DE3221639A1 - Hochwirksames staubbindemittel - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Staubbindemittel, mit dem der Staub auf stark befahrenen Industriestraßen (Zementfabriken, Kohlentagebau, Steinbrüche, keramische Industrie) für mehrere Wochen lang gebunden werden kann. Die erfindungsgemäße Emulsion besteht aus 10 - 32 Vol.-% eines emulgierbaren Mineralöles, 0,05 - 1,00 Vol.-% Carboxymethylcellulose, 0,1 - 0,8 Vol.-% eines ionischen oder nichtionischen Benetzungsmittels, 8 - 49 Vol.-% Weichmacher, 39 - 55 Vol.-% Wasser und gegebenenfalls bis zu 3 Vol.-% Wasserglas. Die Emulsion wird auf die zu behandelnde Straßenfläche aufgesprüht und ist nach 2 - 3 Stunden versickert. Die behandelte Fläche wird einmal täglich durch Besprengen mit Wasser aufgefrischt, was die Wirkungsdauer verlängert. Der Staubgehalt der Luft sinkt durch die Behandlung auf weniger als 1 % seines ursprünglichen Wertes ab und beträgt auch nach 12 Wochen nur etwa 10 % des ursprünglichen Wertes.

Description

Die Erfindung betrifft ein neues, hochwirksames Staubbindemittel in Emulsionsform, das - auf stark befahrene Industriestraßen ohne feste Straßendecke aufgesprüht - fähig ist, den Staub zwei bis drei Wochen lang zu binden.

Auf den Transportstraßen der Zementfabriken, der Grobkeramik herstellenden Werke und vor allem der im Tagebau arbeitenden Bergwerke, zum Beispiel der Steinkohlentagebaue und der Steinbrüche, bildet sich bei trockenem Wetter Staub in großer Menge, der schon bei geringen Luftströmungen eine bedeutende Umweltverschmutzung verursacht.

In den dichten Staubwolken verschlechtern sich die Sichtverhältnisse, wodurch häufiger Verkehrsunfälle eintreten können.

Der schwebende Staub kann, abhängend von seiner Zusammensetzung, auch Berufskrankheiten verursachen. In der Umgebung der im Tagebau arbeitenden Liasbergwerke ist zum Beispiel der Gehalt des Staubes an freier Kieselsäure verhältnismäßig hoch, so daß bei dauernder Staubbelastung die Werktätigen an Staublunge erkranken können.

Die Lebensdauer der Motoren der in staubiger Umgebung zum Einsatz kommenden Kraftfahrzeuge, Krane, Hubvorrichtungen und zum Be- und Entladen dienenden Maschinen ist um 20 - 25 % kürzer.

Die älteste und verbreitetste Methode zum Binden des Staubes ist das Sprengen mit Wasser. Da das Wasser jedoch sehr schnell verdunstet, ist die Wirkung verhältnismäßig kurzzeitig. Insbesondere im Sommer dauert die staubbindende Wirkung nur 10 - 15 Minuten.

Zum Binden des Staubes sind ferner Verfahren mit Teer und Emulsionen von Kaltbitumen bekannt. Diese Verfahren haben den Nachteil, daß Teer und Bitumen an den Reifen der Kraftfahrzeuge haften bleiben und deren Profil verstopfen, und ferner, daß auf diese Weise die Kraftfahrzeuge das staubbindende Mittel von der Straße abtragen. Durch den Fußgängerverkehr werden Teerverschmutzungen in Wohnhäuser und Wohnungen getragen.

In den vergangenen Jahren gewannen aus mehreren Komponenten bestehende, wirksamere staubbindende Emulsionen Verbreitung in der Praxis. Das Unternehmen Consumers Oil (USA) entwickelte 1974 das Reagens Coherox, von dem Ross (Coal Age, 1977/6, S. 98 - 101) so viel erwähnt, daß es die wäßrige Emulsion eines gewissen Erdölharzes sei.

1975 wurde von Timohov u.a. (Gornüj Zsurnal 1975/11, S. 68 - 70) zum Binden des Staubes auf den Straßen von Kupfererztagebauen eine Emulsion ausgearbeitet, die Sulfatalkoholrückstände und Bitumen enthält und in der Sowjetunion unter der Bezeichnung SSB im Handel ist.

Gegenstand der Erfindung ist ein staubbindendes Mittel, welches wirksamer ist als die bisher bekannten. Mit dem Mittel können auch bei anhaltend warmem, trockenem Wetter und sonstigen ungünstigen klimatischen Bedingungen die feinen mineralischen Staubteilchen für mehrere Wochen gebunden werden.

