CN106459762A - 用于土壤稳定剂和憎水膜的低取代度羧甲基纤维素钠 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种稳定骨料基材的方法，其包括将包含羧甲基纤维素的含水组合物施加到基材的上表面的步骤，所述羧甲基纤维素具有低取代度。所述包含羧甲基纤维素的含水组合物将抑制灰尘产生、排斥水、抑制渗水和减缓侵蚀。
Description
本申请要求于2014年3月31日提交的名称为“Low Degree of SubstitutionSodium Carboxymethylcellulose For Soil Stabilizer and Water Retardant Film”的共同待审美国临时申请序列号61/972,744的权益和优先权，其公开内容通过引用以其整体并入本文。
背景技术
本发明涉及低取代度(“低DS”)羧甲基纤维素(“CMC”)施加到诸如骨料基材的基材，以防止和/或控制这样的表面集聚灰尘，并且一般性地稳定骨料材料。通常，在水中的低DS CMC被施加到基材的表面上，并且在表面上干燥。一旦低DS CMC在表面顶部干燥，则形成持久层，其可以抑制从表面和基材产生灰尘，并且排斥水，抑制水从表面渗入基材，并且延迟基材的侵蚀。
骨料基材通常包含松散压实的颗粒，因此，当暴露于外力的时候，将会产生灰尘和侵蚀，所述外力是天然的力量，例如风和雨水对基材的作用，或者是人为力量，例如穿越诸如砂砾或岩石道路的骨料基材的表面的车辆作用。需要控制和防止灰尘的产生和侵蚀。例如，烷基纤维素化合物和含卤素的盐的含水混合物可以施加到骨料基材的表面，以控制从基材的表面产生灰尘。乳胶聚合物类膜已经用于土壤，以减少灰尘和侵蚀。纤维素聚合物与飞灰的组合在骨料表面上形成膜阻隔体是另一种用于灰尘和侵蚀控制的技术。已经提出的还有：具有特定粘度范围的某些羟烷基甲基纤维素聚合物、可生物降解的碳水化合物和纤维素纤维作为可能的膜阻隔体，以稳定土壤和其他骨料表面。
骨料基材有许多形式。实例包括公路、火车轨道路基、田野、土桩、矿物储矿堆等。另外的实例包括在卡车车厢和开放式火车车厢上累积的骨料物质。商业采矿作业的多个方面在操作中产生灰尘，并且通常通过利用将骨料暴露于环境的传送器的操作来处理骨料物质，因此需要防止和/或控制灰尘的产生和侵蚀的方法。采矿作业在处理矿石时产生废品副产品。这些副产物一般是含有骨料的高度浓缩的金属的形式，其被运送到尾矿池，并且作为尾矿堆放置较长时间，同时更多的尾矿运送过来，直至矿石的处理完成并且土地可以进行设置以便复垦。期望防止此类尾矿堆的灰尘产生和侵蚀，并且保持尾矿堆的结构完整性。
本文所阐述的所有份数和百分数都是按重量计，除非另有说明。
发明内容
低DS CMC有效地稳定骨料基材的表面，以抑制和/或防止从骨料基材的表面形成灰尘，并且稳定骨料基材，以防止来自骨料基材的材料的侵蚀。低DS CMC以含水组合物被施加到骨料基材的表面，通过形成排斥风和水的阻隔体/涂层来保护骨料基材的表面免受水和风的作用。除了低DS CMC，含水组合物还可以包含一种或多种补充性土壤稳定化合物。此外，包含低DS CMC的含水组合物可以与包含补充性土壤稳定化合物的其他组合物一起施加。
附图描述
图1的图表表示实施例1-3的测试结果，在用100mL水洗涤三次之后，由于水侵蚀，用包含低DS CMC的含水组合物处理过的测试杯中的试样(specimen)的金矿石损失。
图2的图表表示实施例4-9的测试结果，在用100mL水洗涤三次之后，混合和双重施加处理的测试杯内的金矿石试样的CMC-45和ASH-100碳水化合物的雨水测试表现。
发明详述
用于稳定至少具有上表面的骨料基材的方法包括将包含低DS CMC的含水组合物施加到骨料基材的上表面的步骤。所述含水组合物可以是溶液或分散体。低DS CMC的取代度通常是至多约1.0，例如至多约0.6。例如，取代度可以是约0.33至约0.94，例如约0.40至约0.80，并且包括约0.40至约0.60。含水组合物可以包含至多约10％的CMC，例如约1％至约7％的低DS CMC，例如约1％至约5％的低DS CMC。这些领域的普通技术人员在阅读本公开内容之后将理解，取代度和在含水组合物中的CMC的量的所有范围和数值都在本发明的范围之内。含水组合物还包含水，并且可以基本上由低DS CMC和水组成或者由低DS CMC和水组成。杀生物剂可以被包括在含水组合物中，使得所述含水组合物可以包含低DS CMC、杀生物剂和水、基本上由低DS CMC、杀生物剂和水组成或由低DS CMC、杀生物剂和水组成。此外，低DS CMC可以包括产品中固有的杂质，例如一乙醇酸钠(sodium monoglycolate)和二乙醇酸钠，其可以至多以约30％的量存在。
