CN101338179B - 一种环保型融雪剂 - Google Patents

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Abstract

本发明属于环境保护领域，具体涉及一种以尿素、硝酸铵、硝酸钙及玉米深加工副产品稀玉米浆为主要成分的环保型融雪剂。按各原料质量百分含量和为100％计算，其是将10％～25％质量百分含量的尿素、20％～40％质量百分含量的硝酸铵、1％～10％质量百分含量的硝酸钙及35％～65％质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌，然后用0.05％～0.3％质量百分含量的1～2M的氢氧化钠中和，使pH值为6.8～7.3，然后300～500目筛子常压过滤，即得浅棕色环保型融雪剂。该环保型融雪剂具有原料来源丰富、价格便宜、使用方便、腐蚀性低、便于大规模生产等特点。

Description

一种环保型融雪剂
技术领域
本发明属于环境保护领域，具体涉及一种以尿素、硝酸铵、硝酸钙及玉米深加工副产品稀玉米浆为主要成分的环保型融雪剂。
背景技术
在我国北方地区，每年降雪期达4～6个月，极易使路面积雪成冰，造成交通阻塞，交通事故增多，甚至被迫关闭高速公路，严重影响公路运输质量，降低公路运输的效率。因此，路面上的冰雪给交通运输和人民生活带来很多不便。因此，清除路面上的冰雪，是冬季公路养护作业的一项主要工作。及时有效地清除路面的积雪，对于减少交通事故，提高车辆的运输效率，有效的发挥交通大动脉的作用，促进经济的发展等都具有重要的意义。
目前机械除雪仅限于清除浮雪，除净率差；人工铲雪往往涉及很多人，加之条块划分或清雪时间顺序不同等原因，既堵塞交通又影响了人们的正常工作，有时赶上周末或节假日，不能及时清除路面的积雪；发达国家自60年代开始在冬季雪天为确保交通安全顺畅，开始撒盐或盐水化雪，使用盐多为氯化钠、氯化钙、氯化镁，但由于氯离子侵入钢筋混凝土结构，使桥面和桥梁下部结构在5～10年内就遭到严重的腐蚀破坏，仅美国州际公路的57.5万座桥梁的维修费用就高达1550亿美元，其每年因使用盐对车辆、桥梁及道路的附属设施的损害造成损失要超过150亿美元。一些国家已明令禁止撒盐除雪。因此，环保型融雪剂的研制与开发在当前是非常重要的。
我国是玉米生产大国，玉米深加工过程中产生大量的副产物——稀玉米浆，即玉米深加工过程产生的浸泡液，年产量可达近千吨。稀玉米浆在国内使用比较多的是生产抗生素和味精的企业。但由于近年来玉米淀粉生产增长较快，稀玉米浆的产量迅速增加，使稀玉米浆的出路也成了问题。许多小厂均将稀玉米浆直接排放掉了，白白浪费了资源。在查阅欧美等国的专利文献和掌握国外最新的研究成果的基础上，借鉴国外曾采用制乳、酿酒及粮食深加工过程的副产物作除冰雪剂的经验，我们尝试用稀玉米浆制备融雪剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种环保型融雪剂。该环保型融雪剂具有原料来源丰富、价格便宜、使用方便、腐蚀性低、便于大规模生产等特点。
本发明所述的环保型融雪剂，按各原料质量百分含量和为100％计算，其是将10％～25％质量百分含量的尿素、20％～40％质量百分含量的硝酸铵、1％～10％质量百分含量的硝酸钙及35％～65％质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌，然后用0.05％～0.3％质量百分含量的1～2M的氢氧化钠中和，使体系pH值为6.8～7.3，然后300～500目筛子常压过滤，即得浅棕色环保型融雪剂。
作为进一步的优选实施方式，本发明所述的环保型融雪剂，按各原料质量百分含量和为100％计算，其是将15％～20％质量百分含量的尿素、25％～35％质量百分含量的硝酸铵、3％～8％质量百分含量的硝酸钙及40％～50％质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌，然后用0.05％～0.3％质量百分含量的1～2M的氢氧化钠中和，使体系pH值为6.8～7.3，然后300～500目筛子常压过滤，即得浅棕色环保型融雪剂。
同现有技术相比，本发明具有如下进步：
1.所用主要成分不含对环境和交通设施破坏性较大的氯离子等；
2.使用玉米深加工的副产物稀玉米浆作为融雪剂的成分之一，既节约了资源，变废为宝，又为粮食深加工的副产品找到了新的销路；
3.液态的融雪剂适用于各种路况的路面，不存在混合问题。
具体实施方式
稀玉米浆可直接由玉米深加工厂家购得，实施例中所用稀玉米浆由长春大成玉米深加工有限公司提供，使用前稀玉米浆需加入10倍水稀释，稀释后的稀玉米浆的物理性质列于表1。
K，Na，Mg，S，P含量采用等离子发射光谱法进行分析。
表1：稀释后的稀玉米浆的物理特性
 
