CN104140785A - 一种电石粉抑尘成型剂及其制备和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电石粉抑尘成型剂及其制备和应用。本发明的电石粉抑尘成型剂含有主要成分碳酸钙。本发明提供的电石粉抑尘成型剂，能够抑制电石粉尘在空气中飘扬，清洁工作环境，提高工作效率，同时回收的电石粉可以成型二次利用。
Description
技术领域
本发明属于环保抑尘、固废利用领域，具体涉及一种电石粉抑尘成型剂及其制备和应用。
背景技术
2012年，全国电石法生产PVC达到了981万吨，一吨PVC需要的电石量为1.45-1.5吨，全年电石用量达到了1422.45-1471.5万吨，电石用量非常大。电石生产乙炔过程中电石粉产生量为1.5%-2.5%；电石粉的产生源大概有两个地方：电石块破碎过程中、皮带传送电石碎块过程中。亿利化学每年有大约6000吨电石粉产生。
电石粉的产生存在以下几大问题：第一，电石粉扬尘非常严重，对车间工人操作带来非常大的困难，工作效率下降；第二，处理成本大，50元/吨，亿利化学一年用于直接的处理费用达到30万元；第三，电石粉成为固废堆积，污染环境；第四，如果回收再利用电石粉，按照电石3000元/吨计算，回收再利用的电石粉的发气量为电石发气量的20%计算，每年可以为亿利化学带来约390万元的经济效益。
国内电石车间防尘方法是给工人带上防尘面具，穿防尘服等；通过吸尘器设备吸尘达到降尘作用。目前，还没有发现对扬尘产生源头电石粉进行控制的技术。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明通过在电石破碎、传输和回收过程中添加电石粉抑尘成型剂，达到抑尘效果。不但清洁了工作环境，而且有利于电石粉的回收再利用，降低成本，提高乙炔气的产生率。
本发明提供的电石粉抑尘成型剂，含有主要成分碳酸钙。
优选地，上述碳酸钙为活性碳酸钙。
进一步优选地，所述活性碳酸钙为碳酸钙经钛酸酯偶联剂活化、硬脂酸活化或木质素活化后得到的活性碳酸钙。
作为优选技术方案，上述的电石粉抑尘成型剂，含有如下成分：活性碳酸钙、滑石粉、硼砂和聚乙酸乙烯酯乳液。
作为优选技术方案，上述的电石粉抑尘成型剂，含有如下重量份数的成分：
活性碳酸钙 100；
滑石粉 5~30；
聚乙酸乙烯酯乳液 2~5；
硼砂 1~2。
进一步优选地，上述的电石粉抑尘成型剂，含有如下重量份数的成分：
活性碳酸钙 100；
滑石粉 10~20；
聚乙酸乙烯酯乳液 3~4；
硼砂 1~2。
优选地，上述活性碳酸钙的粒径为800目~1250目。
本发明还提供上述的电石粉抑尘成型剂的制备方法： 取各成分混合均匀，即得。
本发明还提供上述的电石粉抑尘成型剂的应用：将所述电石粉抑尘成型剂施加在电石表面和/或添加在电石破碎和运输中产生的电石粉中。
优选地，上述的应用选择以下方式中的一种或几种：1）在电石破碎仓中，先加入电石粉抑尘成型剂，再加入电石进行破碎，收集粉尘；2）在电石碎块输送过程中，向电石碎块表面喷洒所述电石粉抑尘成型剂，收集粉尘；3）电石粉自吸尘器卸料之前，先在电石粉中添加所述电石粉抑尘成型剂后再进行卸料；4）向电石车间地面喷洒所述电石粉抑尘成型剂，收集粉尘。
优选地，所述电石粉抑尘成型剂的添加量为电石重量0.15~1.5%。
本发明提供的电石粉抑尘成型剂，能够抑制电石粉尘在空气中飘扬，清洁工作环境，提高工作效率，同时回收的电石粉可以成型二次利用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
电石粉为电石破碎和皮带传送过程中产生的极小颗粒，化学名称为碳化钙，分子式为CaC2。电石粉的外观随碳化钙的含量不同而呈灰色、棕色、紫色或黑色的固态粉体，含碳化钙较高的呈紫色。所以堆积风化较严重的电石粉呈现出灰色外观，而新鲜的电石粉呈现紫色，能导电，纯度越高，导电越易。实际生产中每破碎1吨电石，就会得到约15~25千克的电石粉。
碳酸钙分子式为CaCO3，其颗粒由于静电作用能够吸附粉尘使其沉降。活性碳酸钙，分散性高，密度大、静电作用强及易于吸附电石粉颗粒，包括有轻质活性碳酸钙，重质活性碳酸钙，纳米活性碳酸钙，密度为2.7～2.9g/cm3。活性碳酸钙颗粒可视为单分散粉体，存在多种形状，如纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形。当活性碳酸钙与电石粉接触时，活性碳酸钙会吸附在电石粉的表层，同时，活性碳酸钙的密度比电石粉的密度大，吸附使颗粒变大，导致电石粉不容易飘扬起来。经钛酸酯偶联剂活化、硬脂酸活化或木质素活化后得到的重质或轻质活性碳酸钙均能够起到上述作用。
滑石粉，协助活性碳酸钙分散到电石粉中，提高活性碳酸钙与电石粉成型的抗摔强度。
硼砂，电石粉成型时，起到团聚粘合作用，利用回收电石粉。
聚乙酸乙烯酯乳液，本发明应用的聚乙酸乙烯酯乳液的固含量≥95%，其利于活性碳酸钙在电石粉表层行程微小范围的薄层起到协助抑尘作用。
电石车间有三个主要地方需要抑尘，第一，电石破碎仓；第二，电石碎块在皮带传送过程中；第三，电石粉回收过程。
电石破碎仓中，当大块电石需要用机器绞碎成20~50cm小碎块时，会产生大量的电石粉尘，在此过程中，我们可以预先在破碎仓中加入一定量的本发明的电石粉抑尘成型剂。
电石碎块在皮带输送过程中，主要产生粉尘地方为皮带传输中转管道处，即电石碎块掉落撞击中转管器壁，可以在该处增设一个抑尘成型剂投入点，与电石碎块同时投入中转管。
电石粉回收地点包括吸尘器卸料口，地面积尘等，在卸料口上方增设一个搅拌装置和加抑尘成型剂的装置，在卸料之前，电石粉中加入本发明的抑尘成型剂，然后搅拌均匀，最后卸料装载。地面积尘，可以人工洒一些本发明的抑尘成型剂，进行简单抑尘，然后回收。
