CN104797676B - 粉尘飞散防止剂及使用该粉尘飞散防止剂的粉尘飞散防止方法 - Google Patents

粉尘飞散防止剂及使用该粉尘飞散防止剂的粉尘飞散防止方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种粉尘飞散防止剂，其可以通过使尾矿堆积场的形成在尾矿表面的覆盖层的强度提高来长时间防止粉尘的分散。该粉尘飞散防止剂包含含有亲水性聚合物和难溶性纤维物质的水溶液或水性分散液，所述亲水性聚合物具有使聚乙烯醇、合成树脂的乳液固化的性质、且固化后的水接触角为45°～78°，所述难溶性纤维物质为切断长度在0.5mm～30mm的范围、且纤度在0.1dtex～20dtex的范围的维尼纶等，其中，所述难溶性纤维物质相对于所述亲水性聚合物的含量以质量比计为0.1～1。使用所述粉尘飞散防止剂散布在包含粒径100μm以下的微粒的对象物表面，使其固化而在该对象物的表面形成覆盖层。

Description

粉尘飞散防止剂及使用该粉尘飞散防止剂的粉尘飞散防止 方法
技术领域
本发明涉及用于防止粉尘飞散的粉尘飞散防止剂、以及使用该粉尘飞散防止剂的粉尘飞散防止方法。
背景技术
在矿山中，主要对采矿得到的矿石进行物理分选，分选为有用的矿石和作为剩余的低品位矿石的尾矿。这些尾矿通常被废弃在矿山的周围，其量非常多。例如，如果采掘10万吨矿石，则其中含有的铜成分为500吨左右，剩余的9万9500吨作为尾矿被废弃。另一方面，尾矿中大多含有重金属等有害物质，当其排出到外部时，有引起严重的环境问题的隐患。因此，矿山负有准备用于处理及管理大量尾矿的场地(以下称为“尾矿堆积场”)，并按照预先确定的管理计划进行正确处理的义务。
在该尾矿堆积场中，采取了各种措施使尾矿中含有的有害物质不会流向外部。另一方面，尾矿中还存在被细微粉碎而成为微粉状态的物质，在强风时成为粉尘而飞散，在这种情况下，可能对周围环境造成严重的损害。
为了防止粉尘飞散，通常采用在尾矿表面散布由树脂等构成的涂敷剂的方法。但是，以往的涂敷剂使用的是水性乳液，因此，散布后，涂敷剂固化，在形成覆盖层之前的期间下雨的情况下，存在涂敷剂流出而无法发挥其功能的问题。
针对这样的问题，在日本特开昭61-236867号公报中公开了一种涂敷剂，所述涂敷剂由具有酰亚胺键的高分子化合物或聚乙烯亚胺水溶液和水溶性二醛构成，且具有在散布后立即凝胶化的性质。如果是这样的涂敷剂，即使在散布后涂敷剂固化之前的期间下雨的情况下，也能够防止涂敷剂的流出，从而能够切实地形成包覆层。但是，由该涂敷剂形成的包覆层存在强度较低、对雨水等的防水性不足的问题。
在日本特开昭62-39668号公报中公开了一种涂敷剂，所述涂敷剂包含具有离子性结构单元的乳液、和用与该离子性相反的离子性的乳化剂乳化的树脂乳液。另外，在日本特开昭62-39669号公报中公开了一种涂敷剂，该涂敷剂包含具有阳离子基团的树脂的乳液和具有阴离子基团的树脂的乳液。这些涂敷剂固化后所形成的覆盖层显示出非水溶性，且强度及防水性优异。然而，这些涂敷剂难以长期保持覆盖层。而且，在尾矿等对象物堆积若干层，成为所谓的“矿渣山”的状态时，由这些涂敷剂形成的覆盖层不能对堆积在该覆盖层之上的对象物进行固定。因此，在矿渣山受到某些外力作用的情况下，存在以覆盖层与堆积在其上的对象物的分界为起点产生层分离，从而引起矿渣山崩塌的问题。
针对于此，在日本专利第4436991号公报中公开了如下的技术：在含有特定的合成树脂制粘接型接合剂、石膏或粘土、以及水的涂敷剂中进一步含有纤维素纤维、天然纤维、无机纤维等纤维物质。根据该技术形成的覆盖层不仅显示出对水的不溶性，经过长时间也能够持续粉尘等的飞散防止效果，而且由于纤维物质的作用而具备优异的强度。