骨料基材包含无机颗粒材料、有机颗粒材料或其组合。所述颗粒材料选自矿物、矿石、灰尘、土壤、覆盖物(mulch)、石头、垃圾(trash)、废物(rubbish)及其组合。矿石通常包含贱金属、贵金属或其组合。可以包含矿石的贱金属或贵金属的一些实例包括选自金、铝、银、铂、铜、镍、锌、铅、钼、铁等的金属，以及它们的组合。可以包含矿石的其他材料包括磷酸盐、煤等，以及它们的组合。
在施加到骨料基材的上表面之后，含水组合物形成干燥残余物，其抑制从上表面除去颗粒材料。此外，含水组合物的干燥残余物防止来自骨料基材的颗粒材料的侵蚀，并且排斥水通过上表面渗入骨料中。
补充性土壤稳定化合物和包含补充性土壤稳定化合物的组合物可以与包含低DSCMC的含水组合物一起被施加到骨料基材的上表面。并且，包含低DS CMC的含水组合物还可以包含补充性土壤稳定化合物，并且还可以基本上由低DS CMC、土壤稳定化合物和水以及任选的杀生物剂组成或由低DS CMC、土壤稳定化合物和水以及任选的杀生物剂组成。补充性土壤稳定化合物包括碳水化合物、水解淀粉、水解碳水化合物、粗妥尔油、脂肪酸、脂肪酸的酯、松香、松香酸、松香酸的酯、木质素磺酸盐、卤化镁、卤化钙、硫酸铵、合成聚合物，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷等。此外，上述补充性土壤稳定化合物可以是任何类型的基于胶乳的产品或胶乳废品。可以使用补充性土壤稳定化合物的组合。可以使用购自Ashland,Inc.,Covington,Kentucky,U.S.A.的ASH-100碳水化合物。
稳定具有至少一个上表面的骨料基材的方法可以包括将包含低DS CMC和一种或多种补充性土壤稳定化合物的含水组合物施加到骨料基材的上表面的步骤，其可以称为混合施加。此外，在双重施加中，所述方法还可以包括在施加包含低DS CMC的含水组合物之前、过程中或者之后，将包含如上所述的诸如碳水化合物的一种或多种补充性土壤稳定化合物的组合物施加到骨料基材的上表面的步骤。
包含补充性土壤稳定化合物的组合物可以包含至多约6％的土壤稳定化合物，例如约1％至约5％，或者约1％至约3％的土壤稳定化合物。在实施方案中，补充性土壤稳定化合物是形成碳水化合物组合物的碳水化合物，其可以与低DS CMC一起施加到骨料基材。这种碳水化合物组合物可以包含至多约6％的碳水化合物，例如约1％至约5％，或者约1％至约3％的碳水化合物。本领域的技术人员将理解，在所记载的范围内的土壤稳定化合物或碳水化合物组合物的所有份数和百分数都在本发明的范围之内。
在上文讨论的方法中，可以提供通过将含水组合物喷涂到骨料基材的上表面而施加含水组合物的工具(means)。这种工具可以包括喷涂单元和用于输送喷涂单元的工具，例如人以及电动装置。电动装置可以包括推车、全地形车、汽车、卡车和自走式喷涂单元。
包含低DS CMC的含水组合物在骨料基材的表面上提供了表面阻隔体，其具有比常规灰尘抑尘剂更佳的土壤稳定性能。当含水组合物施加到诸如矿石的骨料基材的表面时，可分散的纤维素纤维与矿石结合，并且形成包覆矿石表面的隔水膜。因此，重要的是CMC能够迅速而均匀地扩散在整个骨料表面之上。以水溶液或水分散体的形式施加的低DS CMC使这种扩散得以发生。以这种均匀的方式施加的CMC还将可以均匀地形成膜涂层，从而最大限度地提高性能。
实施例
在实施例中，将包含来自几个来源的市售低DS CMC的含水组合物施加到包含金矿石的骨料基材的表面。低DS CMC的取代度(DS)范围是0.33-0.94，如表1中所示。低DS CMC的物理性能列于表1中。
表1
在实施例中使用的低DS CMC是工业级的，并且含有一定含量的一乙醇酸钠和二乙醇酸钠杂质，一乙醇酸钠和二乙醇酸钠杂质是用于官能化纤维素的一氯乙酸的副产物。
确定从供应商获得的粉状低DS CMC的固体/水分含量之后，通过混合低DS CMC与水，制备10％活性的含水原液组合物(stock composition)(即，包含10％的相应的低DSCMC的组合物)。在环境温度(约22℃/72°F)下，将粉状低DS CMC各自在一小时内缓慢加入每个样品(sample)的500mL水中，并且在750rpm下用cowles叶片混合，直至完全溶解或分散入水中。包含CMC-94和CMC-61的样品需要额外的混合时间(各需要一个半小时)。在混合过程中，将杀生物剂加入每种组合物，以防止污染，污染可能在测试期间对粘度(通过降解)或性能产生负面影响。
混合原液组合物之后，使用购自Mettler-Toledo LLC,1900 Polaris Parkway,Columbus,Ohio 43240的Mettler-Toledo MJ33 Moisture Balance使每种的活性成分的比例符合要求。类似地，以相同的方式使所有从10％原液组合物获得的较低活性比例组合物符合要求，以确保用于每次测试的每种组合物中的活性比例的准确性。