以下实施例中，轻质活性碳酸钙（钛酸酯偶联剂活化）购自河北灵寿县点金矿产品加工厂；
实施例1
本实施例的电石粉抑尘成型剂，由如下重量份数的成分构成：
1250目的轻质活性碳酸钙 100；
滑石粉 10；
聚乙酸乙烯酯乳液 2；
硼砂 1.5。
制备方法：取各成分，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为1.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量1.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用2：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为6.25kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量6.25kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用3：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为12.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量12.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
本实施例的抑尘效果数据见下表。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 车间粉尘浓度mg/m3 | 中转管处mg/m3 | 尘料收集处mg/m3 |
| 1 | 0 | 11 | 10 | 11 |
| 1 | 1.5 | 4.5 | 5.5 | 4.2 |
| 1 | 6.25 | 2.8 | 3.3 | 2.6 |
| 1 | 12.5 | 1.9 | 2.2 | 1.6 |
成型效果：将收集回来的混有电石粉抑尘成型剂的电石粉经过球压设备成型为20cm大小的块，进行强度测试、发气量测试、密度测试、抗摔测试。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 强度MPa | 发气量L/g | 密度g/cm3 | 抗摔（从2m高度摔倒水泥地面） |
| 1 | 0 | 19.75 | 112.6 | 1.612 | 有粉尘、有碎块 |
| 1 | 1.5 | 20.42 | 108.5 | 1.667 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 6.25 | 21.35 | 101.2 | 1.786 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 12.5 | 22.18 | 99.4 | 1.802 | 无粉尘，有碎块 |
实施例2
本实施例的电石粉抑尘成型剂，由如下重量份数的成分构成：
800目的轻质活性碳酸钙 100；
滑石粉 5；
聚乙酸乙烯酯乳液 2；
硼砂 1。
制备方法：取各成分，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为1.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量1.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用2：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为6.25kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量6.25kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用3：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为12.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量12.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
本实施例的抑尘效果数据见下表。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 车间粉尘浓度mg/m3 | 中转管处mg/m3 | 尘料收集处mg/m3 |
| 1 | 0 | 11 | 10 | 11 |
| 1 | 1.5 | 3 | 3.2 | 2.8 |
| 1 | 6.25 | 2.1 | 2.4 | 2.0 |
| 1 | 12.5 | 1.5 | 1.8 | 1.2 |
成型效果：将收集回来的混有电石粉抑尘成型剂的电石粉经过球压设备成型为20cm大小的块，进行强度测试、发气量测试、密度测试、抗摔测试。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 强度MPa | 发气量L/g | 密度g/cm3 | 抗摔（从2m高度摔倒水泥地面） |
| 1 | 0 | 19.75 | 112.6 | 1.612 | 有粉尘、有碎块 |