另外，在日本特开平7-125817号公报中记载了一种涂敷剂，所述涂敷剂是在乙酸乙烯酯类聚合物、烯烃类聚合物、醇酸树脂、环氧树脂等有机聚合物的水溶液或水性分散液中分散溶胀度为20％～150％、纤度为0.5旦尼尔(Denier)～5旦尼尔、纤维长度为1mm～10mm的聚乙烯醇(PVA)类纤维而成的。由该涂敷剂形成的覆盖层的强度高，且具备优异的防水性及耐水性。
然而，日本专利第4436991号公报及日本特开平7-125817号公报所记载的涂敷剂是以废弃物最终处理厂等的有害物质的贮存场所、露天堆积物为对象的，而并没有考虑尾矿堆积场这样的对象物与包覆层相互叠层若干层的情况。因此，对于这些文献所记载的涂敷剂而言，即使能够使覆盖层本身的强度优异，也无法解决上述的矿渣山崩塌的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开昭61-236867号公报
专利文献2：日本特开昭62-39668号公报
专利文献3：日本特开昭62-39669号公报
专利文献4：日本专利第4436991号公报
专利文献5：日本特开平7-125817号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供一种粉尘飞散防止剂，所述粉尘飞散防止剂通过提高形成在尾矿堆积场的尾矿表面的覆盖层的强度而长期防止粉尘的飞散，同时能够防止该覆盖层与由堆积在其上的尾矿等构成的堆积层的层分离。
解决课题的方法
本发明的粉尘飞散防止剂包含含有亲水性聚合物和难溶性纤维物质的水溶液或水性分散液，所述亲水性聚合物具有固化的性质、且固化后的水接触角为45°～78°，所述难溶性纤维物质的切断长度在0.5mm～30mm的范围、且纤度在0.1dtex(分特)～20dtex的范围。
上述难溶性纤维物质的溶胀度超过150％且为300％以下。
上述难溶性纤维物质相对于上述亲水性聚合物的含量以质量比计优选为0.1～1。
上述难溶性纤维物质优选为选自维尼纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)中的至少1种。
另一方面，可以使用聚乙烯醇(PVA)或乙烯-乙酸乙烯酯乳液作为上述亲水性聚合物。另外，上述亲水性聚合物也可以使用以该聚合物作为原料制作的纤维状聚合物，即，可以使用聚合物纤维形态的聚合物。特别优选聚合度在1000～5000范围、且皂化度在95摩尔％～100摩尔％范围的PVA。
上述粉尘飞散防止剂优选通过固化而制成无纺布状。
本发明的粉尘飞散防止方法的特征在于：使用本发明的粉尘飞散防止剂，将该粉尘飞散防止剂散布在包含粒径100μm以下的微粒的对象物表面，并使其固化而在该对象物表面形成覆盖层。
本发明的粉尘飞散防止剂不仅可以在对象物干燥的情况下使用，也可以在该对象物含有水分而形成为凝胶状组合物的情况下使用。本发明特别优选适用于上述对象物是尾矿的情况。
优选将上述粉尘飞散防止剂以相对于对象物表面积为0.5L/m2～8L/m2的比例进行散布。
发明的效果
通过使用本发明的粉尘飞散防止剂，特别是能够提高尾矿堆积场的形成在尾矿表面的覆盖层的强度，因此能够长期防止粉尘的飞散。另外，使用本发明的粉尘飞散防止剂而形成在尾矿表面的覆盖层由于堆积在其上的尾矿中所含的水分而逐渐溶解，能够与覆盖层上新形成的堆积层成为一体，因此可以防止覆盖层与堆积层的层分离。这样，根据本发明的粉尘飞散防止剂及使用其的粉尘飞散防止方法，能够有效地防止由尾矿的堆积而产生的各种各样的环境问题。
附图说明
[图1]图1是示出由本发明的粉尘飞散防止剂形成的覆盖层捕获粉尘等微粒的状态的SEM图像(50倍)。
[图2]图2是示出由以往的粉尘飞散防止剂形成的覆盖层捕获粉尘等微粒的状态的SEM图像(50倍)。
