本发明涉及露天生产矿除尘抑尘领域,具体涉及一种露天矿用高效环保性复合型化学抑尘剂及其配置方法。
背景技术:
1、露天开采中各生产环节会产生大量的粉尘,主要包括采装、爆破、装载、运输、排弃等,同时由于煤炭本身具有易风化的性质导致开采过程中更容易产生粉末状的煤炭,干燥的粉末状煤炭很容易随风飘扬,不仅造成了大量浪费,同时也严重污染了露天矿周边的生态环境与大气条件。煤尘长期附着在机器设备上会造成严重的磨损,从而减少机器设备的使用年限;同时煤尘还会严重影响开采工人的身体健康,开采时大量的煤尘极大的干扰了操作工人的视线导致工作精度下降,容易导致意外发生,大量的煤粉通过口鼻吸入至肺部还会引发各种呼吸疾病,严重的会导致尘肺病。
2、露天矿由于开采环境处于户外,难以通过除尘机等设备进行降尘,传统的降尘方式为喷洒水雾,通过水雾将重点起尘地润湿从而一定程度上降低开采时起尘。但煤尘的疏水性导致单纯的水雾很难将煤尘彻底润湿。为此,国内外开始了各种抑尘剂的研发。例如公开号为cn115678501a的专利,该专利将从石榴皮萃取得到的没食子酸溶于去离子水中,将海藻酸钠加入上述溶液并搅拌溶解,随后向抗冻药液和表面活性剂加入其中搅拌均匀制得抑尘剂。但该抑尘剂所使用的抗冻药液由甲酸与碳酸钾通过加热加压制备而成,对人体会有较大程度的损害;所使用的没食子酸由石榴皮超临界萃取,制备过程十分复杂,很难大规模使用。
3、再如公开号为cn111073600a的专利,该专利所述应用于露天矿非扰动区的环保型抑尘剂中的各组分及其质量份数如下:聚丙烯酰胺1-3份、预糊化淀粉10-30份、由非离子木质素磺酸钠和丙三醇组成的混合液0.02-0.1份,其余为水,该专利虽具有良好的保湿性但其渗透性较差,无法迅速得将抑尘剂溶液渗透进粉尘中进行降尘;公开号为cn111117568a的专利,该专利所述用于露天矿山粉尘治理的生态抑尘剂由下述重量百分数的原料组分组成:吸湿剂:1~10%,表活性剂:0.1~5%,聚丙烯酸钠:1~6%,丙三醇:0.1~3.1%,乳酸钠:0.1~3.1%,水:余量;再在上述100%的组分中加入适量柠檬酸,使体系中的ph为7.0±0.5;所述的吸湿剂为硅酸钠、尿素和无水硫酸钠中的一种或多种;但该专利所涉及的抑尘剂其性能受溶液ph值得影响较大,较难大规模制备及使用。公开号为cn112210348a的专利,该专利所述一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂,由以下质量百分比的原料组成:十二烷基苯磺酸钠0.2~2%、柠檬酸0.5~5%、羧甲基纤维素钠0.1~0.6%、氯化镁0.5~5%,其余为水,该专利渗透性较差,且其中柠檬酸其重要作用,该抑尘剂溶液也受ph影响较为严重。
4、因此,结合上述问题,本发明提供一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂及制备方法是本领域技术人员所急需解决的问题。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术的不足,提出了一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂及其制备方法。
2、具体是通过以下技术方案来实现的:
3、一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,按重量份计,原料组成包括:渗透剂13~17份、非离子表面活性剂18~22份、增稠剂13~17、保水剂30~70份、无机盐30~70份、水1000份。
4、优选的,所述的渗透剂为非离子型渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚(jfc)。
5、优选的,所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通、聚乙二醇中的一种或两种组合。
6、优选的,所述的增稠剂是由羧甲基纤维素钠与预糊化淀粉以1:1的质量比混合而成。羧甲基纤维素钠与预糊化淀粉均为常用的增稠剂且常被用在食品行业,对人体无毒害,避免因喷洒抑尘剂所对工人的身体造成二次伤害。
7、优选的,所述的保水剂为聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺内含有大量的酰胺和羧基亲水基团,大量的羧基使得其具有很强的交联度,其宏观表现则为吸水性强。
