CN112210348A - 一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂及其制备方法，所述抑尘剂由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸0.5～5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.6％、氯化镁0.5～5％，其余为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释,备用。本发明提供的复合抑尘剂以十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，柠檬酸作为保湿剂，羧甲基纤维素钠作为凝并剂，氯化镁作为吸湿剂，具有针对火烧区岩石抑尘效率高、腐蚀性小、成本低、对环境友好的优点。
Description
技术领域
本发明涉及环保技术领域，具体涉及一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂及其制备方法。
背景技术
目前，随着我国露天矿采矿业的大规模发展，越来越多的露天矿区建立在中国西部火烧岩区。由于火烧区岩体质地硬脆，稳固性差，爆破、采装作业将产生大量的粉尘，严重污染环境，危害作业人员身体健康。同时，露天矿火烧岩粉尘能够加速设备零件磨损，严重降低作业场地能见度，构成潜在安全隐患，同时降低作业效率，这将给露天矿带来巨大的经济损失。因此，治理露天矿火烧区的粉尘就显得极为迫切。
化学抑尘剂是目前治理粉尘的重要手段，现有的化学抑尘剂可以主要可以分为粉尘湿润剂、粘结剂和凝聚剂三大类。化学抑尘剂通过捕捉、吸附、团聚粉尘微粒，将其紧锁于网状结构之内，起到湿润、粘接、凝结、吸湿、防尘、防浸蚀和抗冲刷的作用。但是，现有的化学抑尘剂普遍存在以下问题：(1)大部分抑尘剂并不针对特定产尘源，只是单纯的起到润湿粘结的作用，对粉尘材质缺乏针对性，导致抑尘效率不高。(2)大多数抑尘剂专注于原料配比，忽略稀释比，导致应用中抑尘剂稀释比控制极不规范。(3)现有抑尘剂价格参差不齐，但普遍较高，制约其大规模推广。专利CN 110079272 A公开了一种应用于喷雾的煤尘抑尘剂，但是该专利所述的煤尘抑尘剂并不适用于岩性粉尘，并且合成原料价格较高。专利CN111484830 A公开了一种具有高渗透性的煤尘抑尘剂，但该专利所述的高渗透性的煤尘抑尘剂原料复杂，只适用于煤矿开采，不适用于岩性粉尘。鉴于对现有抑尘剂存在的问题，研制一种针对露天矿火烧区岩石粉尘抑尘效果显著且成本经济性良好的露天矿火烧岩粉尘的新型复合抑尘剂是十分必要且迫切的。
发明内容
本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提出一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂及其制备方法，以期针对火烧区岩石粉尘有着显著抑尘效果，同时保持较低的经济成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸0.5～5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.6％、氯化镁0.5～5％，其余为水。
进一步地，所述抑尘剂针对适用于露天矿的火烧岩粉尘。
优选，所述抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸3～5％、羧甲基纤维素钠0.2～0.5％、氯化镁3～5％，其余为水。
进一步优选，所述抑尘剂由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.6％、柠檬酸3.0％、羧甲基纤维素钠0.3％、氯化镁5％，其余为水。
进一步地，所述抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释后进行使用。
优选，抑尘剂与水以1:30的体积比进行稀释。
本发明还提供了上述抑尘剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按比例称量后，将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；
(2)将抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释,备用。
本发明提供的复合抑尘剂以质量浓度为0.2～2％的十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂，质量浓度为0.5～5％的柠檬酸作为保湿剂，质量浓度为0.1～0.6％的羧甲基纤维素钠作为凝并剂，质量浓度为0.5～5％的氯化镁作为吸湿剂。通过复配实验、稀释实验以及性能指标分析得到抑尘剂稀释比为1:20～1:40。本发明所述复合抑尘剂针对露天矿火烧岩粉尘所设计，火烧岩的红外光谱图1所示，露天矿火烧岩在3000-2850cm-1、1150～1060cm-1分别存在着较强的吸收峰，3000-2850cm-1的吸收峰经过分析推测为C-H的伸缩振动，1150～1060cm-1的强吸收峰经过分析推测为脂肪醚，二者均表现出强疏水性，因此露天矿火烧岩表现出强疏水性。其他专利提供的抑尘剂主要针对于煤尘，对于具有强疏水性的岩尘，前期实验结果表明煤尘抑尘剂对强疏水性火烧岩性粉尘抑尘效果十分不理想。本发明提供的抑尘剂所选用的表面活性剂十二烷基苯磺酸钠，其含有大量的亲水基团以及亲水的酸类物质，对火烧岩粉尘表面疏水基团具有相似相溶的化学相似性。研发测试表明十二烷基苯磺酸钠能够有效强化火烧岩的亲水性，通过增加亲水基团达到提高润湿性功能。同时，耦合羧甲基纤维素钠、柠檬酸、氯化镁复配出具备团聚颗粒物凝并功能、增加吸湿量吸湿功能、保持含水率保湿功能的露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明所述抑尘剂的原料来源广泛，价格低廉，经济成本为每1m3抑尘剂稀释溶液27～35元；pH范围为6.12～6.41，腐蚀性低；本发明的制备工艺中不涉及加热、试剂投加次序控制，因此还具有制备工艺简单，易于应用现场配制的优点。
(2)本发明提供的露天矿火烧岩粉尘的新型复合抑尘剂具有针对火烧区岩性粉尘抑尘效率高、成本低、腐蚀性小、制备工艺简单的特点。
附图说明
