CN112778973B - 一种煤堆防雨抑尘剂及其制备方法与应用 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料技术领域，具体公开了一种煤堆防雨抑尘剂及其制备方法与应用。所述煤堆防雨抑尘剂，包括如下重量百分比的组分：疏水二氧化硅1.0％～1.5％；磷酸二氢钾9％～12％；氧化镁10％～14％；石膏4％～8％；水洗砂3％～6％；凹凸棒粘土2.5％～4.0％；碳酸钙0.5％～3.0％；水55％～65％。本发明的煤炭抑尘剂，生产制备方法简便，生产成本较低，便于作业实施并且符合环保要求。将煤炭防雨抑尘剂喷洒于煤炭表面后即能在煤炭表面形成一层具有一定强度、韧性、防水性良好的固化层，可有效地避免煤炭在堆放过程中，因为风蚀、水蚀造成的扬尘污染和损失，抑尘和防水效果优于现有技术，还可延缓煤炭氧化自燃。
Description
技术领域
本发明属于材料技术领域，特别涉及一种煤堆防雨抑尘剂及其制备方法与应用。
背景技术
燃煤发电仍然是我国电力生产的主要方式，各电厂的单机和总装机容量不断扩大，总的耗煤量和存煤量随之上升。
煤炭储存过程的损耗主要由三个方面引起的：一是扬尘造成的，主要由装卸、转载煤炭时产生的动态扬尘和存煤时受来流风的风力作用下形成的静态扬尘造成的损耗。二是雨水冲刷造成的，受雨水冲刷和渗透作用造成部分煤颗粒随着雨水汇集而成的径流进入沟渠中流走而造成的损耗和雨水造成煤堆的低位发热量下降引起的损耗。三是储煤被空气氧化造成损耗，不同品种的煤在存放过程都会受到一定程度的氧化，煤化程度越低的煤堆更容易被氧化。统计表明，电厂煤堆露天存储由扬尘、雨水冲刷、氧化造成的损耗可以达到3％左右，如果再考虑由于雨水影响造成煤中水分增加引起低位发热量下降的问题，相当于提高煤耗5％以上，这些损耗既造成浪费，又污染周围空气和水体环境。
目前，电厂和港口煤场对于扬尘、雨水冲刷、煤质氧化的治理技术主要以物理方法为主，存在着治理费用昂贵、效果差、功能单一的缺点。
对于扬尘、雨水冲刷、煤质氧化的技术中，可以采用喷洒化学抑尘剂法，此法具有治理效果好、成本低的特点。目前市场上用的煤炭化学抑尘剂虽然具有较好的抑尘效果，但是一般适用于煤炭运输过程中，并且由于组分多为淀粉、纤维素类物质，存在着粘结强度不高，防水性较差的问题，一旦遇到降雨就会造成大量的煤粉损失，不适用于露天煤堆的抑尘。
因此，随着火电厂耗煤量的不断上升，研制一种廉价、高效并且具有一定的防水能力的抑尘剂已成为现阶段急需解决的问题之一。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种煤堆防雨抑尘剂。
本发明另一目的在于提供一种上述煤堆防雨抑尘剂的制备方法。
本发明再一目的在于提供上述煤堆防雨抑尘剂在防水抑尘中的应用。
本发明的目的通过下述方案实现：
一种煤堆防雨抑尘剂，其包括如下重量百分比的组分：
所述磷酸二氢钾优选为纯度99％、200目的磷酸二氢钾；所述氧化镁优选为重烧氧化镁。
一种上述煤堆防雨抑尘剂的制备方法，包括以下步骤：
按配方要求称量磷酸二氢钾、氧化镁、石膏、水洗砂、碳酸钙、凹凸棒粘土和疏水二氧化硅，混合均匀后加水搅拌，即得到煤堆防雨抑尘剂。
所述混合的搅拌速度为15～35r/min；优选为30r/min；所述混合的搅拌时间为1～5min，优选为2min。所述混合优选为在粉体粉碎混合机中进行。
所述加水搅拌为加55％～65％的水搅拌3～7min；优选为加59％的水搅拌5min。
上述煤堆防雨抑尘剂在防水抑尘中的应用；具体为将煤堆防雨抑尘剂搅拌均匀后，在常温下将其均匀喷洒在煤堆表面即可。
本发明所述常温和未指明的温度均为15～35℃。
本发明中，磷酸二氢钾通过与氧化镁反应，生成以磷酸盐为粘结相的无机胶凝材料；通过采用石膏等填料替代部分氧化镁达到降低胶凝材料用量来解决放热过大和降低成本；加入凹凸棒粘土添加剂的目的是提高其粘结性使疏水剂能较好地与其他成分融合；加入疏水二氧化硅的目的是增强其防水性；另外磷酸二氢钾、氧化镁与石膏等填料复合后，能降低一些磷酸镁固化层的后期强度。
本发明相对于现有技术，具有如下的优点及有益效果：
本发明的煤炭抑尘剂，其使用操作简单，生产制备方法简便，制备生产时无须特殊要求的设备，并且产品无毒，对运输设备无腐蚀性，生产成本较低，便于作业实施并且符合环保要求。将煤炭防雨抑尘剂喷洒于煤炭表面后即能在煤炭表面形成一层具有一定强度、韧性、防水性良好的固化层，可有效地避免煤炭在堆放过程中，因为风蚀、水蚀造成的扬尘污染和损失，抑尘和防水效果优于现有技术，还可延缓煤炭氧化自燃。应用本发明既可使运输单位和煤炭客户减少损失，也可有效保护环境，具有良好的社会效益。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例中所用试剂如无特殊说明均可从市场常规购得。
