CN111420338A - 一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法 - Google Patents

Abstract

一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，包括以下步骤：将石英砂尾矿进行水洗、烘干、筛分备用；取磷酸二氢铵8‑10g，研磨后加热干燥；取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵3‑5g，与磷酸二氢铵混合研磨，再加入0.4‑0.6g滑石粉再继续研磨，然后加入200‑500目石英砂尾矿2‑3g混合并充分研磨，取1‑3mL硅油加入其中继续混合，并用搅拌器搅拌24h，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，根据该方法制备的灭火剂灭火效率高、适用范围广，而且采用石英砂尾矿为原料，既科学环保，又经济实惠。

Description

一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法

技术领域

本发明涉及一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法。

背景技术

近年来，一方面，全国各地的火灾事故不断发生，由于火势在刚开始时没能被及时扑灭，火势蔓延或是扑灭后有复燃，给人们造成了不可估量的损失；市场上常见的大体大分为三种，干粉灭火剂、液态灭火剂、气体灭火剂；这些灭火剂的高效性、环保性和实用性都有待提高，现有的灭火剂已经不能满足工业和公共安全的要求。另一方面，石英砂尾矿堵塞河道和农田，给大气带来污染，需要消除其危害和拓展其应用范围。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，根据该方法制备的灭火剂灭火效率高、适用范围广，而且采用石英砂尾矿为原料，既科学环保，又经济实惠。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，包括以下步骤：

(1)将石英砂尾矿进行水洗，然后在鼓风干燥箱中加热干燥7-9h，加热温度为105-115℃，然后筛选200-500目的石英砂尾矿备用；

(2)取磷酸二氢铵8-10g，在玛瑙研钵中充分研磨1-2h后，放入鼓风干燥箱中加热干燥8-10h，加热温度为105-115℃；

(3)取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵3-5g，在玛瑙研钵中充分研磨1-2h，然后与上述步骤(2)中研磨过的磷酸二氢铵混合继续研磨1-2h，然后再加入0.4-0.6g滑石粉再继续研磨1-2h，得到第一混合粉末；

(4)取步骤(1)处理后的石英砂尾矿2-3g与步骤(3)得到的第一混合粉末混合并充分研磨1-2h，得到第二混合粉末；

(5)取1-3mL硅油加入第二混合粉末中混合，并用搅拌器搅拌24h，转速为400-500r/min，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，加热温度为105-115℃。

相对于传统灭火剂，根据本发明所述的方法制备的灭火剂具有如下优点：

1、发明制备的灭火剂利用石英砂尾矿超细粉，熔点高、绝缘好、比表面积大，使灭火剂具有熔点高，分布和扩散性、隔绝性好的性能。

2、利用石英砂尾矿超细粉比表面积大的特点，当其于燃烧物表面接触时，发生一系列化学反应，在固体表面的高温作用下被融化并形成一个玻璃状覆盖层将表面与周围空气隔开，使燃烧窒息，提高灭火效率。

3、利用石英砂尾矿超细微粒与火焰结合时迅速捕获燃烧自由基的能力，切断自由基反应，使链式反应终止，提高灭火效率；利用石英砂尾矿超细微粒灭火之后形成小囊泡，与土壤结合，减少对环境的污染。

4、本发明所述方法制备的灭火剂灭火时，会产生浓云般的粉末与火焰结合，分解吸热，吸收火焰的部分热量，并产生一些不活泼气体(如：二氧化碳、水蒸气等)对燃烧区的氧浓度具有稀释作用，使火的燃烧反应减弱。

5、本发明所述方法制备的灭火剂应用范围较广，不仅适用于各类公共场所、办公场所、宾馆、饭店、汽车、轮船等的灭火，还适用于森林、化工厂和油罐场所灭火。

附图说明

图1是本发明实施例二所制备灭火剂的样品粒度分布曲线图。

图2是本发明实施例二所制备灭火剂样品在溶剂水内的溶解性示意图。

图3是本发明实施例二所制备灭火剂样品在溶剂硅油和酒精内的溶解性示意图。

图4是本发明实施例二所制备灭火剂样品的表面浸润性接触角测试图。

图5是本发明实施例二所制备灭火剂的样品热重测试图。

图6是本发明实施例二所制备灭火剂的样品热差测试图。

具体实施方式

实施例一：

一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，包括以下步骤：

(1)将石英砂尾矿进行水洗，然后在鼓风干燥箱中加热干燥7h，加热温度为105℃，然后筛选200目的石英砂尾矿备用；

(2)取磷酸二氢铵8g，在玛瑙研钵中充分研磨1h后，放入鼓风干燥箱中加热干燥8h，加热温度为105℃；

(3)取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵3g，在玛瑙研钵中充分研磨1h，然后与上述步骤(2)中研磨过的磷酸二氢铵混合继续研磨1h，然后再加入0.4g滑石粉再继续研磨1h，得到第一混合粉末；

(4)取步骤(1)处理后的石英砂尾矿2g与步骤(3)得到的第一混合粉末混合并充分研磨1h，得到第二混合粉末；

(5)取1mL硅油加入第二混合粉末中混合，并用搅拌器搅拌24h，转速为400r/min，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，加热温度为105℃。

实施例二：

一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，包括以下步骤：

(1)将石英砂尾矿进行水洗，然后在鼓风干燥箱中加热干燥8h，加热温度为110℃，然后筛选300目的石英砂尾矿备用；

(2)取磷酸二氢铵9g，在玛瑙研钵中充分研磨1.5h后，放入鼓风干燥箱中加热干燥9h，加热温度为110℃；

(3)取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵4g，在玛瑙研钵中充分研磨1.5h，然后与上述步骤(2)中研磨过的磷酸二氢铵混合继续研磨1.5h，然后再加入0.5g滑石粉再继续研磨1.5h，得到第一混合粉末；