[图3]图3是示出在实施例1的再溶解性试验中搅拌后的样品状态的照片。
[图4]图4是示出在比较例4的再溶解性试验中搅拌后的样品状态的照片。
[图5]图5是示出在比较例5的再溶解性试验中搅拌后的样品状态的照片。
具体实施方式
本发明人等鉴于上述问题对粉尘飞散防止剂进行了深入研究的结果发现，通过使用在包含具有固化性质的亲水性聚合物的水溶液或水性分散液中含有给定的难溶性纤维物质的粉尘飞散防止剂，能够在堆积于尾矿堆积场中的尾矿表面形成牢固的覆盖层。另外还发现，由该粉尘飞散防止剂形成的覆盖层对水分显示出适度的再溶解性，因此可以通过覆盖层使新堆积层与其正下方的堆积层隔着覆盖层成为一体而形成堆积层，从而能够有效防止这些层的分离。本发明基于这些发现而完成。
以下，对本发明进行详细说明。需要说明的是，本发明基本上以在矿山的尾矿堆积场使用为前提，但是也能够适用于工厂等的露天堆积物、废弃物最终处理厂等微粒飞散成为问题的情况。
1.粉尘飞散防止剂
本发明的粉尘飞散防止剂的特征在于，其包含含有亲水性聚合物和难溶性纤维物质的水溶液或水性分散液，所述亲水性聚合物具有固化的性质、且接触角为45°～78°，所述难溶性纤维物质的切断长度在0.5mm～30mm的范围、且纤度在0.1dtex(分特)～20dtex的范围。
(1)粉尘飞散防止剂的组成
(亲水性聚合物)
作为能够在本发明的粉尘飞散防止剂中使用的亲水性聚合物，需要使用在水等水性介质中溶解后干燥时具有固化的性质，而且在固化后显示出亲水性的物质，具体而言，需要使用固化后的水接触角在45°～78°范围的聚合物。通过使用这样的亲水性聚合物，在由聚合物固化而形成的覆盖层上堆积新的对象物时，由该对象物所含的水分使亲水性聚合物表面至少一部分溶解，由此，新的堆积层与其正下方的堆积层隔着覆盖层成为一体而形成堆积层。由此，能够防止新堆积层与其正下方的堆积层以覆盖层为起点发生层分离，可以防止堆积的尾矿的流出。
亲水性聚合物固化后的水接触角必须为45°～78°，优选为57°～78°，更优选为60°～67°。接触角小于45°时，得到的覆盖层的耐久性变低，不能长期保持粉尘飞散防止效果。另一方面，接触角超过78°时，与难溶性纤维物质的粘接性显著降低，无法获得足够的粉尘飞散防止效果。需要说明的是，在本发明中，接触角是指固化后的覆盖层表面的润湿难易度，可以通过接触角测量仪来测定。
作为这样的亲水性聚合物，可以列举出聚乙烯醇(PVA)、合成树脂的乳液。
在使用PVA作为亲水性聚合物的情况下，只要接触角在上述范围就没有特别限制。可以列举例如：将由1种或2种以上脂肪酸乙烯基酯聚合而得到的均聚物或共聚物或与其它能够共聚的单体形成的共聚物等进行皂化而得到的PVA、或者将这些PVA改性而成的改性PVA。在上述PVA中，作为能够共聚的其它单体，可以列举例如：乙烯、丙烯等烯烃类；丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等聚合性单羧酸类；马来酸、衣康酸等聚合性二羧酸类；马来酸酐等聚合性二羧酸酐；聚合性单羧酸类、聚合性二羧酸类的酯类、盐类；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺等聚合性酰胺类；丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等丙烯酸酯类；甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯等甲基丙烯酸酯类；烯丙基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯等具有缩水甘油基的单体；烷基乙烯基醚类等。
