生物相容性和环保性。
多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果研究
金靖艳;唐明云;江丙友;王乐乐;陈功辉;王冬
【期刊名称】《煤矿安全》
【年(卷),期】2024(55)1
【摘要】表面活性剂是1种溶于水且能显著降低溶液表面张力的物质,能有效解决煤矿井下采掘工作面粉尘危害问题。
为研究多组分表面活性剂复配对烟煤润湿效果的影响,采用淮南潘三煤矿烟煤作为研究对象,以表面张力、沉降时间为考察指标,从8种表面活性剂中优选出阴离子表面活性剂快渗T、两性离子表面活性剂BS-12、非离子表面活性剂APG共3种试剂单体;通过比较表面张力和沉降时间,得出阴离子表面活性剂快渗T效果均为最好;同时采用分子模拟技术考察3种单体试剂的静电势分布,比较得出阴离子型表面活性剂快渗T的效果也是最好;采用正交试验法等比例复配,得到3种试剂单体最佳配方浓度分别为0.20%、0.15%、0.25%;此时表面张力为16.95 mN/m,比快渗T提高了30.59%;沉降时间为20.95 s,比快渗T提高了20.34%。
【总页数】7页(P100-106)
【作者】金靖艳;唐明云;江丙友;王乐乐;陈功辉;王冬
【作者单位】安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室;安徽理工大学安全科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TD712
【相关文献】
1.多组分表面活性剂复配对浮选法脱墨的影响
2.表面活性剂复配对煤尘润湿性能影响
3.阳-阴离子表面活性剂复配对褐煤疏水改性效果的研究
4.表面活性剂复配对煤尘润湿性能的影响研究
5.表面活性剂复配对低阶煤煤尘润湿性的影响
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表面活性剂对煤尘润湿性能的影响简桂哲;刘荣华;王鹏飞;苟尚旭;舒威;谭烜昊【摘要】为了研究表面活性剂润湿机理,减小煤矿喷雾降尘用水的表面张力,增强煤尘的湿润能力,采用对比分析方法,选择四种常用的表面活性剂和三种煤样,通过表面张力、接触角以及沉降实验,研究煤尘润湿性的影响因素。
结果表明:表面活性剂的润湿性能随质量分数的增加而增强,其中非离子表面活性剂OP-10的润湿性最佳;表面张力、接触角及沉降时间都只是评价表面活性剂润湿性的一个必要因素,而不是决定因素,其中SDBS溶液的表面张力较OP-10的要低,但从接触角大小和沉降时间看OP-10的润湿性较SDBS强;无烟煤的可润湿性能比焦煤和瘦煤要好,一般表面活性剂在较低浓度就可以较好润湿无烟煤,但对于焦煤和瘦煤,所选用的浓度要较高。
【期刊名称】《黑龙江科技大学学报》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】5页(P513-517)【关键词】表面活性剂;表面张力;接触角;沉降;润湿性【作者】桂哲;刘荣华;王鹏飞;苟尚旭;舒威;谭烜昊【作者单位】湖南科技大学资源环境与安全工程学院;湖南科技大学煤矿安全开采技术湖南省重点实验室【正文语种】中文【中图分类】TD71420世纪90年代以来，随着煤矿开采强度的不断增加和机械化程度的不断提高，井下采掘工作面的粉尘浓度剧增，高达2 500～3 000 mg/m3，作业环境严重恶化，极大威胁着矿井的安全生产和工人的身心健康。
采用喷雾降尘具有经济、简便和实用等优点，在煤矿井下得到广泛应用[1-4]。
一般防尘用水大多为清水，虽然简便经济，但由于煤的表面含有大量的憎水非极性基团，使其有一定疏水性，且水的表面张力较大，导致清水无法有效的润湿粉尘颗粒。
在液体介质中添加一定的表面活性剂可以降低其表面张力，有效地降低液体的表面能，利于粉尘的润湿。
因此，研究表面活性剂对煤尘的润湿性能的影响，有助于增强对煤尘的润湿和捕集[5-10]。
《润湿性煤尘抑制剂的筛选及润湿特性研究》篇一一、引言煤尘是煤矿生产过程中常见的粉尘之一，其润湿性对矿井安全生产和环境保护具有重要影响。
煤尘的润湿性直接影响其与水分的相互作用，对防止粉尘爆炸和抑制粉尘飞扬至关重要。
为了解决煤尘带来的问题，开发出有效的润湿性煤尘抑制剂具有重要意义。
本文旨在研究润湿性煤尘抑制剂的筛选及其润湿特性，为煤矿安全生产提供理论依据和实践指导。
二、文献综述近年来，国内外学者对煤尘润湿性及其影响因素进行了广泛研究。
研究表明，煤尘的润湿性受多种因素影响，如煤的成分、粒度、表面结构等。
同时，润湿性煤尘抑制剂的研发和应用也逐渐成为研究热点。
目前市场上存在的抑制剂种类繁多，但其作用机理和效果存在差异。
因此，筛选出适合煤矿现场应用的润湿性煤尘抑制剂显得尤为重要。
三、实验材料与方法3.1 实验材料本实验选取了多种常见的润湿性煤尘抑制剂，包括X、Y、Z 等抑制剂，并对其进行了筛选。
实验材料包括煤尘、蒸馏水、称量纸等。
3.2 实验方法（1）制备煤尘样品：将采集的煤尘进行干燥、研磨、过筛等处理，得到粒度均匀的煤尘样品。
（2）筛选抑制剂：通过实验测定不同抑制剂对煤尘润湿性的影响，筛选出具有较好效果的抑制剂。
（3）润湿特性研究：采用接触角测量法、表面张力测定法等方法，研究筛选出的抑制剂对煤尘润湿特性的影响。
四、实验结果与分析4.1 筛选结果通过实验测定，X、Y、Z等抑制剂对煤尘润湿性的影响程度存在差异。
其中，X抑制剂表现出较好的效果，能有效提高煤尘的润湿性。
因此，X抑制剂被选为进一步研究的对象。
4.2 润湿特性研究采用接触角测量法测定煤尘及添加X抑制剂后的润湿角，结果表明，添加X抑制剂后，煤尘的润湿角明显减小，说明X抑制剂能有效提高煤尘的润湿性。
同时，通过表面张力测定法测定X 抑制剂的表面张力，发现其具有较低的表面张力，有利于在煤尘表面形成稳定的润湿膜，从而提高煤尘的润湿性。
五、讨论与结论5.1 讨论本实验通过筛选出具有较好效果的X抑制剂，并研究了其对煤尘润湿特性的影响。
