CN106281226B - 用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂及其制备方法 - Google Patents

Abstract

用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂及其制备方法，原料成分按质量份数为：保湿剂：4~25份；表面活性剂：0.05~10份；Span‑80：0.5~2.5份；可溶性淀粉：0.5~2.5份；抗冻剂：0.1~25份；水：200份；制备方法为：（1）准备原料；（2）将水分成A部分、B部分水和C部分水；（3）使可溶性淀粉分散在C部分水中，搅拌加热后加入Span‑80搅拌；（4）将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；（5）搅拌加入保湿剂；加入抗冻剂和B部分水。本发明的凝并剂集润湿、团聚、抗冻、保湿等功能于一体，利于爆破过程中凝并剂扩散并迅速捕捉微尘，原料廉价易得、环保无毒。

Description

用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂及其制备方法

技术领域

本发明涉及环境污染治理技术领域，具体涉及一种用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂及其制备方法。

背景技术

粉尘污染是导致爆破现场环境污染的主要因素之一。随着我国露天矿开采的不断增加，生产强度不断加大，机械化水平不断提高，爆破的面积和深度也在逐渐增大；在爆破过程中，会产生大量的粉尘，这些粉尘90%的粒径都在10μm以下，这些细小粒径的粉尘，不但会对周围的环境造成污染，而且会严重危害现场施工人员的安全。

目前为止，还没有一种可以在爆破过程中实现动态抑尘的有效方法，主要原因在于爆破面积大，无法对产生的粉尘进行试剂喷洒。国内外对矿山爆破粉尘的控制研究主要集中在对爆炸工艺技术的改良，以及爆破粉尘扩散模拟和模型的建立及理论分析等方面；国内外有大量抑尘剂相关专利产品的报道，其适用范围主要针对矿山运输道路与堆场。

凝并技术是近几年新兴的技术，它的原理是增加外力作用于颗粒物，通过颗粒间的惯性碰撞、颗粒扩散、空间电荷力、颗粒间的异极性吸引、颗粒间或颗粒与壁面的象力等使微细粒子凝并成较粗的粒子后再加以去除，现在的凝并技术研究最多的是声凝并和电凝并。化学凝并技术是通过添加化学凝并剂（吸附剂、团聚剂）促进微细粉尘长大的方法，其主要是由物理吸附和化学反应相结合的机理来实现的。但廉价实用的高效多功能化学凝并剂难以得到，使用化学凝并剂还可能造成二次污染。因此研究高效多功能无污染的化学凝并剂是化学凝并研究的关键点。

本发明是将化学凝并剂的原理应用于露天矿山爆破开采中，矿山爆破时，炸药起爆后形成高温、高压气体瞬间膨胀产生巨大爆炸力，在粉碎岩石产生细小粉尘的同时也能使化学凝并剂充分雾化，有利于化学凝并剂对产生粉尘的捕捉。

Span-80（失水山梨醇单油酸酯，以下统称为Span-80）是一种良好的润湿剂，难溶于水。可溶性淀粉具有丰富的孔隙结构，不溶于冷水，溶解于沸水后冷却，形成透明溶液。可溶性淀粉糊化后加入Span-80后，通过搅拌作用能使Span-80被均匀地吸附在可溶性淀粉表面从而均匀地分散在溶液中。本发明选用Span-80和可溶性淀粉的混合液为化学团聚剂组分，通过现场试验，对爆破过程中产生的粉尘，尤其是细小粉尘具有良好的效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂及其制备方法，通过合理设计成分，制备多功能的环保动态防尘化学凝并剂。

本发明一种用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的原料成分按质量份数为：

保湿剂：4~25份；

表面活性剂：0.05~10份；

Span-80：0.5~2.5份；

可溶性淀粉：0.5~2.5份；

抗冻剂：0.1~25份；

水：200份；

所述的保湿剂为硅酸钠、碳酸钠、氯化镁、氯化钠中的一种；所述的表面活性剂为丁二酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸的一种或两种以上；所述的抗冻剂为氯化钙、乙二醇、丙二醇中的一种或两种以上。

本发明用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的制备方法为：

1、准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂4~25份，表面活性剂0.05~10份，可溶性淀粉0.05~2.5份，Span-80 0.05~2.5份，抗冻剂0.1~25份，水200份；

2、将水分成A部分、B部分水和C部分水；

3、使可溶性淀粉分散在C部分水中，搅拌加热使可溶性淀粉糊化，然后加入Span-80，充分搅拌制得化学团聚剂；

4、将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；

5、在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂。

上述的步骤3中，先将可溶性淀粉放入C部分水中，搅拌加热至90±3℃，形成糊状，再放入Span-80，搅拌至少20min使Span-80充分被可溶性淀粉吸附，形成化学团聚剂。