其中，PVA的皂化度优选在95摩尔％～100摩尔％的范围，更优选在97摩尔％～100摩尔％的范围。该皂化度小于95摩尔％时，PVA的亲水性变低，因此存在用于形成液态组合物的溶解性降低，不能获得良好的被膜性的情况。
另外，PVA的聚合度(根据GPC法得出的数均分子量)优选在1000～5000的范围，更优选在1000～3000的范围。PVA的聚合度小于1000时，得到的覆盖层的强度较小，且其耐水性也差。另一方面，该聚合度超过5000时，粉尘飞散防止剂成为高粘度液体，因此存在对粉粒状堆积物散布时的操作性产生阻碍的情况。
另一方面，在使用合成树脂的乳液作为亲水性聚合物时，同样地，只要接触角在上述范围内就没有特别限制，但从与难溶性纤维物质的粘接性的观点考虑，优选使用乙烯-乙酸乙烯酯乳液。
另外，作为亲水性聚合物，也可以使用以上述亲水性聚合物为原料制作的纤维形状的聚合物(以下称为“聚合物纤维”)。这样的聚合物纤维容易溶解于水，能够不使用溶解槽这样的特殊溶解装置而制作均匀的聚合物水溶液。
需要说明的是，在以PVA为原料制作聚合物纤维时，优选通过在溶剂中将纺丝原液从喷嘴挤出后立即使其骤冷而凝胶化，并在形成稳定结构后进行脱溶剂的纺丝方法(溶剂湿法冷却凝胶纺丝)来形成聚合物纤维。由这样的方法制作的聚合物纤维与由通常的干法纺丝或湿法纺丝得到的维尼纶不同，对常温水也显示出溶解性。
本发明的粉尘飞散防止剂中亲水性聚合物的含量只要是在堆积层表面形成覆盖层所必需的量即可，对于水性溶剂而言，优选为0.1质量％～10质量％的范围，更优选为0.5质量％～5质量％的范围。亲水性聚合物的含量小于0.1质量％时，无法形成具有期望特性的覆盖层。另一方面，超过10质量％时，粘度升高，因此，所得到的粉尘飞散防止剂的散布变得困难。
(难溶性纤维物质)
作为难溶性纤维物质，切断长度需要在0.5mm～30mm的范围，而且纤度需要在0.1dtex～20dtex的范围。通过使这样的难溶性纤维物质均匀分散，能够大幅提高由粉尘飞散防止剂固化而形成的覆盖层的强度。另外，该难溶性纤维物质和亲水性聚合物以无纺布状覆盖对象物，即使是粉尘等微细的粒子也能够捕获。特别是，通过使用具有本发明规定的切断长度及纤度的难溶性纤维物质，能够捕获粒径100μm以下的微粒，从而可以有效地防止粉尘的飞散。需要说明的是，在本发明中，可以使用溶胀度为300％以下的高分子纤维物质作为难溶性纤维物质。这是由于，高分子纤维物质的溶胀度超过300％时，会由于纤维强度降低而无法形成具有期望强度的覆盖层。这里，溶胀度(γ)是指如下求出的数值：采取给定量的纤维物质，将其切断为纤维长度3mm，在常温(30℃)的水中浸渍30分钟后，用离心分离机在转数3000rpm下离心脱水10分钟，测定此时纤维物质的质量(W1)；再使用热风干燥机在105℃将该纤维物质干燥4小时，测定此时纤维物质的质量(W0)；通过数学式：γ(％)＝(W1－W0)/W0×100求得。
难溶性纤维物质的切断长度必须为0.5mm～30mm，优选为1mm～20mm，更优选为2mm～15mm的范围。切断长度小于0.5mm时，添加的纤维过于微细，因此不仅无法提高覆盖层的强度，而且不能防止100μm以下的粒子的飞散。另一方面，切断长度超过30μm时，难以使难溶性纤维物质均匀分散。
另外，难溶性纤维物质的纤度(单纤维纤度)必须在0.1dtex～20dtex，优选在0.5dtex～5dtex，更优选在1dtex～5dtex的范围。纤度小于0.1dtex时，难以使难溶性纤维物质均匀分散。另一方面，纤度超过20dtex时，每单位量所含的纤维减少，不仅不能提高覆盖层的强度，而且无法防止100μm以下的粒子的飞散。
