[发明专利]防自燃组合物及其用途和制备方法以及抑制煤炭和煤矸石自燃的方法

说明书

本发明公开了一种防自燃组合物，该组合物的用途，该组合物的制备方法，以及抑制煤炭和煤矸石自燃的方法。本发明的防自燃组合物含有聚醋酸乙烯酯、双酚A、乳化剂、有机硅消泡剂和水，其中，相对于100重量份的聚醋酸乙烯酯，双酚A的含量为0.1‑3重量份，乳化剂的含量为1.5‑30重量份，有机硅消泡剂的含量为0.3‑2重量份，水的含量为50‑200重量份。本发明的防自燃组合物可以在煤炭和煤矸石颗粒表面形成一层保护膜，防止雨水侵蚀、减缓水从所述煤炭和煤矸石中蒸发和表面灰分加大的过程，阻隔堆积物内部空气流通，减少煤炭或煤矸石自燃的风险。

技术领域

本发明涉及矿山污染修复领域，具体地，涉及一种防自燃组合物和制备方法以及其在抑制煤炭及煤矸石自燃方面的用途和方法。

背景技术

高热值煤炭在开采、堆放和储运过程中，常常因为施工方式不当造成煤炭自燃现象，同时作为煤炭开采和加工过程中的副产物煤矸石，其堆放过程中更容易发生自燃现象。

煤矸石是煤炭开采和加工过程中排放出的废弃岩石，主要有掘进井巷时排出的煤矸石、选煤排出的煤矸石和露天采煤产生的剥离煤矸石。一般情况下，煤矸石综合排放量占原煤产量的15％～20％。据资料统计，全国累计堆存煤矸石已达30亿吨，形成了1500座矸石山，并成为我国最大的工业固体废弃物。我国大约有三分之一的矸石山发生自燃，散发出大量的SO₂、H₂S、CO等有毒气体，污染大气环境。在降雨作用下，进一步污染了水环境和土壤环境。

煤矸石中含有硫铁矿和煤等能在低温氧化的物质或可燃物。在煤矸石的堆积过程中,会形成空气通道，在矸石山的中腰部，由于煤矸石粒度适中，热量不易逸出，导致局部热量聚积，引起煤矸石自燃。煤矸石山一旦自燃，灭火十分困难，自燃过程往往要持续几年甚至几十年。

现有技术中对煤矸石山自燃的处理措施为注水灭火、碱性注浆液灭火，或者使用惰性材料覆盖和碾压等方法，但上述方法不仅耗资大，而且难以排除复燃的可能性。

发明内容

本发明的目的是提供一种防自燃组合物及其在抑制煤炭及煤矸石自燃方面的用途和方法，该组合物可以防止和抑制煤炭堆放、储运以及煤矸石排放和堆积过程中的自燃现象。

为了实现上述目的，本发明提供一种防自燃组合物，该组合物含有聚醋酸乙烯酯、双酚A、乳化剂、有机硅消泡剂和水，其中，相对于100重量份的聚醋酸乙烯酯，双酚A的含量为0.1-3重量份，乳化剂的含量为1.5-30重量份，有机硅消泡剂的含量为0.3-2重量份，水的含量为50-200重量份。

优选地，根据本发明的防自燃组合物，相对于100重量份的聚醋酸乙烯酯，双酚A的含量为0.15-1.5重量份，乳化剂的含量为5-20重量份，有机硅消泡剂的含量为0.4-1重量份，水的含量为100-150重量份。

优选地，根据本发明的防自燃组合物，乳化剂为选自十二烷基硫酸钠、聚乙烯醇和OP-10中的一种或几种；有机硅消泡剂的活性成分为选自聚二甲基硅氧烷、氟硅氧烷、乙二醇硅氧烷或聚醚改性有机硅中的一种或几种。

优选地，根据本发明的防自燃组合物，聚醋酸乙烯酯的分子量为2万-20万，所述聚乙烯醇的分子量为11万-20万。

本发明还提供一种上述防自燃组合物的制备方法，该方法包括：将聚醋酸乙烯酯、乳化剂、双酚A和有机硅消泡剂依次与水混合均匀，保温5-30min后升温反应40-80min，其中，保温的温度为25-30℃，升温反应的温度为80-90℃。

本发明还提供了上述防自燃组合物在抑制煤炭和煤矸石自燃中的用途。

本发明还提供了一种抑制煤炭自燃的方法，该方法包括将上述的防自燃组合物加水稀释后喷洒在煤炭的堆积表面，其中，以重量计的稀释比例为1:(20-50)，相对于每平方米煤炭的堆积表面，稀释后的防自燃组合物的用量为1.5-3升。