CN107384319A - 一种用于矿山的化学抑尘剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：烷基酚聚氧乙烯醚15～25份、α‑烯烃磺酸盐15～25份、烷基酰胺丙基甜菜碱15～25份、四聚赖氨酸3～10份、水玻璃0.5～1份、氯化钙0.5～1份、乳葡糖酸钙0.5～1份、环氧树脂2～8份、2‑甲基异柠檬酸钠0.05～0.1份、1,2‑丙二醇1～5份、水100份，其所用表面活性剂及其复配产物无毒，易溶于水，容易获得，相对廉价、经济，具有较低的表面张力，产生的泡沫膜具有一定的粘度和弹性，并且，能够避免二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及矿产开采领域，具体涉及一种用于矿山的化学抑尘剂。
背景技术
人类的很多活动都会产生细颗粒物质或粉尘，粉尘在大气污染中占有很大的比重，例如，井下爆破、火力发电厂、供热厂、燃烧炉、采矿场、采石场、水泥厂、都是主要的产尘源。粉尘造成的污染容易引发生态平衡的破坏，影响周边人们的身心健康和生命安全，引发民事纠纷，缩短作业机器的服务寿命，制约地区经济发展等，因此，粉尘防治的重要性越来越突出。
世界主要矿产资源丰富国家的学者在这方面做了大量的研究工作，研制出了多种除尘消烟剂，如美国Witco公司的Cohex型防火抑尘剂，日本化成公司开发的SS-01剂和SS-02剂，日本TH工业公司开发的TH—C型及TH—R型阻燃防尘剂，澳大利亚的KLN-10型防尘阻燃剂，德国的MOWTAN防火抑尘剂，俄罗斯的己内胺型防火抑尘剂。我国从20世纪80年代起着手除尘消烟剂的研究，并取得了一定的成果，研制出了丙烯酸脂型防火抑尘剂、己内酰胺型防火抑尘剂、PVA树脂型防火抑尘剂、CM保湿型防火抑尘剂等，这些除尘消烟剂对降低煤矿爆破粉尘浓度、消除爆破有毒烟雾起到了一定的作用。但由于国外除尘消烟剂价格比较昂贵，原材料也不容易获得，而国内配方除尘效果不理想。因此，实用、低廉、高效的抑尘剂亟待被研究、制造及推广使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于矿山的化学抑尘剂。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 15～25份、
α-烯烃磺酸盐 15～25份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 15～25份、
四聚赖氨酸 3～10份、
水玻璃 0.5～1份、
氯化钙 0.5～1份、
乳葡糖酸钙 0.5～1份、
环氧树脂 2～8份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.05～0.1份、
1,2-丙二醇 1～5份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，所述α-烯烃磺酸盐选自α-烯烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钾、α-烯烃磺酸铵中的至少一种，所述烷基酰胺丙基甜菜碱选自油酰胺基丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱中的至少一种。
本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 15～22份、
α-烯烃磺酸盐 20～25份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 15～20份、
四聚赖氨酸 6～8份、
水玻璃 0.5～1份、
氯化钙 0.8～1份、
乳葡糖酸钙 0.5～1份、
环氧树脂 2～7份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.05～0.08份、
1,2-丙二醇 2～5份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，所述α-烯烃磺酸盐选自α-烯烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钾、α-烯烃磺酸铵中的至少一种，所述烷基酰胺丙基甜菜碱选自油酰胺基丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱中的至少一种。
本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种，所述α-烯烃磺酸盐选自α-烯烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钾、α-烯烃磺酸铵中的至少一种，所述烷基酰胺丙基甜菜碱选自油酰胺基丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱中的至少一种。
本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种。
本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物。