图1为火烧岩的红外光谱图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明典型的实施方式中，本发明的露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂是由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸0.5～5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.6％、氯化镁0.5～5％，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用。
各原料均为市售试剂，其中羧甲基纤维素钠规格为：型号IH9，代替度DS≥0.9，粘度1000-1500，高粘度。
实施例1
一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：0.6％的十二烷基苯磺酸钠、3.0％的柠檬酸、0.3％的羧甲基纤维素钠、5％的氯化镁，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:30的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用，经济成本为每1m3抑尘剂溶液27元。
实施例2
一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：0.2％的十二烷基苯磺酸钠、1.0％的柠檬酸、0.1％的羧甲基纤维素钠、1％的氯化镁，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:20的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用，经济成本为每1m3抑尘剂溶液28元。
实施例3
一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：2％的十二烷基苯磺酸钠、5.0％的柠檬酸、0.5％的羧甲基纤维素钠、4％的氯化镁，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:25的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用，经济成本为每1m3抑尘剂溶液30元。
实施例4
一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：0.2％的十二烷基苯磺酸钠、4.0％的柠檬酸、0.2％的羧甲基纤维素钠、3％的氯化镁，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:35的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用，经济成本为每1m3抑尘剂溶液29元。
实施例5
一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：1.2％的十二烷基苯磺酸钠、5.0％的柠檬酸、0.6％的羧甲基纤维素钠、5％的氯化镁，其余组分为水。其制备方法如下：将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；将抑尘剂与水以1:40的体积比稀释成抑尘剂溶液，备用，经济成本为每1m3抑尘剂溶液32元。
对实施例1、2、3、4、5制备的露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂以及市面上常用的三种抑尘剂A、B、C进行火烧岩粉尘的除尘效率的对比测定。抑尘剂A与抑尘剂B均由新型多功能高分子聚合物组合而成，同时包含多种高分子植物纤维材料，抑尘剂C采用易自然降解的高分子聚合物作为原材料，受产品配方保密要求，抑尘剂A、B、C均未公开抑尘剂详细配方。其中抑尘剂A、B、C分别按照其指导最佳稀释比1:100、1:50、1:150配制而成。根据粉尘浓度计算公式：粉尘浓度＝(采样后的滤膜质量-采样前的滤膜质量)×1000/采样流量/采样时间，计算出全尘、呼吸性粉尘、PM2.5的降尘效率，如表1所示。
表1使用抑尘剂的降尘效率
以上技术方案阐述了本发明的技术思路，不能以此限定本发明的保护范围，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上技术方案所作的任何改动及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
Claims (7)
1.一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸0.5～5％、羧甲基纤维素钠0.1～0.6％、氯化镁0.5～5％，其余为水。
2.根据权利要求1所述的一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂针对适用于露天矿的火烧岩粉尘。
3.根据权利要求1所述的一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂，由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.2～2％、柠檬酸3～5％、羧甲基纤维素钠0.2～0.5％、氯化镁3～5％，其余为水。
4.根据权利要求1所述的一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂由以下质量百分比的原料组成：十二烷基苯磺酸钠0.6％、柠檬酸3.0％、羧甲基纤维素钠0.3％、氯化镁5％，其余为水。
5.根据权利要求1所述的一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释后进行使用。
6.根据权利要求5所述的一种露天矿火烧岩粉尘的复合抑尘剂，其特征在于，抑尘剂与水以1:30的体积比进行稀释。
7.一种基于权利要求1所述抑尘剂的制备方法，具体包括如下步骤：
(1)按比例称量后，将十二烷基苯磺酸钠、柠檬酸、羧甲基纤维素钠、氯化镁加入水中进行复配，混合均匀得到抑尘剂；
(2)将抑尘剂与水以1:20～1:40的体积比稀释,备用。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20210112 |
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