需要说明的是，如上所述，难溶性纤维物质的溶胀度必须为300％以下，优选为超过150％且300％以下，更优选为超过150％且250％以下，进一步优选为160％以上且200％以下。溶胀度在此范围内时，难溶性纤维物质均匀地分散，与亲水性聚合物的粘接强度较高。溶胀度为150％以下时，存在难溶性纤维物质无法均匀分散、不能形成与亲水性聚合物有足够粘接强度的粉尘飞散防止剂的情况。
作为难溶性纤维物质，只要满足上述条件，就可以没有特别限定地使用，但从提高覆盖层强度的观点考虑，可以使用选自维尼纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)等中的至少1种。其中，使用作为PVA类纤维的维尼纶时，使用在水中的溶解温度优选为50℃以上、更优选为55℃以上、进一步优选为60℃以上的维尼纶。在水中的溶解温度低于50℃时，存在与亲水性聚合物混合时溶解而无法保持纤维形状，从而使所得到的覆盖层的强度降低的情况。另外，雨水等导致纤维物质溶解，不仅难以长期保持覆盖层的强度，而且在亲水性聚合物再溶解时同时溶解，存在无法获得防止覆盖层与堆积层的层分离的效果的情况。另一方面，溶解温度的上限没有特别限制，但优选为75℃以下，更优选为70℃以下。这是由于溶解温度超过75℃的难溶性纤维物质与亲水性聚合物的粘接性不足，因此存在覆盖层的强度降低的情况。需要说明的是，在本发明中，难溶性纤维物质的溶解温度是指下述温度：将2.6g样品加入装有400mL水的搅拌槽中并调整水温，同时使用搅拌装置(ASONE公司制造，Tornado Standard SM-103)以转数280rpm进行搅拌，难溶性纤维物质完全溶解时温度。
以相对于亲水性聚合物的质量比计，难溶性纤维物质的含量优选为0.1～1，更优选为0.1～0.7，进一步优选为0.1～0.5。质量比小于0.1时，不能充分地提高覆盖层的强度。另一方面，质量比超过1时，由难溶性纤维物质形成的网眼数目过多，聚合物对网眼的充填量不足。其结果，不仅作为覆盖层整体的防水效果下降，而且由于难溶性纤维物质的大量使用而产生成本增加的问题。
(其它)
本发明的粉尘飞散防止剂除亲水性聚合物及难溶性纤维物质以外，还可以根据其目的、用途来添加各种添加物。具体而言，为了对覆盖层进行着色，可以添加颜料，为了提高覆盖层的阻燃性，可以添加阻燃剂。另外，为了调整覆盖层的厚度、或者为了使覆盖层的强度更高，还可以添加粘度调节剂。此外，为了调整pH、或者为了吸附重金属及放射性物质等有害物质，还可以添加微粒状的沸石或白云石等。
通过添加这些添加物，能容易地进行适当的散布，在降雨后也能防止该粉尘飞散防止剂轻易地流出，可以期待其能够长期保持粉尘飞散防止效果这样的效果，并期待其更有效地防止或减轻对象物所含有害物质对环境影响的效果。
以相对于亲水性聚合物的质量比计，这样的添加物的含量优选为0.2以下，更优选为0.1以下。这样的添加物的质量比超过0.2时，难以使其它构成成分的含量保持在适当的范围。
需要说明的是，作为构成本发明的粉尘飞散防止剂的水性介质，只要能够均匀地分散亲水性聚合物、难溶性纤维物质或在其中加入的添加物，就没有特别限定，但从操作的容易性和成本的观点考虑，优选使用水。
(2)粉尘飞散防止剂的制造方法
本发明的粉尘飞散防止剂只要具有上述组成即可，对其制造方法没有特别限定，例如，可以通过以下方法来制造。
首先，将亲水性聚合物溶解在加温至20℃的水中，使其浓度为0.1质量％～10质量％，制成聚合物水溶液。需要说明的是，在使用聚合物纤维以外的形态的聚合物作为亲水性聚合物的情况下，优选使用溶解槽等在加温至60℃～98℃的水中一边搅拌一边溶解。
