CN104073223A

CN104073223A - 一种复合粘结型扬尘抑制剂及其制备方法

Info

Publication number: CN104073223A
Application number: CN201410257710.2A
Authority: CN
Inventors: 王天易; 贡宣佳
Original assignee: Nanjing University of Science and Technology
Current assignee: Nanjing University of Science and Technology
Priority date: 2014-06-11
Filing date: 2014-06-11
Publication date: 2014-10-01

Abstract

本发明公开了一种复合粘结型扬尘抑制剂及其制备方法，用于施工工地的沙场、土场，企业的煤场、灰场及原料、矿粉、灰渣堆积处的扬尘抑制剂。它由凝聚剂20～30、强化剂5～10、助剂3～5和水55～72组成。经实践证明，将本发明产品喷洒于煤炭、矿粉堆积处能使灰场表面形成一层固化膜，该膜厚度均匀、粘度高、稳定性好，具有一定的环境适应性，可以有效地减少煤碳、矿粉等在贮存、运输过程中对周边环境的污染和扬尘损失。本发明的固化型扬尘抑制剂及其组成成分均无任何毒副作用和腐蚀作用，且成本低廉，经济易得，是一种高效经济环保型固化扬尘抑制剂。

Description

一种复合粘结型扬尘抑制剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及一种复合粘结型扬尘抑制剂及其制备方法，用于治理施工工地的沙场、土场，企业的煤场、灰场及原料、矿粉、灰渣堆积处的扬尘问题。

背景技术

当今社会，空气污染已然成为最严重的环境污染之一。工程施工现场、企业的灰渣堆积处难免产生的浮土和灰尘，在风力、运输等因素的影响下，对周边环境污染严重，是雾霾等灾害性天气的主要形成原因之一，危及居民及工人的身体健康，影响周边动植物生长，破坏生态平衡，社会影响极坏。此外，灰场扬尘给国家和企业造成了极大的经济损失，在空气的TSP(总悬浮颗粒)中，扬尘的贡献率超过50％，扬尘颗粒物粒径较小，极易飘扬进入空气，极难治理。

目前，喷淋法仍是城市道路和工程建设施工现场采用的主要抑尘方式。喷淋法是一种传统的防风抑尘方法。采用灌水或喷洒水的方式，将灰面用水封闭或增大灰面含水率以保持灰面湿润，从而防止飞灰扬尘。采用纯水作为城市路面的抑尘剂时，路面的微细尘粒往往难以被水润湿，水分只是润湿扬尘的表面，不能渗透到扬尘内部，因而抑尘效果不佳；将喷淋法用于灰场表面时见效快、效果较好，但粉煤灰与细沙土性状接近，保水性能极差，表面水分很容易蒸发及下渗，因此需经常进行灌水或喷洒水，不仅工作量大，维护管理困难，而且需要大量水资源供给。该方法在一些严重缺水、蒸发量巨大的戈壁滩地区很难大面积地高频率实施。

市面上较常见的抑尘剂有湿润型、吸湿型、凝聚型以及复合型抑尘剂几种。但各类抑尘剂都存在一定的缺陷，如抑尘时间短、粘结性能差等。复合型抑尘剂的主要组分为壬基酚聚氧乙烯醚，乙二醇，甘油等，其抑尘原理主要是运用甘油等大分子有机物的湿润和絮凝作用，而这些复合型抑尘剂都存在着“无法有效抑尘”的缺点，即处理效果无法持续很长时间。其原因主要是因为抑尘剂缺乏强有力的粘结剂把颗粒之间紧密结合在粉煤灰颗粒细小，保水性差，失水后的粉煤灰容易被大风吹扬，造成大气环境污染，因此必须采取措施防止飞灰污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合粘结型扬尘抑制剂及其制备方法，用于治理施工工地的沙场、土场，企业的煤场、灰场及原料、矿粉、灰渣堆积处的扬尘问题。

实现本发明的技术方案为：

一种复合粘结型扬尘抑制剂，由凝聚剂、强化剂、助剂和水组成，其中所占的重量百分比为：凝聚剂20～30％，强化剂5～10％，助剂3～5％，余量为水；所述凝聚剂为木质素磺酸盐，所述强化剂选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物；所述助剂包括碳酸钠、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物，或硼砂、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物。

所述木质素磺酸盐为M_t＝2500～5000的木质素磺酸钠或/和木质素磺酸铵。

所述强化剂选自M_t＝5000～10000的聚丙烯酸钠、M_t＝2500～5000的聚乙烯醇、M_t＝10⁵～10⁶的聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物。

所述抑制剂还包括碳酸钠或硼砂。

一种复合粘结型扬尘抑制剂的制备方法，通过以下步骤制备：

(1)在制备罐内放入足量水；(2)将凝聚剂加入水中，加热反应釜至70～90℃，开启搅拌，直至凝聚剂全部溶解；(3)将强化剂、助剂依次按比例加入容器，在室温下搅拌至全部溶解得到的产品；其中按重量百分比计：凝聚剂20～30％，强化剂5～10％，助剂3～5％，余量为水；所述凝聚剂为木质素磺酸盐，所述强化剂选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物；所述助剂包括碳酸钠、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物，或硼砂、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物。