如在下文更详细地讨论的，将在每个实施例中制备的含水组合物施加到在测试杯内制备的试样，所述试样包含来自加拿大的Lakeshore Mines的过筛金粉。每个测试杯装有65g小于100目(-100目)的过筛金粉。对于在下述实施例中制备的每种含水组合物，制备三个测试杯作为测试的试样。在每个系列中有每种组合物的三个试样的一个样品组，制备和测试实施例。在用65g金粉填充每个试样杯之后，用Teflon球(puck)平整材料，然后，用球的外边缘形成护道边缘(bermed edge)，以避免所施加的含水组合物溢出，并且促进样品含水组合物的均匀分布。
然后，使用一次性吸量管将含水组合物施加到测试杯内的试样上。在每个实施例中，对施加步骤进行了更详细的讨论。使用吸量管将含水组合物排出到圆周运动的测试杯内的试样表面上，以确保施加的均匀性。施加之后，在对流烘箱中在35℃(95°F)下干燥试样16小时。具有试样的测试杯储存在控制湿度的环境中，以确保在测试过程中的试样之间的湿度水平的均匀性。
在实施例中，对试样进行“雨水测试”。在为“雨水测试”开发的步骤中，所有试样使用购自Spraying Systems Co.(Wheaton,Illinois,U.S.A.)的定制设计的喷涂器组测试，使用从1加仑压力罐以5psi(磅/平方英寸)递送的自来水，由电子定时器和Skinner ValveSystems(New Britain,Connecticut,U.S.A.)螺线管(solenoid)(阀#71215，24VDC，256046口，代码11438-21D)控制。购自Spraying Systems Co.的粗型全喷射头(GGA-SS3001.4)被用于实现水喷涂的宽的锥形图案，其被定位成覆盖每个试样(测试杯内的灰尘/矿石)的整个表面区域，测试杯定位在20度角内，基座用于促进水的径流以及采集来自试样的脱除的灰尘/矿石。对系统进行定时/校准，以便给每个试样提供100mL水，作为雨水模拟。然后，级联的带灰尘/矿石的水从倾斜底座(内部和外部)以及测试杯外径的周围洗脱，然后收集到铝盘中。对于每个样品，这种雨水过程重复三次，记录结果，以评估在实施例中所述的含水组合物的防水性的潜力。在洗涤之间，进行上文所述的干燥步骤。
在细粒从测试杯内的试样以及成角度的Teflon底座漂洗到铝盘中之后，细粒从所述盘收集到烘箱干燥的预称重的购自GE Whatman,Pittsburgh,Pennsylvania,USA的玻璃微纤维过滤器(934-AH，直径100mm，目录1827 110)，通过将过滤器放入连接到滤瓶和真空泵(MD1C 1.5m3/h，120V，60Hz，可购自Vaccubrand,Essex,Connecticut,USA)的陶瓷漏斗内。在将水/细粒混合物引导通过过滤器之前，用水封准备(primed down)过滤器。将滤出的水收集到500mL滤瓶内，并且留在过滤器上的细粒在烘箱内100℃下干燥12小时。一旦被干燥，称重每个过滤器，以测定每个试样的损失(从收集的细粒的重量中减去过滤器的重量)。
为了如下所述的实施例1-3，制备从10％的原液组合物制备的包含1.5％、3.0％和5.0％的低DS CMC活性比例的含水组合物(对于每种低DS CMC类型，每组三个各活性比例)。在1.5％、3.0％和5.0％中每个组合物中，当与水混合时，CMC-61、CMC-53、CMC-45和CMC-33形成纤维素纤维的水分散性的悬浮液，并且水分散性的纤维素纤维在静置后随时间而稳定。在每种1.5％、3.0％和5.0％组合物中，CMC-94完全溶于水中。
实施例1
在这个实施例中，从表1中描述的CMC-94、CMC-61、CMC-53、CMC-45和CMC-33制备包含1.5％低DS CMC的含水组合物，并且如以上所述地施加到测试杯内的试样。然后，对所述试样进行上述的雨水测试。
将包含CMC-94的十五克(15g)10％的原液组合物用85g自来水稀释，制备包含1.5％的CMC-94的最终的1.5％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该1.5％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-61的十五克(15g)10％的原液组合物用85g自来水稀释，制备包含1.5％的CMC-61的最终的1.5％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该1.5％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-53的十五克(15g)10％的原液组合