复配润湿剂对改善煤尘润湿效果的研究张丽颖【摘要】针对煤矿喷雾降尘技术降尘效率低、粉尘不易被润湿的问题,选取表面活性剂复配成润湿剂加入水中,以改善煤尘润湿效果,从而提高降尘效率.通过煤尘沉降实验,对7种不同类型的表面活性剂进行优选,从中选择润湿煤尘效果较好的2种非离子表面活性剂和2种阴离子表面活性剂进行两两复配,得到6种复配润湿剂.将复配润湿剂加入水中再次进行煤尘沉降实验,发现复配润湿剂比润湿剂单体更能有效改善煤尘润湿效果.%To counter the problems of low dust removal efficiency and dust not easy to be wetted by water spray,the wetting agent compounded with surfactants was selected to improve the wetting effect of coal dust by adding it into the spray water,and thus improve the dust removal efficiency.Through coal dust sedimentation experiments,seven different kinds of surfacants were optimized,from them two kinds of non-ionic surfactants and two kinds of anionic surfactants having bettert wetting effect on coal dust were selected for compounding the wetting agents,and six kinds of compound wetting agents were obtained by selecting two of them.The coal dust sedimentation experiments by adding the compound wetting agent into the water showed that the wetting effect of the compound wetting agent on coal dust was more effective than that of the monomer wetting agent.【期刊名称】《矿业安全与环保》【年(卷),期】2017(044)001【总页数】4页(P25-27,31)【关键词】复配润湿剂;煤尘沉降;表面活性剂;润湿效果【作者】张丽颖【作者单位】唐山科技职业技术学院,河北唐山063000【正文语种】中文【中图分类】TD714煤矿粉尘是严重危害井下生产安全和人员身体健康的主要灾害源之一。
新型表面活性剂溶液对煤尘的润湿性能研究蒋海波①②高级工程师肖跃龙②（①武汉理工大学，武汉；②湖南安全技术职业学院，长沙410151）Study on the wetting property to coal dust of a novel surfactantsolutionJIANG Hai-bo①②senior engineer ; XIAO Yue-long②(①Wuhan University Of Technology, Wuhan, 430070；②Hunan Vocational Institute of Safety Technology,Changsha 410151 )学科分类与代码：620.4010 中图分类号: X964资助项目：湖南煤矿安全生产关键技术重大专项【摘要】本文使用聚醚改性硅油YPR-2101溶液研究其对煤尘的润湿性能。
Walker实验结果表明，YPR-2101溶液润湿煤尘的能力非常强，尤其在临界胶束浓度（CMC）范围内，其润湿性能均大大优于SDBS 和TX-100；同时研究了加入氯化钠以及与SDBS 或TX-100复配等因素对YPR-2101溶液润湿性能的影响，实验结果表明，当YPR-2101与SDBS以3：2复配（总浓度为0.5 g·L-1）时，所得混合溶液对煤尘的润湿效果达到最佳，最大润湿速度为9.84 mg/s。
【Abstract】YPR-2101solution which belongs to polyether modified silicone oil was used to study its wetting property to coal dust. The results of walker experiment show that, YPR-2101 solution has a strong ability to wet coal dust, especially in the range of the critical micelle concentration (CMC), its wetting property is much better than SDBS and TX-100. The influence of factors such as adding sodium chloride and complexed with SDBS or TX-100 on the wetting property of YPR-2101 solution was also studied. Experimental results show that, the best effect of wetting coal dust can be reached when YPR-2101 is compound ed with SDBS with the ratio of 3:2 (the total concentration is 0.5 g•L-1), and the maximum wetting speed is 9.84 mg/s.【关键词】表面活性剂；聚醚改性硅油；煤尘；润湿性能【Key words】Surfactant; Polyether modified silicone oil; Coal dust; Wetting property0 引言煤尘是在采煤过程中产生的细微颗粒的煤炭粉尘。