分析纯磷酸二氢钾购自天津市致远化学试剂有限公司；氧化镁购自营口仁恒镁业有限公司；碳酸钙购自天津市致远化学试剂有限公司；
具体实施例中的百分数均按重量百分比计。
实施例1
按下述方法制备煤堆防雨抑尘剂：
在容器中加入11.6％的磷酸二氢钾、13.6％的重烧氧化镁、5.76％的石膏、4％的水洗砂、2.1％的碳酸钙、3.02％的凹凸棒粘土和1.03％疏水二氧化硅，以30r/min的速度搅拌2min让固体粉末混合均匀，再向固体混合料中加入约58.89％的水用水粉混合机以1400r/min的速度快速搅拌5min待混合体融和，即得煤堆防雨抑尘剂。
实施例2
按下述方法制备煤堆防雨抑尘剂：
在容器中加入11.6％的磷酸二氢钾、13.6％的重烧氧化镁、5.71％的石膏、4％的水洗砂、2.1％的碳酸钙、3.35％的凹凸棒粘土和1.04％的疏水二氧化硅，以30r/min的速度搅拌2min让固体粉末混合均匀，再向固体混合料中加入约58.6％的水用水粉混合机以2900r/min的速度快速搅拌5min待混合体融和。即得煤堆防雨抑尘剂。
实施例3
按下述方法制备煤堆防雨抑尘剂：
在容器中加入11.5％的磷酸二氢钾、13.5％的重烧氧化镁、5.75％的石膏、4％的水洗砂、2.0％的碳酸钙、3.67％的凹凸棒粘土、1.25％疏水二氧化硅，以30r/min的速度搅拌2min让固体粉末混合均匀，再向固体混合料中加入约58.33％的水用水粉混合机以1400r/min的速度快速搅拌5min待混合体融和。
即得煤堆防雨抑尘剂。
实施例4
按下述方法制备煤堆防雨抑尘剂：
在容器中加入11.8％的磷酸二氢钾、11.8％的重烧氧化镁、4.52％的石膏、5％的水洗砂、2.2％的碳酸钙、3.75％的凹凸棒粘土、1.06％疏水二氧化硅，以30r/min的速度搅拌2min让固体粉末混合均匀，再向固体混合料中加入约59.87％的水用水粉混合机以1400r/min的速度快速搅拌5min待混合体融和。
即得煤堆防雨抑尘剂。
将实施例1、2、3、4制备得到的煤堆防雨抑制剂分别注入喷雾器，用喷雾器将产品均匀喷洒在煤堆上，4小时后干燥形成约4mm厚，强度约为15MPa的壳层。
耐阳光曝晒性能和防雨水防风性能测试：
于广东地区5-7月份，将实施例1～4所得喷洒煤堆防雨抑尘剂后的煤盘样放置露天环境下，60天后再测试防风性能，发现固化层没有出现破损，防风率依然在95％～99％，测其水蚀率为2.5～3.5％，该固化层具有比较好的耐阳光曝晒、防水、防风性能。
对比例1
在容器中加入11.89％的磷酸二氢钾、24.03％的重烧氧化镁、3.10％的凹凸棒粘土、0.69％疏水二氧化硅，以30r/min的速度搅拌2min让固体粉末混合均匀，再向固体混合料中加入约60％的水用水粉混合机以1400r/min的速度快速搅拌5min待混合体融和。
对比例中不加入石膏等填料，磷酸二氢钾与氧化镁反应发热厉害，2～3分钟物料就成型且硬度大，发热大成型快不利于施工性能的保持，对后期用煤单位取煤破壳难度增大。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种煤堆防雨抑尘剂，其特征在于其包括如下重量百分比的组分：
；
所述煤堆防雨抑尘剂应用于防水抑尘中，具体为：将煤堆防雨抑尘剂搅拌均匀后，在常温下将其均匀喷洒在煤堆表面即可。
2.根据权利要求1所述的一种煤堆防雨抑尘剂，其特征在于：
所述磷酸二氢钾为纯度99％、200目的磷酸二氢钾；所述氧化镁为重烧氧化镁。
3.一种根据权利要求1所述的煤堆防雨抑尘剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
按配方要求称量磷酸二氢钾、氧化镁、石膏、水洗砂、碳酸钙、凹凸棒粘土和疏水二氧化硅，混合均匀后加水搅拌，即得到煤堆防雨抑尘剂。
4.根据权利要求3所述的煤堆防雨抑尘剂的制备方法，其特征在于：
所述混合的搅拌速度为15～35r/min，搅拌时间为1～5min；
所述加水搅拌为加55％～65％的水搅拌3～7min。
5.根据权利要求3所述的煤堆防雨抑尘剂的制备方法，其特征在于：
所述混合的搅拌速度为30r/min，搅拌时间为2min；
所述加水搅拌为加59％的水搅拌5min。
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| 张江石.《粉尘防治理论与方法》.煤炭工业出版社,2018,(第1版),155. * |
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