[發(fā)明專(zhuān)利]一種抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911348891.9
• 申請(qǐng)日: 2019-12-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110985102B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宮晨琛;雷建國(guó);高新;蘆令超
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): E21F5/08
• 分類(lèi)號(hào): E21F5/08
• 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硫酸渣復(fù)合抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用。所述方法為：1)將硫酸渣粉、煤粉、石膏、氧化鈣和水混合均勻，將得的漿體烘干，然后進(jìn)行煅燒，完成后將煅燒產(chǎn)物粉碎，得活性粉末；2)將步驟1)得的活性粉末置于氫氧化鈣溶液、鋁酸酯偶聯(lián)劑、六偏磷酸鈉和過(guò)硫酸鹽形成的混合液中加熱浸泡，完成后將得的上層絮狀濁液和下層殘?jiān)蛛x開(kāi)來(lái)；3)對(duì)絮狀濁液洗滌；然后烘干、粉磨，得超細(xì)粉；4)將殘?jiān)麴B(yǎng)后進(jìn)行碳化；完成后將碳化產(chǎn)物與步驟3)得的超細(xì)粉混合，即得。本發(fā)明以硫酸渣為基礎(chǔ)原料，不僅實(shí)現(xiàn)了硫酸渣的資源化利用；而且制備的抑爆材料能夠分階段協(xié)同抑爆，具有優(yōu)異的抑爆效果。

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硫酸渣復(fù)合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(kāi)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)。

煤塵爆炸是煤礦井下重大災(zāi)害之一。煤塵爆炸產(chǎn)生的爆炸波可以揚(yáng)起巷道中沉積的煤塵，發(fā)生連續(xù)爆炸，甚至波及全礦井。煤塵爆炸時(shí)，爆溫可達(dá)2300～2500℃，火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)1120m/s以上，沖擊波速度可達(dá)2340m/s，破壞力極強(qiáng)。煤塵爆炸必須同時(shí)具備以下3個(gè)條件才發(fā)生，缺一不可：(1)能夠爆炸的懸浮煤塵濃度30-2000g/m³；(2)點(diǎn)燃引爆煤塵的高溫?zé)嵩?50-900℃；(3)足夠的氧氣含量。

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(lái)阻止爆炸火焰的傳播。但是，在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)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。

硫酸渣又稱(chēng)黃鐵礦烘渣或燒渣，是指黃鐵礦制硫酸工藝的殘?jiān)饕煞譃楹趸F20～50％、二氧化硅15～65％、三氧化二鋁10％左右、氧化鈣5％左右、氧化鎂5％以下、硫1～2％。中國(guó)每年排放300多萬(wàn)噸硫酸渣，只利用了100多萬(wàn)噸，其余都排入環(huán)境。堆積則侵占農(nóng)田，污染土地；排入江河則污染水體。目前，硫酸渣主要作為燒結(jié)礦的原料，利用其中的含鐵成分，降低燒結(jié)原料的生產(chǎn)成本。但它的成球性差，吸水率高，影響燒結(jié)生產(chǎn)率。此外含硫較高并含有Cu、Pb、Zn等有害元素，影響燒結(jié)礦質(zhì)量，從而，燒結(jié)料中硫酸渣的配加量一般在10％以下。因此，開(kāi)拓硫酸渣的利用新途徑不但變廢為寶，而且有利于環(huán)境治理。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料及其制備方法和應(yīng)用。本發(fā)明以硫酸渣為基礎(chǔ)原料，不僅實(shí)現(xiàn)了硫酸渣的資源化利用；而且制備的抑爆材料能夠分階段協(xié)同抑爆，具有與爆炸機(jī)理和歷程高度匹配的特點(diǎn)，從而形成了優(yōu)異的抑爆效果。

本發(fā)明第一目的：提供抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料的制備方法。

本發(fā)明第二目的：提供抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料。

本發(fā)明第三目的：提供所述抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料的應(yīng)用。

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

首先，本發(fā)明公開(kāi)一種抑制煤塵爆炸的硫酸渣復(fù)合抑爆材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將硫酸渣粉、煤粉、石膏、氧化鈣和水混合均勻，將得到的濕粉烘干后進(jìn)行煅燒，完成后將煅燒產(chǎn)物粉碎，得活性粉末，備用。

(2)將步驟(1)得到的活性粉末置于氫氧化鈣溶液、鋁酸酯偶聯(lián)劑、水溶性的六偏磷酸鹽和過(guò)硫酸鹽形成的混合液中加熱浸泡，完成后將得到的上層絮狀濁液和下層殘?jiān)蛛x開(kāi)來(lái)，備用。

(3)對(duì)步驟(2)得到的絮狀濁液進(jìn)行洗滌，以去除表面殘留液；然后烘干、粉磨，得到超細(xì)粉，備用。