|
г На гидрофобной поверхности угля адсорбируются углеводородные цепи, которые выталкиваются из воды. Полярные группы молекул остаются в воде. Адсорбция носит физический (обратимый) характер. Скорость образования адсорбционного слоя ПАВ на поверхности пористых сорбентов оказывает большое влияние на скорость смачивания и зависит от ряда физико-химических факторов, а именно: от скорости диффузии молекул ПАВ из объема жидкости на поверхность адсорбции, размера и количества ПАВ, вязкости раствора [114]. Скорость формирования адсорбционных слоев ПАВ на поверхности имеет особенно важное значение в тех случаях, когда время контакта раствора с углем ограничено и необходимо добиться смачивания за определенный, короткий промежуток времени [50]. Известно [ИЗ], что при увеличении концентрации ПАВ в растворе и соответствующем понижении поверхностного натяжения скорость пропитки пористых тел для всех ПАВ возрастает. Выше ККМ этот процесс стабилизируется. Смачивание угольной пыли растворами ПАВ один из перспективных способов борьбы с угольной пылью в шахтах. Этой области применения ПАВ посвящено много работ, в том числе [34, 50, 68, 70, 117]. Однако до сих пор не существует единого мнения о количественном составе раствора ПАВ и его распределении в массиве. Как правило, выбор оптимальных концентраций поверхностно-активных добавок производится по величине поверхностного натяжения раствора и краевому углу смачивания (crcosO), что связано с ошибками, так как по мере продвижения раствора ПАВ в фильтрационный объем угля его концентрация меняется вследствие адсорбционных процессов. Кроме того, не всегда учитывается, что для каждого класса угля существует своя оптимальная добавка ПАВ к воде. Величина этой оптимальной добавки ПАВ зависит от свойств угля и применяемой для увлажнения пласта шахтной воды. 81 |
92 • малые добавки ПАВ к воде способны резко уменьшить ее поверхностное натяжение, увеличить скорость пропитки пористых тел (смачиваемость), что благодаря физико-химической фиксации на поверхности угля позволяет изменять природу его поверхности (гидрофобность); • проникая в мельчайшие трещины, ПАВ могут способствовать увеличению их размеров [63]; • мицеллярные растворы ПАВ способны растворять в себе (солюбилизировать) предельные углеводороды (метан) [103]. Вследствие существования ПАВ в растворе в виде ионов и в виде молекул на угле может происходить или ионная адсорбция (адсорбируются одни из ионов, содержащиеся в растворе), или молекулярная адсорбция (адсорбируются молекулы ПАВ). На гидрофобной поверхности угля адсорбируются углеводородные цепи, которые выталкиваются из воды. Полярные группы молекул остаются в воде. Адсорбция носит физический (обратимый) характер. Скорость образования адсорбционного слоя ПАВ на поверхности пористых сорбентов оказывает большое влияние на скорость смачивания и зависит от ряда физико-химических факторов, а именно: от скорости диффузии молекул ПАВ из объема жидкости на поверхность адсорбции, размера и количества ПАВ, вязкости раствора [103]. Скорость формирования адсорбционных слоев ПАВ на поверхности имеет особенно важное значение в тех случаях, когда время контакта раствора с углем ограничено и необходимо добиться смачивания за определённый, короткий промежуток времени [51]. Известно [102], что при увеличении концентрации ПАВ в растворе и соответствующем понижении поверхностного натяжения скорость пропитки пористых тел для всех ПАВ возрастает. Выше ККМ этот процесс стабилизируется. 93 Смачивание угольной пыли растворами ПАВ один из перспективных способов борьбы с угольной пылью в шахтах. Этой области применения ПАВ посвящено много работ, в том числе [34, 51, 67, 72, 106]. Однако до сих пор не существует единого мнения о количественном составе раствора ПАВ и его распределении в массиве. Как правило, выбор оптимальных концентраций поверхностноактивных добавок производится по величине поверхностного натяжения раствора и краевому углу смачивания (ст-cos<9), что связано с ошибками, так как по мере продвижения раствора ПАВ в фильтрационный объем угля его концентрация меняется вследствие адсорбционных процессов. Кроме того, нс всегда учитывается, что для каждого класса угля существует своя оптимальная добавка ПАВ к воде. Величина этой оптимальной добавки ПАВ зависит от свойств угля и применяемой для увлажнения пласта шахтной воды. До сих пор не установлена закономерность изменения свойств угля под действием различною класса ПАВ. Кроме того, известно [64], что даже при близости состава и физико-химических свойств смачиватели могут проявлять различные действия в пылеулавливающем процессе. Кроме того, при использовании индивидуальных ПАВ никакого внимания не уделяется структуре продукта, в то время как известно, что для молекул эффективных смачивателей характерно сильно разветвленное строение углеводородных углеводородных цепей и расположение полярной группы не на конце, а в их средней части [64]. До настоящего времени большое внимание уделяется неионогенным ПАВ (ДБ), оказавшимся в условиях кинетического смачивания, более активными. Однако смачивающее действие ионогенных . ПАВ легко усиливается введением в их раствор электролитов, например, катионактивных веществ в раствор анионактивных ПАВ. Установлено [64], |