Es wurde nun gefunden, daß eine Emulsion, die 10 - 32 Vol.-% eines emulgierbaren Mineralöles, 0,05 - 1,00 Vol.-% Carboxymethylcellulose (CMC), 0,1 - 0,8 Vol.-% eines ionischen oder nichtionischen Benetzungsmittels, 8 - 49 Vol.-% Weichmacher, 39 - 55 Vol.-% Wasser und gegebenenfalls bis zu 3 % Wasserglas enthält, eine ausgezeichnete staubbindende Wirkung hat.

Eine weitere günstige Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Emulsion ist folgende: 10 - 15 Vol.-% eines emulgierbaren Mineralöles, 0,1 - 1,0 Vol.-% Carboxymethylcellulose, 0,1 - 0,8 Vol.-% eines ionischen oder nichtionischen Benetzungsmittels, 8 - 49 Vol.-% Weichmacher und 40 - 42 Vol.-% Wasser.

Als emulgierbares Mineralöl wird vorzugsweise Bohröl verwendet. Als Benetzungsmittel kommen zweckmäßig Di-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat-natriumsalz (unter der Bezeichnung Nonit von Sellyei Agrokémiai Szövetkezet, unter der Bezeichnung Solovet von Egyesült Vegyimüvek hergestellt) oder Alkylphenol-polyäthylenglycoläther (Präwozell) zum Einsatz. Als Weichmacher verwendet man zweckmäßig Diisooctylphthalat oder Dibutylphthalat.

Das gegebenenfalls in der Emulsion enthaltene Wasserglas ist vorzugsweise Na-Wasserglas.

Die Komponenten der erfindungsgemäßen Emulsion können die übliche Qualität der im Handel befindlichen Produkte aufweisen.

Bei gegebenenfalls Wasserglas enthaltendem Dibutyl- oder Diisooctylphthalat enthaltenden Emulsionen ist die Wirkungsdauer besonders lang, weil diese Verbindungen sehr langsam verdampfen und daher die behandelte Fläche längere Zeit "naß" ist.

Besonders wirksam ist die Emulsion, wenn man sie durch mehrmaliges Aufsprühen auf die Straßenfläche aufbringt. Die fein versprühte Emulsion durchfeuchtet die obere Schicht bis in eine Tiefe von 2 - 4 cm gut. Durch die Behandlung wird der feine Staub zu größeren Teilchen aggregiert. Diese werden dann von den Rädern der Kraftfahrzeuge verdichtet und können durch mechanische Einwirkungen nicht wieder zu schwebendem Staub werden. 1 - 2 Stunden nach dem Versprühen ist die Emulsion eingesickert, eine Rutschgefahr ist nicht zu befürchten. Die mit der Emulsion behandelten Straßen werden täglich einmal durch Sprengen mit Wasser aufgefrischt. Dadurch ist auch das Binden des immer neu sich absetzenden Staubes gewährleistet.

Durch Untersuchungen wurde nachgewiesen, daß sich auf der Oberfläche der zusammenzementierten Mineralteilchen aus der Emulsion eine stabile kolloide Schicht bildet, die beim Besprengen Wasser aufnimmt und auch die Umgebung durchfeuchtet. Durch diese Eigenschaft kann sich die Schicht über mehrere Wochen hinweg regenerieren.

Die erfindungsgemäße staubbindende Emulsion hat folgende Hauptvorteile:

a) sie verfügt über gute Benetzungseigenschaften und benetzt daher die unterschiedlichsten Gesteinspuder schnell;

b) sie hält auch stark befahrene Straßen anhaltend benetzt, wodurch die Staubverschmutzung auf ein Minimum gesenkt werden kann;

c) sie ist für die Gummireifen der Fahrzeuge nicht schädlich und für Metallteile nicht korrosiv;

d) die Emulsion ist nicht feuergefährlich und kann daher in beliebigen Industrieobjekten verwendet werden;

e) die Emulsion ist physiologisch nicht schädlich und daher auch unter dem Aspekt des Arbeits- und Gesundheitsschutzes unbedenklich.

Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel 1

Aus folgenden Komponenten wird eine staubbindende Komposition bereitet:

Bohröl 600 l 31,537 Vol.-%

Solovet [hoch]+) 10 l 0,526 Vol.-%

CMC-Kleber 5 kg 0,131 Vol.-%

Diisooctylphthalat 250 l 13,141 Vol.-%

Wasser (pH = 7) 1040 l 54,665 Vol.-%

[hoch]+) Di-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat-Na

Die Emulsion wird durch einfaches Zugeben und Vermischen der Komponenten bereitet. Auf die zu behandelnde Fläche wird die Emulsion durch feines Versprühen, zweckmäßig mittels einer von einem Kleintraktor gezogenen Sprühvorrichtung (z.B. Minitox-3) ausgebracht. Auf die geglättete Straßenoberfläche wird mit viermaligem Sprühen eine Menge von wenigstens 1,2 Liter/m² aufgebracht. In der Luft über dem Versuchsstraßenabschnitt betrug die Staubkonzentration vor der Behandlung 409 mg/m³. Sieben Tage nach der Behandlung wurden 7,2 mg/m³ gemessen, und auch nach dem 20. Tag wurden nur 25,7 mg/m³ registriert. Diese Daten beweisen eindeutig den Vorteil der erfindungsgemäßen Emulsion.

Beispiel 2

Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wird aus folgenden Komponenten (in der angegebenen Reihenfolge) eine Emulsion bereitet:

Dibutylphthalat (Eviplast 41) 200 Liter 17,007 Vol.-%

Na-Wasserglas 20 Liter 1,701 Vol.-%

Bohröl 350 Liter 29,762 Vol.-%

CMC-Kleber 2 kg 0,085 Vol.-%

Novit [hoch]+) 5 Liter 0,425 Vol.-%

Wasser 600 Liter 51,020 Vol.-%

[hoch]+) Di-(2-äthylhexyl)-sulfosuccinat-Na

Vor dem Sprühen wurden 272 mg/m³, eine Woche danach 1,3 mg/m³, nach drei Wochen 1,5 mg/m³, nach 8 Wochen 13,2 mg/m³ und nach 12 Wochen 35 mg/m³ Staubkonzentration gemessen.

Beispiel 3

Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wird aus folgenden Komponenten eine Emulsion bereitet:

Dibutylphthalat (Eviplast 41) 480 Liter 47,952 Vol.-%

Na-Wasserglas 12 Liter 1,199 Vol.-%

Bohröl 150 Liter 14,985 Vol.-%

CMC-Kleber 2 kg 0,099 Vol.-%

Präwozell [hoch]+) 8 Liter 0,799 Vol.-%

Wasser (pH = 7) 350 Liter 34,965 Vol.-%

[hoch]+) Alkylphenolpolyäthylenglycoläther

Vor dem Versuch wurden 293 mg/m³, eine Woche danach 0,15 mg/m³, drei Wochen danach 1,4 mg/m³ und auch nach 10 Wochen nur 12,1 mg/m³ Staubkonzentration registriert.

Beispiel 4

Auf die im Beispiel 1 beschriebene Weise wird aus folgenden Komponenten eine Emulsion bereitet:

Dibutylphthalat 570 Liter 28,50 Vol.-%

Na-Wasserglas 6 Liter 3,00 Vol.-%

Bohröl 252 Liter 12,60 Vol.-%

CMC 2 kg 0,10 Vol.-%

Nonit 16 Liter 0,80 Vol.-%

Wasser 1100 Liter 55,00 Vol.-%

Die erhaltenen Ergebnisse entsprechen den im Beispiel 3 angegebenen.

Claims (6)

1. Staubbindemittel, enthaltend Mineralöl, Carboxymethylcellulose, ionische oder nichtionische Benetzungsmittel, Weichmacher und Wasser, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 - 32 Vol.-% eines emulgierbaren Mineralöles, 0,05 - 1,00 Vol.-% Carboxymethylcellulose, 0,1 - 0,8 Vol.-% eines ionischen oder nichtionischen Benetzungsmittels, 8 - 49 Vol.-% Weichmacher, 39 - 55 Vol.-% Wasser und gegebenenfalls bis zu 3 % Wasserglas enthält.

2. Staubbindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 10 - 15 Vol.-% eines emulgierbaren Mineralöles, 0,1 - 1,0 Vol.-% Carboxymethylcellulose, 0,1 - 0,8 Vol.-% eines ionischen oder nichtionischen Benetzungsmittels, 8 - 49 Vol.-% Weichmacher und 40 - 42 Vol.-% Wasser enthält.

3. Staubbindemittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Mineralöl Bohröl enthält.

4. Staubbindemittel nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß es als Benetzungsmittel Dialkylsulfosuccinat-Na oder Alkylphenol-polyäthylengycoläther enthält.

5. Staubbindemittel nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß es als Weichmacher Diisooctylphthalat oder Dibutylphthalat enthält.

6. Staubbindemittel nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß es Na-Wasserglas enthält.