| 1 | 1.5 | 21.31 | 108.1 | 1.679 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 6.25 | 21.98 | 100.4 | 1.796 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 12.5 | 23.14 | 99.1 | 1.857 | 无粉尘，有碎块 |
实施例3
本实施例的电石粉抑尘成型剂，由如下重量份数的成分构成：
1250目的轻质活性碳酸钙 100；
滑石粉 30；
聚乙酸乙烯酯乳液 5；
硼砂 2。
制备方法：取各成分，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为1.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量1.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用2：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为6.25kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量6.25kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用3：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为12.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量12.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
本实施例的抑尘效果数据见下表。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 车间粉尘浓度mg/m3 | 中转管处mg/m3 | 尘料收集处mg/m3 |
| 1 | 0 | 11 | 10 | 11 |
| 1 | 1.5 | 3 | 3.4 | 3 |
| 1 | 6.25 | 2 | 2.2 | 1.9 |
| 1 | 12.5 | 1.5 | 1.7 | 1.1 |
成型效果：将收集回来的混有电石粉抑尘成型剂的电石粉经过球压设备成型为20cm大小的块，进行强度测试、发气量测试、密度测试、抗摔测试。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 强度MPa | 发气量L/g | 密度g/cm3 | 抗摔（从2m高度摔倒水泥地面） |
| 1 | 0 | 19.75 | 112.6 | 1.612 | 有粉尘、有碎块 |
| 1 | 1.5 | 21.43 | 107.5 | 1.688 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 6.25 | 22.12 | 99.8 | 1.805 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 12.5 | 23.95 | 98.7 | 1.866 | 无粉尘，有碎块 |
实施例4
本实施例的电石粉抑尘成型剂，由如下重量份数的成分构成：
1250目的轻质活性碳酸钙 100；
滑石粉 20；
聚乙酸乙烯酯乳液 4；
硼砂 1.5。
制备方法：取各成分，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为1.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量1.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用2：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为6.25kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量6.25kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用3：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为12.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量12.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
本实施例的抑尘效果数据见下表。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 车间粉尘浓度mg/m3 | 中转管处mg/m3 | 尘料收集处mg/m3 |
| 1 | 0 | 11 | 10 | 11 |
| 1 | 1.5 | 2.8 | 3.1 | 2.7 |
| 1 | 6.25 | 1.9 | 2.1 | 1.7 |
| 1 | 12.5 | 1.3 | 1.5 | 1.2 |
成型效果：将收集回来的混有电石粉抑尘成型剂的电石粉经过球压设备成型为20cm大小的块，进行强度测试、发气量测试、密度测试、抗摔测试。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 强度MPa | 发气量L/g | 密度g/cm3 | 抗摔（从2m高度摔倒水泥地面） |