物用85g自来水稀释，制备包含1.5％的CMC-53的最终的1.5％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该1.5％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-45的十五克(15g)10％的原液组合物用85g自来水稀释，制备包含1.5％的CMC-45的最终的1.5％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该1.5％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-33的十五克(15g)10％的原液组合物用85g自来水稀释，制备包含1.5％的CMC-33的最终的1.5％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该1.5％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例2
在这个实施例中，从表1中描述的CMC-94、CMC-61、CMC-53、CMC-45和CMC-33制备包含3.0％低DS CMC的含水组合物，并且如以上所述地施加到测试杯内的试样。然后，对所述试样进行上述的雨水测试。
将包含CMC-94的十五克(15g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，制备包含3.0％的CMC-94的最终的3.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-61的十五克(15g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，制备包含3.0％的CMC-61的最终的3.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-53的十五克(15g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，制备包含3.0％的CMC-53的最终的3.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-45的十五克(15g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，制备包含3.0％的CMC-45的最终的3.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-33的十五克(15g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，制备包含3.0％的CMC-33的最终的3.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例3
在这个实施例中，从表1中描述的CMC-94、CMC-61、CMC-53、CMC-45和CMC-33制备包含5.0％低DS CMC的含水组合物，并且如以上所述地施加到测试杯内的试样。然后，对所述试样进行上述的雨水测试。
将包含CMC-94的十五克(15g)10％的原液组合物用50g自来水稀释，制备包含5.0％的CMC-94的最终的5.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该5.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-61的十五克(15g)10％的原液组合物用50g自来水稀释，制备包含5.0％的CMC-61的最终的5.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该5.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-53的十五克(15g)10％的原液组合物用50g自来水稀释，制备包含5.0％的CMC-53的最终的5.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该5.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-45的十五克(15g)10％的原液组合物用50g自来水稀释，制备包含5.0％的CMC-45的最终的5.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该5.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