(4)取步骤(1)处理后的石英砂尾矿2.5g与步骤(3)得到的第一混合粉末混合并充分研磨1.5h，得到第二混合粉末；

(5)取2mL硅油加入第二混合粉末中混合，并用搅拌器搅拌24h，转速为450r/min，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，加热温度为110℃。

实施例三：

一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，包括以下步骤：

(1)将石英砂尾矿进行水洗，然后在鼓风干燥箱中加热干燥9h，加热温度为115℃，然后筛选500目的石英砂尾矿备用；

(2)取磷酸二氢铵10g，在玛瑙研钵中充分研磨2h后，放入鼓风干燥箱中加热干燥10h，加热温度为115℃；

(3)取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵5g，在玛瑙研钵中充分研磨2h，然后与上述步骤(2)中研磨过的磷酸二氢铵混合继续研磨2h，然后再加入0.6g滑石粉再继续研磨2h，得到第一混合粉末；

(4)取步骤(1)处理后的石英砂尾矿3g与步骤(3)得到的第一混合粉末混合并充分研磨2h，得到第二混合粉末；

(5)取3mL硅油加入第二混合粉末中混合，并用搅拌器搅拌24h，转速为500r/min，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，加热温度为115℃。

为进一步表征本方法所制备的灭火剂的效果，以下以实施例二所制备的灭火剂样品进行表征与分析：

粒度测试：

用激光粒度分布仪对样品进行粒度测试，仪器厂家：丹东百特仪器有限公司，仪器型号Bettersize-2000。

参见图1。灭火剂粉末粒径主要分布在30到40μm之间，说明研磨充分，粉末粒度较细，质量轻，比表面积大，有助于喷射，使其覆盖范围广；同时最大粒度不过40μm，说明粉末弥散性好，当覆盖在液体表面时可以更好的隔绝氧气，有利于提高灭火效果。

水溶性环保测试：

取3个100mL的烧杯，分别加入60.0mL的蒸馏水、乙醇和硅油。称取0.5g左右的样品粉末，均匀喷洒到三种液体表面，开始计时并观察记录粉末在三种液体面上的漂浮状况和沉入液体后溶解所需的时间。实验结果参见图2、图3，记录结果如下表一所示。

表一

由结果可知，所制备的灭火剂水溶性一般，易在水的表面成膜，而在硅油和乙醇中具有较好的溶解性，达到了环保的标准。

吸湿性测试：

取适量粉末用表面浸润性接触角测试仪测试。

参见图4：水在粉末表面基本成球状，显然其接触角是大于90°的，说明粉末表面浸湿程度较差，既试样粉末不易被润湿。

热重热差测试

参见图5、图6。由图中可以看到热重图在220℃时出现了第一个滑坡，此时磷酸二氢铵和碳酸氢铵开始分解，从曲线上我们可以看到出现了明显的吸热峰，表明试样在分解时时大量吸收外界热量的；在380℃时出现了第二个滑坡，此时硫酸铵进行第一步和第二部分解，同时热差曲线也出现了一个吸热峰。在430℃时出现了第三个滑坡，为硫酸铵得第三部分解；在500℃时，部分二甲基硅油开始分解出甲基，放出部分热量。在600℃左右，二甲基硅油分解成二氧化碳和水，包覆在物质表面，形成外壳，使试样不再分解，说明试样的耐高温性良好。于是我们可以得出：在火灾现场，灭火剂试样在高温下进行多段分解，吸收热量降低火场温度，同时产生二氧化碳和水包覆再物质表面，使试样产生灭火得外壳。且温度达到680℃以后，试样中高熔点的石英砂尾矿微粒不在分解，说明所制备灭火剂耐高温性良好。因此，本样品可满足高温大火的灭火要求，并可用作高效环保型灭火剂。

灭火效果测试

实验中，取普通灭火剂样品和本发明灭火剂样品粉末25±5g溶于25±5g水，然后转入喷枪中，然后对对正在燃烧的火盆进行喷射(火盆内的染料为木材或酒精)，随后查看灭火效果。如表二所示。

表二

由表二可以看出，在相同用量的条件下，本公司灭火剂灭火效率至少是普通；磷酸铵盐灭火剂的一倍。

综上可知，本发明制备的灭火剂释放到火灾空间中，可以迅速地使各种常见的火灾得到明显的抑制或是熄灭，使用安全、清洁环保、灭火效率高，应用范围广。

Claims (1)

1.一种利用石英砂尾矿制备高效环保型灭火剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将石英砂尾矿进行水洗，然后在鼓风干燥箱中加热干燥7-9h，加热温度为105-115℃，然后筛选200-500目的石英砂尾矿备用；

(2)取磷酸二氢铵8-10g，在玛瑙研钵中充分研磨1-2h后，放入鼓风干燥箱中加热干燥8-10h，加热温度为105-115℃；

(3)取质量比为1:1的硫酸铵和硫酸氢铵3-5g，在玛瑙研钵中充分研磨1-2h，然后与上述步骤(2)中研磨过的磷酸二氢铵混合继续研磨1-2h，然后再加入0.4-0.6g滑石粉再继续研磨1-2h，得到第一混合粉末；

(4)取步骤(1)处理后的石英砂尾矿2-3g与步骤(3)得到的第一混合粉末混合并充分研磨1-2h，得到第二混合粉末；

(5)取1-3mL硅油加入第二混合粉末中混合，并用搅拌器搅拌24h，转速为400-500r/min，搅拌完成后再置于鼓风干燥箱中加热干燥12h得到灭火剂样品，加热温度为105-115℃。

Images