本发明与现有技术相比，其显著优点是：

1、本发明的复合粘结型扬尘抑制剂中含有的凝聚剂使本抑制剂具有较强的粘结功能，能粘结细小扬尘颗粒形成较大颗粒并具有相当的固结强度，从而减少粉尘的扬起率。

2、本发明的复合粘结型扬尘抑制剂中含有的强化剂和助剂能降低水的表面张力，促进细小扬尘颗粒的粘结，强化形成的固化膜，与添加的凝聚剂结合可以使本抑制剂具有更好的环境适应性，增加了使用寿命，不仅结合性能更好，反应速度更快，而且可以渗入尘土表面以下超过2cm，避免了因为刮风、车辆活动等外部原因造成的二次扬尘。

3、本发明所述的复合粘结型扬尘抑制剂的应用，投加量为0.1～0.2L/m²时，抑尘的有效时间为一周以上。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的复合粘结型扬尘抑制剂的组成及应用效果作进一步说明。

所述抑制剂还包括碳酸钠或硼砂。

在常温下将本发明产品喷洒或涂敷于煤灰及沙土堆积处的表面，能使灰场表面形成一固化层；依照上述使用方法进行风蚀率和固化层厚度检测。

风蚀率试验方法：选取10目～50目的煤粉或者矿粉，在烘箱中50℃的条件下烘300min，除去水分。取适当量的样品分别盛放于3个(300mm×210mm×30mm)托盘，使样品表面与托盘平齐，并分别进行称重，其中样品的质量为w₁。将两个托盘中按比例分别喷洒粉尘抑制剂，80℃的温度条件下在烘箱中烘180min之后分别放入风洞中，样品表面风速为30m/s的条件下进行5min的吹蚀，然后分别进行称重，剩余样品的质量为w₂。按式E＝[(w₁-w₂)/w₁]×100％计算样品风蚀率E，取其平均值。

固化层厚度试验方法：分别在托盘中取8处的固化层，用游标卡尺测其厚度，取其平均值。

在以上实施例中所使用的扬尘抑制剂组成如表1所示，所使用的实验对象样品如表2所示。

表1实施例中所用到的复合粘结型扬尘抑制剂的组成

注：由于聚丙烯酰胺的溶解度较小(<0.5％)，建议添加量小于0.3％。

表2实验所用的样品

实施例1选取配方1，测试其对表2所示煤灰和细沙的作用效果，结果如下表所示：

实施例2选取配方2，测试其对表2所示煤灰和细沙的作用效果，结果如下表所示：

实施例3选取配方3，测试其对表2所示煤灰和细沙的作用效果，结果如下表所示：

实施例4选取配方4，测试其对表2所示煤灰和细沙的作用效果，结果如下表所示：

结果表明，本发明的复合粘结型扬尘抑制剂对煤灰和细沙的风蚀率不超过0.05％，固化层厚度可达到2cm以上，是同一种高效的固化型扬尘抑制剂。

该扬尘抑制剂是一种将物理、化学方法相结合的灰场抑尘剂，其作用原理为采用活性胶黏剂加水稀释后的自硬性固化材料制成浆体，喷洒或浇注在灰场表面，直接形成具有一定强度的固化层，覆盖灰场，使其封闭，防止灰尘飞扬。经实践证明，将本发明产品喷洒于煤炭、矿粉堆积处能使灰场表面形成一层致密的固化膜，该膜厚度均匀、粘度高、稳定性好，具有一定的环境适应性，可以有效地减少煤碳、矿粉等在贮存、运输过程中对周边环境的污染和扬尘损失。本发明的固化型扬尘抑制剂及其组成成分均无任何毒副作用和腐蚀作用，且成本低廉，经济易得，是一种高效经济环保型扬尘抑制剂。

Claims

1.一种复合粘结型扬尘抑制剂，其特征在于，由凝聚剂、强化剂、助剂和水组成，其中所占的重量百分比为：凝聚剂20～30％，强化剂5～10％，助剂3～5％，余量为水；所述凝聚剂为木质素磺酸盐，所述强化剂选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物；所述助剂包括碳酸钠、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物，或硼砂、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物。

2.根据权利要求1所述的复合粘结型扬尘抑制剂，其特征在于，所述木质素磺酸盐为M_t＝2500～5000的木质素磺酸钠或/和木质素磺酸铵。

3.根据权利要求1所述的复合粘结型扬尘抑制剂，其特征在于，所述强化剂选自M_t＝5000～10000的聚丙烯酸钠、M_t＝2500～5000的聚乙烯醇、M_t＝10⁵～10⁶的聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物。

4.一种复合粘结型扬尘抑制剂的制备方法，其特征在于通过以下步骤制备：

(1)在制备罐内放入足量水；

(2)将凝聚剂加入水中，加热反应釜至70～90℃，开启搅拌，直至凝聚剂全部溶解；

(3)将强化剂、助剂依次按比例加入容器，在室温下搅拌至全部溶解得到的产品；其中按重量百分比计：凝聚剂20～30％，强化剂5～10％，助剂3～5％，余量为水；所述凝聚剂为木质素磺酸盐，所述强化剂选自聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物；所述助剂包括碳酸钠、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物，或硼砂、羟基亚乙基二磷酸钠的混合物。

5.根据权利要求4所述的复合粘结型扬尘抑制剂的制备方法，其特征在于，所述木质素磺酸盐为M_t＝2500～5000的木质素磺酸钠或/和木质素磺酸铵。

6.根据权利要求4所述的复合粘结型扬尘抑制剂，其特征在于，所述强化剂选自M_t＝5000～10000的聚丙烯酸钠、M_t＝2500～5000的聚乙烯醇、M_t＝10⁵～10⁶的聚丙烯酰胺中一种或多种的混合物。