将包含CMC-33的十五克(15g)10％的原液组合物用50g自来水稀释，制备包含5.0％的CMC-33的最终的5.0％含水组合物。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该5.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
图1显示，在如上所述在雨水测试中进行100mL水连续三次洗涤之后，用具有表1所示的1.5％、3.0％和5.0％的低DS CMC的实施例1-3的含水组合物处理的试样表面的累计重量损失。图1的图显示，当将具有1.5％的低DS CMC的含水组合物施加到试样时，包含CMC-33的含水组合物产生最高的重量损失(2.95Kg/m2)。通过以2L/m2施加包含3.0％的CMC-33的含水组合物，重量损失减少了约50％，达到1.56Kg/m2。以2L/m2施加包含5.0％的CMC-33的含水组合物将重量损失减少到1.35Kg/m2。当试样用包含1.5％的CMC-94的含水组合物处理并且进行雨水测试时，结果是连续三次洗涤后的2.22Kg/m2的重量损失，如图1中的图所示。由于包含CMC-94的含水组合物的活性固体浓度增加至3.0％和5.0％，处理过的试样的重量损失显著下降。当包含3.0％和5.0％的CMC-94的含水组合物以2L/m2施加时，结果是1.10Kg/m2和0.18Kg/m2金矿石的重量损失。具有5％的CMC-94的含水组合物由于高粘度难以施加，并且样品需要比其他含水组合物更长的时间来扩散到试样中。然而，包含1.5％、3.0％和5.0％的CMC-61、CMC-53和CMC-45的含水组合物显示了最好的结果，如在图1中的图所示。在雨水测试中用100mL水连续洗涤三次之后，用包含1.5％和3.0％的CMC-45的含水组合物处理的试样的金矿石重量损失分别是0.035Kg/m2和0.19Kg/m2。施加具有5.0％的CMC-45的含水组合物到具有金矿石的试样将矿石重量损失减少到约0.019Kg/m2。用具有1.5％、3.0％和5.0％的CMC-61和CMC-53的含水组合物处理的金矿石的试样在雨水测试后的重量损失非常低。
通过显著减少金矿石的重量损失，在实施例1-3中的包含CMC-61、CMC-53和CMC-45的含水组合物显示出良好性能，然而，具有最高和最低取代度的低DS的(分别是CMC-94和CMC-33)那些组合物表现没有这么好。这表明，存在临界DS范围，其落入约0.94至约0.33的DS值。值得一提的还有，具有包含纤维素纤维的含水组合物对于获得减少矿石侵蚀所需要的耐水性是很重要的。由于低DS CMC施加到矿石，纤维素纤维结合到矿石并形成包覆矿石表面的隔水膜。
在实施例4-9中，评价碳水化合物和低DS CMC在处理骨料基材表面中的用途。测试碳水化合物(ASH-100)和CMC-45，如表1中所述，以评估在两者作为双重施加(碳水化合物以1L/m2的速率施加到试样，之后CMC以1L/m2的速率施加)以及混合施加(碳水化合物和CMC混合成具有3％和6％的活性含量的单一含水组合物，并且以在2L/m2的速率施加到试样)的可能的协同作用。
如下所述，从包含CMC-45的10％原液组合物以及包含ASH-100的50％原液组合物为如下所述的实施例4-9制备如表1中所述的包含CMC-45的含水组合物以及ASH-100碳水化合物。在制备这些原液组合物中，在环境温度(约22℃/72°F)下，分别将粉状低DS CMC和ASH-100缓慢(每种在一小时内)加入每个样品的500mL水中，并且在750rpm下用cowles叶片混合，直至完全溶解或分散入水中，制得原液组合物。还添加杀生物剂。混合原液组合物后，使用Mettler-Toledo MJ33 Moisture Balance如以上所述地使每个的活性成分的比例符合要求。类似地，以相同的方式使从10％的原液组合物与50％的原液组合物获得的所有低活性成分比例的组合物符合要求，以确保在每个测试中每种组合物的活性成分比例的准确性。
实施例4
为了包含3.0％碳水化合物的碳水化合物组合物，将包含碳水化合物(ASH-100)的六克(6g)50％的原液组合物用94g自来水稀释。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将3.0％碳水化合物组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例5
为了包含3.0％的CMC-45的含水组合物，将包含CMC-45的三十克(30g)10％的原液组合物用70g自来水稀释。然后，作为膜施加，以2L/m2的速率(每个试样8.48g组合物)将该3.0％组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例6