按照本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述α-烯烃磺酸盐选自α-烯烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钾、α-烯烃磺酸铵中的一种。
按照本发明所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酰胺丙基甜菜碱选自油酰胺基丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱中的一种。
除非另有限定，本文使用的所有技术以及科学术语具有与本发明所属领域普通技术人员通常理解的相同的含义。当存在矛盾时，以本说明书中的定义为准。
质量、浓度、温度、时间、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，1-50的范围应理解为包括选自1、2、3、4、 5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、 24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、 42、43、44、45、46、47、48、49、或50的任何数字、数字的组合、或子范围、以及所有介于上述整数之间的小数值，例如，1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、 1.8、和1.9。关于子范围，具体考虑从范围内的任意端点开始延伸的“嵌套的子范围”。例如，示例性范围1-50的嵌套子范围可以包括一个方向上的1-10、1-20、 1-30和1-40，或在另一方向上的50-40、50-30、50-20和50-10。
本发明所述的烷基酚聚氧乙烯醚是一种重要的聚氧乙烯型非离子表面活性剂，它具有性质稳定、耐酸碱和成本低等特点，主要用以生产高性能洗涤剂，是印染助剂中最常用的主要原料之一，长期以来在配制洗涤剂、精练剂、纺丝油剂、柔软剂、毛油和金属清洗剂等各种印染助剂中都需要添加烷基酚聚氧乙烯醚。
本发明所述的α-烯烃磺酸盐是α-烯烃经磺化、中和、水解制得的一种阴离子混合物。α-烯烃磺酸盐主要由两种表面活性剂组成，即烯烃磺酸盐和羟基烯烃磺酸盐，两者都有SO3基团，因此α-烯烃磺酸盐具有磺酸盐阴离子表面活性剂的特征。烯烃磺酸盐约70%，为α-烯烃磺酸盐的主要成分而成为这一产品的名称，SO3与不饱和烃相接。羟基磺酸盐的SO3及OH和饱和烃相接，约占α-烯烃磺酸盐的30%。
本发明所述的乳葡糖酸钙，CAS号为52080-72-5，是乳酸钙和葡萄糖酸钙的复合物，分子式C18H32Ca2O20，分子结构式：
本发明所述的2-甲基异柠檬酸钠是2-甲基异柠檬酸和氢氧化钠反应的产物。2-甲基异柠檬酸，CAS号为6061-95-6，分子式为C7H10O7，分子结构式：
。
本发明所述的月桂酰胺丙基甜菜碱，CAS号为61789-40-0，分子结构为：
。
本发明的用于矿山的化学抑尘剂的原理是通过在水中加入复合表面活性剂，降低水的表面张力，使水与粉尘的接触角变小，使水溶液对粉尘具有较高的润湿性和粘附性，提高水对粉尘的亲和力，大大增加水对粉尘的湿润能力和抑尘效果，特别适合于疏水性的呼吸性粉尘。其主要是靠截留、惯性碰撞、扩散、粘附、重力沉降等多种机理综合作用的结果，对于大颗粒粉尘在低速条件下，截留和重力起主要作用，而对于微细粉尘，扩散、静电力等因素起主要作用。
本发明化学抑尘剂采用复合表面活性剂与无机盐等作为润湿剂，化学抑尘剂具有如下优点：
1、开发出满足国内所能够接受的低成本抑尘防尘剂，使其具有实际应用价值；2、抑尘防尘剂不含有毒性物质、无腐蚀性，没有二次污染；3、抑尘防尘剂所需原料易得；4、喷洒后的矿尘被抑尘剂快速固化沉降；5、抑尘剂的制备过程简单，设备投资小，制备时间短且操作条件易控；6、制备好的抑尘剂易储存，流动性较好，不需要使用特殊高压设备和特殊喷洒装置进行喷洒；7、抑尘剂所用表面活性剂及其复配产物易溶于水，具有较低的表面张力，产生的泡沫膜具有一定的粘度和弹性。
具体实施方式
以下各实施例仅用于对本发明进行解释说明，并不构成对权利要求范围的限定，本领域技术人员根据说明书内容可以想到的其它替代手段，均应在本发明权利要求的保护范围之内。
实施例1
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 15份、
α-烯烃磺酸盐 25份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 15份、
四聚赖氨酸 10份、
水玻璃 0.5份、
氯化钙 1份、
乳葡糖酸钙 1份、
环氧树脂 2份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.05份、
1,2-丙二醇 5份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例2
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：：
烷基酚聚氧乙烯醚 22份、
α-烯烃磺酸盐 20份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 20份、
四聚赖氨酸 6份、
水玻璃 0.8份、
氯化钙 0.8份、
乳葡糖酸钙 0.8份、
