CN104449578A - 一种环保型抑尘剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种环保型抑尘剂及其制备方法属于抑尘控制领域。所述抑尘剂,各组分质量比如下,水:基料:天然淀粉:表面活性剂:增效剂=100:(1-20):(1-20):(0.1-5):(0.1-10)。抑尘剂制备方法,包括以下步骤:将1-20份基料加入50份水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中,搅拌混匀;将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入25份水,控制温度在60℃时加入1-20份淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入0.1-10份增效剂,继续搅拌10分钟;在50mT磁场强度下磁化处理1-5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。所用原料具有良好的环境经济效益。
Description
技术领域
本发明属于抑尘控制领域,特别是道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆场等无组织排放造成的粉尘的控制,具体涉及一种环保型抑尘剂及其制备方法。
背景技术
近些年来,随着人们对大气环境质量的要求越来越高,污染物控制排放标准越来越严,控制大气环境中TSP、PM10、PM2.5的形势日益严峻,然而由于工业的迅速发展,资源的过度开采使用,植被的大量破坏,交通工具的迅速增加,基础建设的大规模进行,粉尘的排放不减反增。针对道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆积等无组织排放造成的粉尘污染严重影响了周边环境,抑尘剂作为一种灵活性强的控制手段,目前国内外已经取得了显著的发展。
中国专利CN103242805A公布了一种由水、渣油、表面活性剂制成的新型环保型路面抑尘剂;中国专利CN102558579A公布了一种利用天然淀粉、丙烯酸、氢氧化钠、交联剂、引发剂等制成的抑尘覆盖剂,两种抑尘剂原料来源广泛,价格低廉,制备方法简单易行,但所用渣油、交联剂和引发剂都具有一定毒性,难降解,造成二次污染。中国专利CN101787261A公布了一种改性纤维素或改性淀粉、改性纳米粒子母体、乙醇等为原料的核膜结构的煤炭抑尘剂,但改性纳米粒子母体制备较难控制;中国专利CN102627430A公布了一种由羧甲基纤维素钠为成膜剂,以经处理的建筑垃圾为填料制备的建筑垃圾专用覆盖剂,该覆盖剂制作工序简单,但对建筑垃圾破碎工艺要求较高;中国专利CN03121134.8公布了一种利用玉米秸秆、淀粉、石灰粉和添加剂制备出的环保型扬尘覆盖剂,具有效果好、价格低廉等优点,但对于煤炭等矿物堆场这类非亲水性料场有一定局限。随着技术的发展,对于道路、矿物粉体及其废弃物堆场、建筑垃圾堆场等无组织排放造成的粉尘的控制,必然要求抑尘剂原材料易得、价格低廉、制备过程简单、易存储、无毒性、不易造成二次污染、适应性宽。
鉴于抑尘剂存在的问题和现实要求,加之循环经济性的考虑,经过系列实验探索,开发了本发明所陈述的环保型抑尘剂。
发明内容
本发明本着“以废治废”的观念,降低成本,利用落叶、锯末、谷壳为骨架,添加天然淀粉、表面活性剂、增效剂,配以适当比例的水,经磁化后最终开发出本发明所述环保型抑尘剂。
本发明的技术方案如下:
所述环保型抑尘剂,各组分质量比如下,水:基料:天然淀粉:表面活性剂:增效剂=100:(1-20):(1-20):(0.1-5):(0.1-10)。
所述基料包括落叶、锯末、谷壳中的一种或几种,并粉碎过10目筛,筛下所得粉体即为所需。落叶、锯末、谷壳产量大,价格低廉,较秸秆等其它农作物而言,破碎工艺简单,通过蒸煮处理,释放大量木质素和纤维素,起到抑尘剂成膜链接“骨架”作用。
所述天然淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或几种。天然淀粉同样具有价格低廉、产量大的优点,在经一定温度糊化后,表现出较好的黏性,能够将基料粉体粒子之间、基料粉体与堆场间更好的联结在一起,从而起到抑尘固尘的作用。
所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或烷基糖苷中的一种。本发明所用表面活性剂,无毒性,首先对于煤炭、矿物粉体、建筑垃圾等这类不具有良好亲水性的物料,可以有效改善堆场物料的亲水性,促进小颗粒物通过水的中间作用相互联结成大颗粒物,从而起到抑尘降尘的作用;其次加速基料中木质素和纤维素的释放,增强抑尘剂的成膜性。
所述增效剂为草木灰和甘油的混合物。二者混合制得的增效剂,提高了表面活性剂的性能,调节溶液酸碱性,改善淀粉的糊化效果,起到缩短反应时间,最终改进了溶液的亲水性、润湿性,提升抑尘效果。草木灰作为植物体燃烧后的残灰,含有钾、钙、磷、硅、镁、硼、锌等多种营养元素,易降解,对于道路、矿物废弃物、建筑垃圾堆场的生态恢复,也起到一定作用。抑尘剂制备步骤如下:
(1)将1-20份基料加入50份水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;
(2)加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中,搅拌混匀;
(3)将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;
(4)加入25份水,控制温度在60℃时加入1-20份淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;
(5)加入0.1-10份增效剂,继续搅拌10分钟;
(6)在50mT磁场强度下磁化处理1-5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。
本发明所述抑尘剂原材料易得、价格低廉、制备过程简单、易存储、无毒性、易降解不易造成二次污染。抑尘剂在50mT磁场强度下,经磁化处理,促进了各组分间的共溶性,抑尘溶液的均匀性稳定性也有所提高;在50mT磁场强度下,随磁化时间的增长,溶液表面张力逐渐减小,提高抑尘剂对非亲水性物料的润湿性,加之表面活性剂的协同作用,使得该抑尘剂的适用性更宽;磁化后抑尘剂喷洒量为0.5L/m2-3L/m2时,使用AG-5000A型材料试验机检测覆盖剂的粘接强度,其范围为0.05-0.4MPa,其粘接强度有明显提高。
本发明的环保型抑尘剂使用方法是在常温下以0.5L/m2-3L/m2的量将其均匀喷洒在物料表面,喷洒量大于0.5L/m2,覆盖剂成膜后可耐受9级阵风(无外力破坏);喷酒量小于0.5L/m2,堆料表面结壳不均匀,易破损,遇强风后膜便从破损处剥落。
本发明所述的环保型抑尘剂延长了表层保水性,在抑尘剂干燥后,表层的成膜性良好,并保持较佳的弹性,在抑尘固尘作用的同时,可防止刺激性气味或腐败气味的散发,在自然界中降解后,无二次污染,具有良好的经济和环境效益。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的内容,下面通过实施例对本发明作进一步说明,但并不限制本发明的保护范围。
实施例1:将10g落叶粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入1g十二烷基硫酸钠加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入10g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入1g增效剂(其中草木灰900mg和甘油100mg),继续搅拌10分钟,在50mT磁场强度下磁化处理3分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为1平米的沙土堆上,经观测4小时表干,6小时实干,沙土出现一层覆盖膜,挤压出现裂痕。用风机以20米/秒的风速吹沙土堆表面30min,风吹时有粉尘扬起,沙土出现下滑现象,该沙土露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况受到破坏。
