金属矿山

作者：马洪涛管彦太刘建峰智荣臻孙凤荣郭坤王杰自卫姚传平赵新义赵梦柔,

单位：1. 鄂托克前旗长城三号矿业有限公司,内蒙古鄂尔多斯016299;2. 山东科技大学安全与环境工程学院,山东青岛266590;3. 露天煤矿灾害防治与生态保护全国重点实验室,山东青岛266590

关键词：煤尘, 糖蜜, 生物表面活性剂, 泡沫抑尘剂, 分子动力学模拟 ,

基金：国家自然科学基金面上项目(编号:52274215)。

为预防和控制煤尘造成的尘肺病和大气污染等问题,遵循“以废治尘”原则,利用制糖业副产物糖蜜制备了糖蜜基泡沫抑尘剂。 通过在粘结剂糖蜜溶液(TM)中加入保水剂羧甲基壳聚糖(CMCS)、润湿剂鼠李糖脂(RL)、起泡剂椰油酰胺丙基甜菜碱(CAPB),机械搅拌发泡得到糖蜜基泡沫抑尘剂(TM-CMCS / RC)。 利用正交试验优化配比,通过接触角、固化层硬度和抑尘效率等试验测试性能,借助 FT-IR、SEM 和热重等表征手段分析结构,并利用 MaterialsStudio 软件进行分子动力学模拟。 试验结果表明:经抑尘剂处理,煤样表面羟基含量增加,亲水性增强;煤尘间空隙和裂缝被填补,形成了致密的固化层;该抑尘剂热稳定性良好,在露天煤矿的极端环境下内部结构稳定;抑尘剂的接触角为 35. 28°,润湿性能良好;固化层抗压强度达 53. 56kPa,能有效抵御风蚀,在风速 12m/ s 时固尘率仍超 90%,抑尘效果显著优于其他对比样品,能满足露天煤矿煤尘治理的实际需求。 分子动力学模拟结果表明,与水/ 煤系统相比,抑尘剂/ 煤系统中煤-水界面吸附层厚度增加了 4×10-10m,水的扩散系数 D 减小,说明抑尘剂增强了对煤分子的润湿和吸附能力。 该抑尘剂环保可降解,制备方便,对煤尘治理和煤矿可持续发展具有重要意义。

来源：2025年第8期

《金属矿山》期刊编辑部

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