环氧树脂 7份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.06份、
1,2-丙二醇 3份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例3
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例4
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例5
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为壬基酚聚氧乙烯醚；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例6
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚的质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钾；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
实施例7
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
对比例1
用于矿山的化学抑尘剂，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份，
其中所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物；所述α-烯烃磺酸盐为α-烯烃磺酸钠；所述烷基酰胺丙基甜菜碱为月桂酰胺基丙基甜菜碱。
除尘效率测定
根据国家煤炭行业标准MT/T 712，总粉尘降尘效率计算公式为：总粉尘降尘效率=（总粉尘浓度-防尘之后的总粉尘浓度）/总粉尘浓度×100%。
呼吸性粉尘是指其粒径小于5um的粉尘颗粒物，呼吸性粉尘是导致尘肺病的主要原因。其中，呼吸性粉尘的降尘效率=（呼吸性粉尘浓度-防尘之后的呼吸性粉尘浓度）/呼吸性粉尘浓度×100%。
测试结果见下表。
| 总粉尘降尘效率 | 呼吸性粉尘的降尘效率 | |
| 实施例1 | 72% | 84% |
| 实施例2 | 73% | 86% |
| 实施例3 | 77% | 89% |
| 实施例4 | 74% | 81% |
| 实施例5 | 73% | 82% |
| 实施例6 | 71% | 81% |
Claims (7)
1.一种用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 15～25份、
α-烯烃磺酸盐 15～25份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 15～25份、
四聚赖氨酸 3～10份、
水玻璃 0.5～1份、
氯化钙 0.5～1份、
乳葡糖酸钙 0.5～1份、
环氧树脂 2～8份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.05～0.1份、
1,2-丙二醇 1～5份、
水 100份。
2.如权利要求1所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 15～22份、
α-烯烃磺酸盐 20～25份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 15～20份、
四聚赖氨酸 6～8份、
水玻璃 0.5～1份、
氯化钙 0.8～1份、
乳葡糖酸钙 0.5～1份、
环氧树脂 2～7份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.05～0.08份、
1,2-丙二醇 2～5份、
水 100份。
3.如权利要求1所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，以重量份计，由以下原料组成：
烷基酚聚氧乙烯醚 20份、
α-烯烃磺酸盐 22份、
烷基酰胺丙基甜菜碱 18份、
四聚赖氨酸 7份、
水玻璃 0.7份、
氯化钙 0.9份、
乳葡糖酸钙 0.6份、
环氧树脂 6份、
2-甲基异柠檬酸钠 0.07份、
1,2-丙二醇 2份、
水 100份。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚选自壬基酚聚氧乙烯醚、辛基酚聚氧乙烯醚、二壬基酚聚氧乙烯醚、十二烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述α-烯烃磺酸盐选自α-烯烃磺酸钠、α-烯烃磺酸钾、α-烯烃磺酸铵中的至少一种。
6.根据权利要求1、2或3所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酰胺丙基甜菜碱选自油酰胺基丙基甜菜碱、棕榈酰胺丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱中的至少一种。
7.根据权利要求所述的用于矿山的化学抑尘剂，其特征在于，所述烷基酚聚氧乙烯醚为辛基酚聚氧乙烯醚和二壬基酚聚氧乙烯醚以质量比为1:2的混合物。
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