本实施例提供了碳水化合物组合物和包含低DS CMC的含水组合物的双重施加，由此将所述组合物分别施加到骨料基材的表面。为了包含3.0％碳水化合物的碳水化合物组合物，将包含碳水化合物(ASH-100)的六克(6g)50％的原液组合物用94g自来水稀释。将包含CMC-45的三十克(30g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，以制备包含3.0％的CMC-45的含水组合物。首先，作为膜施加，以1L/m2的速率(每个试样4.24g组合物)将包含3.0％ASH-100碳水化合物的碳水化合物组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”的金矿石的测试杯内的三个试样。此后，作为3个试样的膜施加，以1L/m2CMC的膜施加速率(每个试样4.24g组合物)将包含3.0％的CMC-45的含水组合物施加到这些试样中的每一个。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例7
该实施例提供了碳水化合物组合物和包含低DS CMC的含水组合物的混合物在骨料基材的表面的施加。为了包含3.0％碳水化合物的碳水化合物组合物，将包含碳水化合物(ASH-100)的六克(6g)50％的原液组合物用94g自来水稀释。将包含CMC-45的三十克(30g)10％的原液组合物用70g自来水稀释，以制备包含3.0％的CMC-45的含水组合物。然后，将这些碳水化合物和含水组合物以1:1的比例混合在一起，并且所述混合物以2L/m2CMC的膜施加速率(每个试样8.48g总组合物)施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例8
该实施例提供了碳水化合物组合物和包含低DS CMC的含水组合物的双重施加，由此将所述组合物分别施加到骨料基材的表面。为了包含6.0％碳水化合物的碳水化合物组合物，将12g包含碳水化合物(ASH-100)的50％原液组合物用88g自来水稀释。将60g包含CMC-45的10％原液组合物用40g自来水稀释，以制备包含6.0％CMC-45的含水组合物。首先，作为膜施加，以1L/m2的速率(每个试样4.24g组合物)将包含6.0％ASH-100碳水化合物的碳水化合物组合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。此后，作为膜施加，以1L/m2的膜施加速率(每个试样4.24g组合物)将包含6.0％CMC-45的含水组合物施加到这些试样中的每一个。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
实施例9
该实施例提供了碳水化合物组合物和包含低DS CMC的含水组合物的混合物在骨料基材的表面的施加。为了包含6.0％碳水化合物的碳水化合物组合物，将12g包含碳水化合物(ASH-100)的50％原液组合物用88g自来水稀释。将60g包含CMC-45的10％原液组合物用40g自来水稀释，以制备包含6.0％CMC-45的含水组合物。然后，将这些碳水化合物和含水组合物以1:1的比例混合在一起，以2L/m2的膜施加速率(每个试样总共8.48g组合物)将所述混合物施加到含有过筛的65g“小于100目”金矿石的测试杯内的三个试样。对于三个试样的每一个，在通过喷涂设备进行三次100ml自来水的雨水测试的每次之前，干燥试样。
在实施例4-9中，显示低DS CMC在与其他土壤稳定剂(即，碳水化合物)的组合中可以用于提高性能。低DS CMC可以与其他土壤稳定剂作为混合的组合物组合，并且一次施加在骨料基材表面，或者低DS CMC可以有效地与其他土壤稳定剂的施加分别地施加。
图2所示的结果表明，用2L/m2的剂量的ASH-100碳水化合物的3.0％活性组合物处理的金矿石在矿石进行100mL水的三次连续洗涤时发生重量损失，而当金矿石用3.0％活性CMC-45用2L/m2的剂量处理时，金矿石的重量损失比用碳水化合物组合物处理显著减少。当金矿石表面进行双重施加，用3.0％的碳水化合物组合物施加，然后用3.0％CMC-45组合物施加时(实施例6)，金矿石的重量损失显著少于单独施加ASH-100，但是高于施加3.0％活性CMC-45。这可以通过以下事实进行说明：在3.0％的双重施加中，CMC-45的剂量减半(在3.0％双重施加中，3％活性CMC-45以1L/m2施加)。当用6.0％的碳水化合物组合物处理金矿石，然后用6.0％CMC-45组合物处理时(实施例8)，CMC-45的剂量增加至使用3.0％活性CMC-45相同的剂量水平。在实施例8中，6.0％双重施加的性能相比实施例6的双重施加有所改进。相同的趋势也见于实施例7和9的3.0％和6.0％混合施加，即，随着含水组合物中的CMC-45的量增加，金矿石的重量损失减少。