项目 性质
外观 橙黄色略粘稠液体
pH 3.9-4.1
比重 1.08(g/ml)
干物质含量 <3％(质量百分含量)
冰点 -4℃
室温粘度 4.3(Pa·s)
实施例1：融雪剂的制备
分别称取4克尿素、7克硝酸铵、1克硝酸钙，在500rpm搅速下，首先将尿素加入到10克稀释后的稀玉米浆中，待完全溶解后，再加入硝酸铵，最后加入硝酸钙；待固体完全溶解后，用1毫升1M氢氧化钠溶液将稀释的稀玉米浆玉米浆的pH值调至7.0(反应生成硝酸钠，约为40毫克)，继续搅拌两小时后，以400目筛子常压过滤，所得滤液即为融雪剂。按投料比计算，本例中，融雪剂各组分质量百分含量分别为：稀释后的稀玉米浆45.4％，尿素18.2％，硝酸铵31.8％，硝酸钙4.5％，硝酸钠0.1％。
实施例2：化学成分分析
取一定量融雪剂，在真空烘箱中恒温50℃条件下，将水分烘干，得到无定形褐色固体。采用等离子发射光谱法(美国PE公司(Perperkin-Elmer)OPTlMA3300DV等离子发射光谱仪(lCP))分析K、Na、Mg、S、P含量。采用有机元素分析仪(美国PE公司SERlES II2400)分析C、N含量。Cl含量采用重量法以硝酸银滴定获得。烘干后的融雪剂化学成分列于表2。表中所列质量含量为各成分占融雪剂干重的质量百分含量。N主要由加入的各种硝酸盐引入，其它要检出离子主要存在于玉米浆中，未在表中列出的成分主要包括氧、氢及其它未检出元素。
表2：融水剂的化学组成
 
物质名称 N C K B S P 碱金属盐
质量含量％ 22.2 25.8 1.2 0.1 0.6 1 3.4
实施例3：融化冰雪能力试验
将一组盛有40毫升水的烧杯放入特定温度的低温室中，将水冻成冰。然后分别加入20毫升的实施例1中制得的融雪剂，并在该温度下恒温时间40分钟，测其融化冰的出水量。试验温度分别为-10℃、-20℃、-30℃，结果见表3与表4，其中，融化出水量中包括融雪剂的体积。由表中可能看出，在-10℃时，自制融雪剂有较强的融雪能力，但随着温度的下降，融雪能力也逐渐下降，这是各类融雪剂均存在的问题。当温度降至-20℃时，有些融雪剂已丧失融雪能力，而本融雪剂还存在一定的融雪能力。直到温度降至-30℃时，本融雪剂仍有少部分融雪能力。无论是以水还是冰的状态存在，水和冰的总质量不变，因此，只需将融化出水量换算为相应体积的水的质量，除以所加融雪剂的体积，即可估算出每毫升融雪剂融化冰的质量。
表3：融化冰的试验数据
 
样品编号 冰的质量(克)     加融雪剂(毫升)   环境温度(℃)     融化出水量(毫升)    
1 50 20 -10 64
2 50 20 -20 30
3 50 20 -30 22
表4：融化冰的试验结果
 
环境温度(℃) -10 -20 -30
1毫升融雪剂融化冰的质量(g) 3.2 1.5 1.1

Claims (2)

1.一种环保型融雪剂，其通过如下方法制备：将10％～25％质量百分含量的尿素、20％～40％质量百分含量的硝酸铵、1％～10％质量百分含量的硝酸钙及35％～65％质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌，然后用0.05％～0.3％质量百分含量的1～2M的氢氧化钠中和，使体系pH值为6.8～7.3，然后使用300～500目筛子在常压下过滤，即得浅棕色环保型融雪剂。
2.如权利要求1所述的环保型融雪剂，其特征在于：将15％～20％质量百分含量的尿素、25％～35％质量百分含量的硝酸铵、3％～8％质量百分含量的硝酸钙及40％～50％质量百分含量的稀释的稀玉米浆混合后搅拌，然后用0.05％～0.3％质量百分含量的1～2M的氢氧化钠中和，使体系pH值为6.8～7.3，然后使用300～500目筛子在常压下过滤，即得浅棕色环保型融雪剂。
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