实施例2:将50g落叶粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入5g十二烷基硫酸钠加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入50g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入10g增效剂(其中草木灰8.5g和甘油1.5g),继续搅拌10分钟,在50mT磁场强度下磁化处理3分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为1平米的沙土堆上,经观测3.5小时表干,6小时实干,沙土表面结成一层覆盖膜,挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min,风吹时有粉尘扬起,无沙土下滑现象,该沙土露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
实施例3:将100g落叶粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入15g十二烷基硫酸钠加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入100g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入60g增效剂(其中草木灰50g和甘油10g),继续搅拌10分钟,在50mT磁场强度下磁化处理4分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为1平米的煤堆上,经观测3小时表干,5小时实干,尾矿库堆场表面已结成一层覆盖膜,挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹堆场表面30min,风吹时无粉尘扬起,也无煤粉下滑现象,该堆场露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
实施例4:将100g锯末粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入30g烷基糖苷加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的十二烷基硫酸钠溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入100g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入77g增效剂(其中草木灰70g和甘油7g),继续搅拌10分钟,在50mT磁场强度下磁化处理5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为1平米的煤堆上,经观测3小时表干,5小时实干,煤堆表面已结成一层覆盖膜,挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min,风吹时无粉尘扬起,也无煤粉下滑现象,该煤堆露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
实施例5:将200g锯末粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入50g烷基糖苷加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的烷基糖苷溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入200g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入100g增效剂(其中草木灰90g和甘油10g),继续搅拌10分钟,在100mT磁场强度下磁化处理6分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为1平米的煤堆上,经观测3.5小时表干,6小时实干,煤堆表面已结成一层覆盖膜,挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min,风吹时无粉尘扬起,也无煤粉下滑现象,该煤堆露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
实施例6:将200g锯末粉碎过10目筛,加入500g水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;加入50g烷基糖苷加入到250g水中,搅拌混匀;将配制的烷基糖苷溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;加入250g水,控制温度在60℃时加入200g淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;加入100g增效剂(其中草木灰90g和甘油10g),继续搅拌10分钟,在50mT磁场强度下磁化处理5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。将使用本实施例所示方法制成的抑尘剂喷洒在表面积为0.5平米的煤堆上,经观测3.5小时表干,6小时实干,煤堆表面已结成一层覆盖膜,挤压无明显裂痕。用风机以20米/秒的风速吹煤堆表面30min,风吹时无粉尘扬起,也无煤粉下滑现象,该煤堆露天堆放60天,经历中雨、小雨后表面固化情况未受到明显影响。
Claims (6)
1.一种环保型抑尘剂,其特征在于,各组分质量比如下,水:基料:天然淀粉:表面活性剂:增效剂=100:(1-20):(1-20):(0.1-5):(0.1-10)。
2.制备如权利要求1所述一种环保型抑尘剂的方法,其特征在于,它包括以下步骤:
(1)将1-20份基料加入50份水中,不断搅拌,加热持续煮沸30分钟;
(2)加入0.1-5份表面活性剂加入到25份水中,搅拌混匀;
(3)将配制的表面活性剂溶液加入到煮沸的基料溶液中,搅拌10分钟;
(4)加入25份水,控制温度在60℃时加入1-20份淀粉,不断搅拌,保持温度70℃,待淀粉完全呈糊化状态,停止加热;
(5)加入0.1-10份增效剂,继续搅拌10分钟;
(6)在50mT磁场强度下磁化处理1-5分钟后静置冷却即得所述抑尘剂。
3.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂,其特征在于,所述基料包括落叶、锯末、谷壳中的一种或几种,并将该混合物粉碎过10目筛,筛下所得粉体即为所需基料。
4.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂,其特征在于,所述天然淀粉包括马铃薯淀粉、玉米淀粉、红薯淀粉中的一种或几种。
5.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠或烷基糖苷。
6.根据权利要求1所述的一种环保型抑尘剂,其特征在于,所述增效剂包括草木灰和甘油的混合物,二者质量比为(5-10):1。
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