接着，向所得到的聚合物水溶液中以相对于聚合物的质量比计为0.1～1的比例添加难溶性纤维物质，进行混合使得难溶性纤维物质均匀分散在聚合物水溶液中。需要说明的是，在添加上述添加物的情况下，可以在添加难溶性纤维物质的同时添加该添加物并进行混合，并使其相对于聚合物的质量比为0.2以下。此时的混合方法没有特别限定，可以使用公知的方法。例如，可以使用摆动式混合机(shaker mixer)、罗迪格混合机(Loedigemixer)、朱莉亚混合机(Julia mixer)等装置。
(3)粉尘飞散防止剂的特性
本发明的粉尘飞散防止剂使用了亲水性聚合物，所述亲水性聚合物具有使作为树脂成分的PVA、合成树脂乳液等固化的性质，且固化后的水接触角为45°～78°，因此，与使用聚乙酸乙烯酯、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物等合成树脂的以往的粉尘飞散防止剂相比，即使树脂成分的使用量较少也能获得较高的粉尘飞散防止效果。
另外，微细的难溶性纤维物质均匀地分散在本发明的粉尘飞散防止剂中，因此，由其固化而形成的覆盖层是难溶性纤维物质均匀地分散而成的覆盖层。因此，由本发明的粉尘飞散防止剂形成的覆盖层与以往的不含纤维物质的粉尘飞散防止剂相比，能够大幅提高其强度。
特别是对于本发明而言，作为难溶性纤维物质，使用的是切断长度在0.5mm～30mm、纤度在0.1dtex～20dtex的范围、并且溶胀度超过150％且为300％以下的难溶性纤维物质。因此，根据本发明的粉尘飞散防止剂，覆盖层形成为无纺布状，还能够捕获对象物所含的100μm以下的微粒(参照图1)。与此相对，对于不含难溶性纤维物质的粉尘飞散防止剂、或者即使含有难溶性纤维物质其切断长度、纤度及溶胀度也不在上述范围的粉尘飞散防止剂而言，覆盖层不能形成为无纺布状，为了获得同样的效果，需要添加更多的聚合物、纤维物质(参照图2)。
另外，由本发明的粉尘飞散防止剂形成的覆盖层对水分显示出适度的再溶解性。因此，在覆盖层表面进一步堆积了尾矿等对象物的情况下，覆盖层的一部分因该对象物所含的水分而溶解，新堆积的堆积层与其正下方的堆积层隔着覆盖层成为一体而形成堆积层。其结果，即使是尾矿等对象物堆积若干层而形成所谓的“矿渣山”的状态的情况下，也能够抑制该矿渣山的崩塌。
此外，由本发明的粉尘飞散防止剂形成的覆盖层具有优异的吸水性及防水性。具体而言，通过吸水性试验方法(JIS1907 2004)规定的方法测定的吸水速度优选小于60秒，更优选小于30秒，进一步优选小于15秒。另外，通过变水位透水试验法(JIS A1218)规定的方法测定的透水系数为0.030cm/秒以下。因此，采用本发明的粉尘飞散防止剂，在覆盖层表面新堆积了尾矿等对象物的情况下，覆盖层表面的一部分能够容易地被对象物所含的水分溶解，从而能够在短时间内使新堆积的对象物与覆盖层成为一体。另一方面，对象物所含的水分不会透过覆盖层到达存在于其正下方的对象物，因此，能够有效地防止对象物所含的有害物质向外部流出。
2.粉尘飞散防止方法
本发明的粉尘飞散防止剂通过均匀散布在尾矿等对象物上之后进行固化，能够发挥其功能。此时，形成的覆盖层的厚度优选为1mm～5mm，更优选为2mm～4mm。覆盖层的厚度小于1mm时，无法充分地获得上述效果。另外，即使超过5mm，也无法获得更好的效果，而且粉尘飞散防止剂的使用量增加，导致运行成本升高。
这样的粉尘飞散防止剂的散布方法只要能够均匀地散布在对象物上，就没有特别限制，可以与现有技术同样地通过散布用泵等进行散布。散布量应该根据对象物的性状、粉尘飞散防止剂的粘度等进行适当调整，通常优选为0.5L/m2～8L/m2，更优选为1L/m2～4L/m2。通过使粉尘飞散防止剂的散布量在该范围内，可以容易地将覆盖层的厚度控制在上述范围。散布量小于0.5L/m2时，难以均匀地散布于对象物上。另一方面，即使散布量超过8L/m2，也无法获得更高的效果，而且粉尘飞散防止剂的使用量增加，导致运行成本升高。