Claims (22)
1.稳定具有至少一个上表面的骨料基材的方法，其包括将包含羧甲基纤维素的含水组合物施加到所述上表面的步骤，所述羧甲基纤维素具有低取代度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述取代度是约0.33至约0.94。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述取代度是约0.40至约0.80。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述含水组合物包含至多约10％的羧甲基纤维素。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其中所述含水组合物包含约1％至约7％的羧甲基纤维素。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的方法，其中所述含水组合物还包含一种或多种补充性土壤稳定化合物。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法，其中所述含水组合物包含至多约6％的补充性土壤稳定化合物。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述含水组合物包含约1％至约5％的补充性土壤稳定化合物。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其中所述补充性土壤稳定化合物选自碳水化合物、水解淀粉、水解碳水化合物、粗妥尔油、脂肪酸、脂肪酸的酯、松香、松香酸、松香酸的酯、木质素磺酸盐、卤化镁、卤化钙、硫酸铵、合成聚合物、基于胶乳的产品、胶乳废品及其组合。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其中所述合成聚合物选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚环氧乙烷。
11.根据权利要求1-10中任一项所述的方法，其包括将包含一种或多种补充性土壤稳定化合物和水的组合物施加到所述上表面的附加步骤。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述补充性土壤稳定化合物选自碳水化合物、水解淀粉、水解碳水化合物、粗妥尔油、脂肪酸、脂肪酸的酯、松香、松香酸、松香酸的酯、木质素磺酸盐、卤化镁、卤化钙、硫酸铵、合成聚合物、基于胶乳的产品、胶乳废品及其组合。
13.根据权利要求11或12所述的方法，其中所述合成聚合物选自聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、聚乙烯醇和聚环氧乙烷。
14.根据权利要求11-13中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种补充性土壤稳定化合物的组合物具有至多约6％的补充性土壤稳定化合物。
15.根据权利要求11-14中任一项所述的方法，其中所述包含一种或多种补充性土壤稳定化合物的组合物具有约1％至约5％的补充性土壤稳定化合物。
16.根据权利要求1-15中任一项所述的方法，其中所述含水组合物还包含杀生物剂。
17.根据权利要求1-16中任一项所述的方法，其中所述骨料基材包含无机颗粒材料、有机颗粒材料或其组合。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的方法，其中所述颗粒材料选自矿物、矿石、灰尘、土壤、覆盖物、石头、垃圾、废物及其组合。
19.根据权利要求1-18中任一项所述的方法，其中所述含水组合物的干燥残余物抑制从上表面除去颗粒材料。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述含水组合物的干燥残余物防止来自骨料基材的颗粒材料的侵蚀。
21.根据根据权利要求19或20所述的方法，其中所述含水组合物的干燥残余物排斥水通过所述上表面渗入。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的方法，其包括提供通过将所述含水组合物喷涂在所述上表面上而施加所述含水组合物的工具的附加步骤。
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