8、优选的,所述的无机盐为吸湿类无机盐无水氯化钙。无水氯化钙可以吸收环境中的水分以保持粉尘的湿润,避免二次扬尘。
9、一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂的配置方法为:量取渗透剂及非离子表面活性剂,溶于水中,在300r/min条件下匀速搅拌5min,然后加入增稠剂,于600r/min条件下匀速搅拌15min,随后依次向溶液中加入保水剂与无机盐,搅拌至无固体残留物,得到的均匀溶液即为露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂。
10、有益效果:
11、(1)本发明所用的渗透剂为非离子渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚(jfc)。脂肪醇聚氧乙烯醚具有良好的附着力、渗透力,可通过有效的渗透与颗粒物表面的成分发生反应,使得溶液较易渗透到粉尘内部。
12、(2)本发明所用的表面活性剂为非离子表面活性剂中的壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通、聚乙二醇中一种或两种的组合。表面活性剂具有独特的亲油基团,在溶液表面的水汽接触面能够定向排列,非离子表面活性剂在溶液中不电离,稳定性高,不易受无机盐类电离产生的影响,与溶液有较好的相似相溶性。壬基酚聚氧乙烯醚等作为非离子表面活性剂有较好的两亲性:其分子结构一段为亲水基团、另一端为亲油基团,两端竖向排列于溶液表面,其碳链具有亲油性,会与粉尘表面的疏水性基团发生吸附,从而改变粉尘的疏水性,加速抑尘剂溶液对粉尘的润湿性。
13、(3)本发明所用的增稠剂为羧甲基纤维素钠与预糊化淀粉按1:1的质量比混合所得到的混合物。羧甲基纤维素钠与预糊化淀粉为食品工业常用的增稠剂,溶解于抑尘剂中会一定程度上增加抑尘剂的粘性,增加抑尘剂溶液对粉尘颗粒的团聚,使其增重后自然沉降,同时该增稠剂对人体无毒害,大规模喷洒也不会对工作人员造成二次伤害。
14、(4)相较于传统的水雾降尘,本发明的优势在于通过改变水的表面张力,改变粉尘的疏水性,增加溶液对粉尘的粘结性、吸附性等来增加抑尘剂的降尘效果,并对沉降后的粉尘有保水粘结效果,降低二次扬尘发生的概率。
15、(5)相较于市面上的化学抑尘剂,本发明的优势在于:1)渗透性及润湿性好,非离子型渗透剂及非离子型表面活性剂的加入使得抑尘剂溶液对粉尘有较好的渗透性及润湿性;2)粘度较低,在一定的压力下溶液会有较好的雾化效果,适合大面积喷洒使用;3)本发明属于环保型化学抑尘剂,抑尘剂配置所需的材料绿色无毒且可以自然降解;4)本发明材料容易获得,造价相对较低且配置方便,更适合露天矿工程现场的大规模喷洒使用。
1.一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,按重量份计,原料组成包括:渗透剂13~17份、非离子表面活性剂18~22份、增稠剂13~17、保水剂30~70份、无机盐30~70份、水1000份。
2.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,所述的渗透剂为非离子型渗透剂脂肪醇聚氧乙烯醚。
3.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,所述的非离子表面活性剂为壬基酚聚氧乙烯醚、曲拉通、聚乙二醇中的一种或两种组合。
4.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,所述的增稠剂是由羧甲基纤维素钠与预糊化淀粉以1:1的质量比混合而成。
5.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,所述的保水剂为聚丙烯酰胺。
6.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂,其特征在于,所述的无机盐为吸湿类无机盐无水氯化钙。
7.如权利要求1所述一种露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂的配置方法,其特征在于,量取渗透剂及非离子表面活性剂,溶于水中,在300r/min条件下匀速搅拌5min,然后加入增稠剂,于600r/min条件下匀速搅拌15min,随后依次向溶液中加入保水剂与无机盐,搅拌至无固体残留物,得到的均匀溶液即为露天矿山高效环保性复合型化学抑尘剂。