需要说明的是，本发明的粉尘飞散防止剂不仅能够用于对象物干燥的情况，也能够用于该对象物含有水分而成为凝胶状组合物的情况。在这种情况下，虽然不会产生粉尘飞散的问题，但是可以获得在凝胶状组合物中保持水分、防止过度干燥的效果。需要说明的是，凝胶状组合物是指细小的尾矿分散在水等之中而成为泥状。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行更详细说明。需要说明的是，在以下的实施例中，在实验室的一个区域(1m×1m)中重现由包含粒径100μm以下的微粒的尾矿等构成的厚度4mm的堆积层，使用具有孔径1mm的喷嘴的喷雾器(日本工进株式会社制造，储压式喷雾器HS-251BT)在该堆积层的表面散布给定量的粉尘飞散防止剂，由此形成了覆盖层。通过对这样得到的覆盖层进行(a)粉尘飞散防止效果试验、(b)再溶解性评价试验、(c)吸水性试验及(d)透水性的评价，对覆盖层的特性进行了评价。
(a)粉尘飞散防止效果试验
粉尘飞散防止效果的评价通过以下方式进行：通过在实验室内重现的堆积层上分别散布实施例1～22及比较例1～6的粉尘飞散防止剂而形成了覆盖层，然后喷吹风速25m/秒～30m/秒的空气，对粉尘的飞散量及覆盖层的保持率进行测定。需要说明的是，粉尘的飞散量通过求出预先测定的堆积层的质量与粉尘飞散后的堆积层的质量之差来计算。另外，覆盖层的保持率通过求出发生了粉尘飞散的部分的面积相对于覆盖层总面积的比例来计算。
(b)吸水性试验
吸水性的评价通过吸水性试验方法(JIS1907 2004)规定的试验方法测定固化后的覆盖层的吸水速度来进行。
(c)再溶解性评价试验
覆盖层的再溶解性的评价通过以下方式进行：将从覆盖层切出的5cm×5cm的样品放入装有1L水的搅拌槽中，使用搅拌装置(AS ONE公司制造，Tornado Standard SM-103)以转数700rpm搅拌了10分钟，然后使用网眼5mm的金属丝网收集残留物，测定在50℃干燥8小时后的质量。
(d)透水性(防水性)的评价
使用JIS A1218规定的变水位透水试验装置(西日本试验机株式会社制造)、并通过测定透水系数进行了透水性的评价，即覆盖层的防水性的评价。
(实施例1)
将作为亲水性聚合物的接触角为57°、聚合度1700、皂化度96摩尔％的PVA(可乐丽股份有限公司制造，PVA-CST)溶解在加温到60℃的纯水中，使得PVA的浓度为1质量％，制作了聚合物水溶液。向该聚合物水溶液中添加作为难溶性纤维物质的溶解温度为65℃的维尼纶(可乐丽股份有限公司制造，VPB105-2)。此时，维尼纶相对于PVA的含量以亲水性聚合物∶纤维物质的质量比计为5:1。另外，使用的维尼纶的切断长度为4mm、纤度为1.7dtex、溶胀度为200％。用摆动式混合机将包含这些组合物的混合物充分混合，由此得到了粉尘飞散防止剂。
然后，将实施例1的粉尘飞散防止剂以1L/m2的比例散布在实验室中重现的堆积层的表面。通过将实施例1的粉尘飞散防止剂在气温50℃的环境下放置24小时，使其完全固化，在堆积层表面形成了厚度2mm左右的覆盖层。
对于这样形成的覆盖层实施了(a)～(d)的评价试验。将其结果示于表4。另外，图3示出的是再溶解性评价试验中搅拌后的样品的状态。
(实施例2～22、比较例1～6)
除了按照表1～表3所示变更亲水性聚合物及难溶性纤维物质的种类及含量等以外，与实施例1同样地操作，得到了实施例2～22及比较例1～6的粉尘飞散防止剂。与实施例1同样地分别将这些粉尘飞散防止剂散布于实验室中重现的堆积层的表面，在气温50℃的环境下放置24小时，由此使其完全固化。然后，与实施例1同样地操作，实施了(a)～(d)的评价试验。将其结果示于表4。另外，图4示出的是比较例4的再溶解性评价试验中搅拌后的样品的状态，图5示出的是比较例5的再溶解性评价试验中搅拌后的样品的状态。