上述的用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度在3~50kPa·s。

本发明在选择试剂方面充分考虑爆破过程中凝并剂的扩散性能，添加保湿剂、抗冻剂、化学团聚剂形成耐冻防尘水溶液，能使水溶性高分子形成一层柔韧、致密的连续高分子微膜，使凝并剂集润湿、团聚、抗冻、保湿等功能于一体，利于爆破过程中凝并剂扩散并迅速捕捉微尘，使细小无法沉降的颗粒物迅速被捕捉，并凝聚成较大的颗粒物沉降下来，从而达到动态抑尘的效果，同时本发明中所涉及原料廉价易得、环保无毒。

具体实施方式

以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明实施例中采用的硅酸钠、丁二酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸、碳酸钠、氯化镁、氯化钠、Span-80、氯化钙、乙二醇、丙二醇、可溶性淀粉为市购工业产品。

本发明一种用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的使用方法是将用于露天矿山爆破过程中的环保动态防尘化学凝并剂用水稀释10~30倍，在爆破时使用；爆破过程中化学凝并剂扩散并迅速捕捉微尘，对粒径10μm以下的细粉尘颗粒的沉降效果明显，通过现场试验，沉降率均在80%以上；比采用清水替代的沉降效率提高2倍以上；用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂经过稀释后在-15℃条件不冻结，不影响使用效果，适合在寒冷地区使用。

下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

实施例1

准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂4份，表面活性剂10份，可溶性淀粉2份，Span-80 1份，抗冻剂25份，水200份；所述的保湿剂为氯化镁；

所述的保湿剂为硅酸钠；

所述的表面活性剂为丁二酸钠；

所述的抗冻剂为氯化钙；

将水分成A部分水，B部分水和C部分水；

将可溶性淀粉放入C部分水中，搅拌加热至90±3℃，形成糊状，再放入Span-80，搅拌20min使Span-80充分被可溶性淀粉吸附，形成化学团聚剂；

将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；

在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂，粘度3.7kPa·s。

实施例2

方法同实施例1，不同点在于：

（1）保湿剂25份，表面活性剂丁二酸钠0.1份，表面活性剂0.3份，可溶性淀粉0.1份，Span-80 0.2份，抗冻剂15份；

所述的保湿剂为碳酸钠；

所述的表面活性剂为十二烷基磺酸钠；

所述的抗冻剂为乙二醇；

（2）放入Span-80搅拌25min；

（3）用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度23.3kPa·s。

实施例3

方法同实施例1，不同点在于：

（1）保湿剂5份，表面活性剂0.05份，可溶性淀粉0.8份，Span-80 0.3份，抗冻剂5份；

所述的保湿剂为碳酸钠；

所述的表面活性剂为硬脂酸；

所述的抗冻剂为丙二醇；

（2）放入Span-80搅拌25min；

（3）用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度26.7kPa·s。

实施例4

方法同实施例1，不同点在于：

（1）保湿剂15份，表面活性剂0.05份，可溶性淀粉0.3份，Span-80 0.6份，抗冻剂乙二醇6份；

所述的保湿剂为氯化镁；

所述的表面活性剂为丁二酸钠、十二烷基磺酸钠和硬脂酸的等质量混合物；

所述的抗冻剂为氯化钙、乙二醇和丙二醇的等质量混合物；

（2）放入Span-80搅拌30min；

（3）用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度34.1kPa·s。

实施例5

方法同实施例1，不同点在于：

（1）保湿剂25份，表面活性剂丁二酸钠0.25份，可溶性淀粉1.5份，Span-800.3份，抗冻剂丙二醇12份，水200份；

所述的保湿剂为氯化钠；

所述的表面活性剂为丁二酸钠和十二烷基磺酸钠的等质量混合物；

所述的抗冻剂为乙二醇和丙二醇中的等质量混合物；

（2）放入Span-80搅拌30min；

（3）用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度43.5kPa·s。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。

Claims (2)

1.一种用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂，其特征在于原料成分按质量份数为：

保湿剂：4～25份；

表面活性剂：0.05～10份；

Span-80：0.5～2.5份；

可溶性淀粉：0.5～2.5份；

抗冻剂：0.1～25份；

水：200份；

所述的保湿剂为硅酸钠、碳酸钠、氯化镁、氯化钠中的一种；所述的表面活性剂为丁二酸钠、十二烷基磺酸钠、硬脂酸的一种或两种以上；所述的抗冻剂为氯化钙、乙二醇、丙二醇中的一种或两种以上；用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的粘度在3～50kPa·s。

2.一种权利要求1所述的用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂的制备方法，其特征在于按以下步骤进行：

(1)准备原料，各成分按质量份数比为：保湿剂4～25份，表面活性剂0.05～10份，可溶性淀粉0.05～2.5份，Span-800.5～2.5份，抗冻剂0.1～25份，水200份；

(2)将水分成A部分、B部分水和C部分水；

(3)使可溶性淀粉分散在C部分水中，搅拌加热使可溶性淀粉糊化，然后加入Span-80，充分搅拌制得化学团聚剂；

(4)将表面活性剂和化学团聚剂与A部分水混合形成A混合液；

(5)在搅拌条件下，先向A混合液中加入保湿剂；待保湿剂完全溶解，加入抗冻剂和B部分水，使抗冻剂溶解，获得用于露天矿山爆破的环保动态防尘凝并剂。