| 1 | 0 | 19.75 | 112.6 | 1.612 | 有粉尘、有碎块 |
| 1 | 1.5 | 21.56 | 110.5 | 1.701 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 6.25 | 22.38 | 100.8 | 1.905 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 12.5 | 24.05 | 98.9 | 1.986 | 无粉尘，有碎块 |
实施例5
本实施例的电石粉抑尘成型剂，由如下重量份数的成分构成：
1250目的轻质活性碳酸钙 100；
滑石粉 15；
聚乙酸乙烯酯乳液 3；
硼砂 1。
制备方法：取各成分，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为1.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量1.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用2：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为6.25kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量6.25kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
应用3：破碎电石块重量1吨为例，投入抑尘成型剂为12.5kg，称取上述混合均匀的抑尘成型剂重量12.5kg，在电石粉破碎之前，可以均匀撒入破碎仓中。
本实施例的抑尘效果数据见下表。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 车间粉尘浓度mg/m3 | 中转管处mg/m3 | 尘料收集处mg/m3 |
| 1 | 0 | 11 | 10 | 11 |
| 1 | 50 | 3 | 3.1 | 2.9 |
| 1 | 100 | 1.9 | 2.1 | 1.9 |
| 1 | 150 | 1.4 | 1.6 | 1.2 |
成型效果：将收集回来的混有电石粉抑尘成型剂的电石粉经过球压设备成型为20cm大小的块，进行强度测试、发气量测试、密度测试、抗摔测试。
| 电石块重量/吨 | 电石粉抑尘成型剂重量/kg | 强度MPa | 发气量L/g | 密度g/cm3 | 抗摔（从2m高度摔倒水泥地面） |
| 1 | 0 | 19.75 | 112.6 | 1.612 | 有粉尘、有碎块 |
| 1 | 1.5 | 21.43 | 109.4 | 1.701 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 6.25 | 22.12 | 99.9 | 1.835 | 无粉尘，有碎块 |
| 1 | 12.5 | 23.95 | 99.1 | 1.911 | 无粉尘，有碎块 |
实施例6
本实施例的电石粉抑尘成型剂，按实施例4中活性碳酸钙、滑石粉、聚乙酸乙烯酯乳液、硼砂的比例配比，共混、搅拌均匀得到电石粉抑尘成型剂。
应用1：取部分抑尘成型剂匀速（与皮带传送电石块速率相同）投入到中转管口皮带端的电石块中，防止电石撞击中转管壁产生扬尘。然后测试中转管口处粉尘浓度。
应用2：取部分抑尘成型剂喷洒到车间地面沉积电石粉处，测试车间粉尘浓度。
| 序号 | 抑尘之前浓度mg/m3 | 抑尘之后浓度mg/m3 |
| 应用1 | 2.1 | 1.1 |
| 应用2 | 3.5 | 2.1 |
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种电石粉抑尘成型剂，其特征在于，含有主要成分碳酸钙。
2.根据权利要求1所述的电石粉抑尘成型剂，其特征在于，所述碳酸钙为活性碳酸钙。
3.根据权利要求2所述的电石粉抑尘成型剂，其特征在于，所述活性碳酸钙为碳酸钙经钛酸酯偶联剂活化、硬脂酸活化或木质素活化后得到的活性碳酸钙。
4.根据权利要求2所述的电石粉抑尘成型剂，其特征在于，含有如下成分：活性碳酸钙、滑石粉、硼砂和聚乙酸乙烯酯乳液。
5.根据权利要求2所述的电石粉抑尘成型剂，其特征在于，含有如下重量份数的成分：
活性碳酸钙 100；
滑石粉 5~30；
聚乙酸乙烯酯乳液 2~5；
硼砂 1~2。
6.根据权利要求2~4任一项所述的电石粉抑尘成型剂，其特征在于，所述活性碳酸钙的粒径为800目~1250目。
7.权利要求1~5任一项所述的电石粉抑尘成型剂的制备方法，其特征在于， 取各成分混合均匀，即得。
8.权利要求1~5任一项所述的电石粉抑尘成型剂的应用，其特征在于，将所述电石粉抑尘成型剂施加在电石表面和/或添加在电石破碎和运输中产生的电石粉中。
9.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，选择以下方式中的一种或几种：1）在电石破碎仓中，先加入电石粉抑尘成型剂，再加入电石进行破碎，收集粉尘；2）在电石碎块输送过程中，向电石碎块表面喷洒所述电石粉抑尘成型剂，收集粉尘；3）电石粉自吸尘器卸料之前，先在电石粉中添加所述电石粉抑尘成型剂后再进行卸料；4）向电石车间地面喷洒所述电石粉抑尘成型剂，收集粉尘。
10.根据权利要求8所述的应用，其特征在于，所述电石粉抑尘成型剂的添加量为电石重量0.15~1.5%。
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