[發(fā)明專利]一種抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911348121.4
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN111119977B
• 公開（公告）日: 2021-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮晨琛;雷建國;高新;蘆令超
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號(hào): E21F5/08
• 分類號(hào): E21F5/08;E21F5/12
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 鄭平

本發(fā)明屬于抑爆材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用。所述方法為：1)將鋼渣微粒、能夠溶解出鋼渣中鋁、鐵元素的酸溶液、過硫酸鹽混合后在加熱條件下攪拌，然后將反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)為堿性，靜置后得到上層絮狀濁液和下層殘?jiān)蝗缓髮⑿鯛顫嵋骸堅(jiān)蛛x出來；2)將絮狀濁液用水?dāng)嚢柘礈欤渭影被男跃鄱谆柩跬檫M(jìn)行反應(yīng)，分離出固體產(chǎn)物干燥后粉磨，得超細(xì)填充粉；3)將殘?jiān)礈旌笳麴B(yǎng)，然后碳化，得多孔殘?jiān)?)采用真空抽濾法將所述超細(xì)填充粉裝進(jìn)多所述孔殘?jiān)目紫吨校尤脞}礬石、水泥和水進(jìn)行拌合成顆粒進(jìn)行干燥，即得。本發(fā)明以鋼渣為基礎(chǔ)制備原料，得到的抑爆材料具有良好的抑爆效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于抑爆材料技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

本發(fā)明背景技術(shù)中公開的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

煤塵爆炸是在高溫或一定點(diǎn)火能的熱源作用下，空氣中氧氣與煤塵急劇氧化的反應(yīng)過程，屬于礦井中的重大災(zāi)害事故。其復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)包括以下四個(gè)過程：(1)當(dāng)可燃性煤以粉末飄塵狀態(tài)存在時(shí)，由于總表面積顯著增加，一旦遇見火源，氧化反應(yīng)迅速發(fā)生；(2)當(dāng)溫度達(dá)到300～400℃時(shí)，煤的干餾現(xiàn)象急劇增強(qiáng)，放出甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、氫和1％左右的其他碳?xì)浠衔锏瓤扇夹詺怏w；(3)生成的可燃?xì)怏w在高溫下吸收能量后，在塵粒周圍形成氣體外殼，即活化中心。當(dāng)活化中心的能量達(dá)到一定程度后，鏈反應(yīng)過程開始，游離基迅速增加，發(fā)生了塵粒的閃燃；(4)閃燃所形成的熱量的傳遞給周圍的塵粒，并使之參與鏈反應(yīng)，導(dǎo)致燃燒過程急劇地循環(huán)發(fā)生。當(dāng)燃燒不斷加劇使火焰速度達(dá)到每秒數(shù)百米后，煤塵的燃燒便在一定臨界條件下跳躍式地轉(zhuǎn)變?yōu)楸āＲ虼耍簤m爆炸發(fā)生的必不可少的前提分別是能夠爆炸的懸浮煤塵濃度、點(diǎn)燃引爆煤塵的高溫?zé)嵩春妥銐虻难鯕夂俊?/p>

針對(duì)如何控制爆炸，國內(nèi)外學(xué)者分別從抑爆、泄爆和隔爆等方面對(duì)預(yù)防和降低爆炸危害開展研究，并取得豐碩成果。目前，最廣泛使用的抑爆材料大多是具有滅火性能的固體粉末，主要利用其對(duì)火焰的熄滅作用來阻止爆炸火焰的傳播。然而，本發(fā)明人在使用過程中發(fā)現(xiàn)：一些現(xiàn)有的這類抑爆材料的抑爆作用與爆炸機(jī)理和歷程不匹配，從而造成抑爆效果不佳。因此，有必要進(jìn)一步探索研究具有更好抑爆效果的抑爆材料。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問題，本發(fā)明提供了一種抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用，本發(fā)明以鋼渣這種固廢為基礎(chǔ)制備原料，得到的抑爆材料不僅具有良好的抑爆效果，而且使鋼渣廢棄物變廢為寶，實(shí)現(xiàn)了鋼渣的資源化利用。

本發(fā)明的第一目的：提供抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料的制備方法。

本發(fā)明的第二目的：提供該方法制備的抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料。

本發(fā)明的第三目的：提供所述抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料的應(yīng)用。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明公開了下述技術(shù)方案：

首先，本發(fā)明公開一種抑制煤塵爆炸的鋼渣基抑爆材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將鋼渣微粒，能夠溶解出鋼渣中鋁、鐵元素的酸溶液，過硫酸鹽混合后在加熱條件下攪拌，然后將反應(yīng)液的pH調(diào)節(jié)為堿性，靜置后得到上層絮狀濁液和下層殘?jiān)蝗缓髮⑿鯛顫嵋骸堅(jiān)蛛x出來，備用；

(2)將步驟(1)得到的絮狀濁液用水?dāng)嚢柘礈欤缓笙蚱渲械渭影被男跃鄱谆柩跬檫M(jìn)行反應(yīng)，且滴加過程中進(jìn)行加熱，反應(yīng)完成后分離出固體產(chǎn)物，對(duì)該固體產(chǎn)物干燥后粉磨，得到超細(xì)填充粉，備用；

(3)將步驟(1)得到的殘?jiān)礈旌笤诩訅杭訜釛l件下進(jìn)行蒸養(yǎng)，完成后將殘?jiān)^續(xù)在二氧化碳?xì)夥蘸图訜釛l件下進(jìn)行碳化，得到多孔殘?jiān)瑐溆茫?/p>