[表1]
[表2]
[表3]
[表4]
[评价]
确认了属于本发明的技术范围的实施例1～22的(a)～(d)评价试验结果基本良好，本发明的效果能够得到充分发挥。特别是对于实施例1～14及实施例18而言，确认了较高的粉尘飞散防止效果。另一方面，对于实施例15～17而言，难溶性纤维物质的溶胀度在本发明的范围以外，与实施例1～14及实施例18相比，粉尘飞散防止效果略微变差。另外，对于实施例19～22而言，难溶性纤维物质的纤度和切断长度中至少之一在优选范围以外，因此同样地粉尘飞散防止效果略微变差。
与此相对，比较例1～5是不含难溶性纤维物质的例子。比较例1～4虽然吸水速度及再溶解性基本良好，但是没有获得充分的粉尘飞散防止效果。另一方面，在比较例5中增加了聚合物浓度及散布量，由此获得了充分的粉尘效果，但由此而导致吸水速度、再溶解性降低。
另外，比较例6的聚合物的接触角过大，虽然粉尘飞散防止效果充分，但吸水速度及再溶解性差。

Claims (12)

1.一种粉尘飞散防止剂，其包含含有亲水性聚合物和难溶性纤维物质的水溶液或水性分散液，所述亲水性聚合物具有固化的性质、且固化后的水接触角为45°～78°，所述难溶性纤维物质的切断长度在0.5mm～30mm的范围、且纤度在0.1dtex～20dtex的范围。
2.根据权利要求1所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述难溶性纤维物质的溶胀度超过150％且为300％以下。
3.根据权利要求1或2所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述难溶性纤维物质相对于所述亲水性聚合物的含量以质量比计为0.1～1。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述难溶性纤维物质为选自维尼纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯醇缩丁醛中的至少1种。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述亲水性聚合物为聚乙烯醇或乙烯-乙酸乙烯酯乳液。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述亲水性聚合物为聚合物纤维的形态。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的粉尘飞散防止剂，其中，所述亲水性聚合物为聚合度在1000～5000的范围、皂化度在95摩尔％～100摩尔％的范围的聚乙烯醇。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的粉尘飞散防止剂，其通过固化而成为无纺布状。
9.一种粉尘飞散防止方法，该方法包括：将权利要求1～8中任一项所述的粉尘飞散防止剂散布在包含粒径100μm以下的微粒的对象物表面，使其固化，在该对象物的表面形成覆盖层。
10.根据权利要求9所述的粉尘飞散防止方法，其中，所述对象物为凝胶状组合物。
11.根据权利要求9或10所述的粉尘飞散防止方法，其中，所述对象物为尾矿。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的粉尘飞散防止方法，其中，以相对于对象物表面积为0.5L/m2～8L/m2的比例散布所述粉尘飞散防止剂。
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