[发明专利]一种结壳保湿型抑尘剂及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种结壳保湿型抑尘剂，其包含氯化钙、海藻酸钠、淀粉和椰油酰胺丙基甜菜碱。本发明还公开了该抑尘剂的制备方法和在抑制煤块堆或矸石堆扬尘中的用途。通过喷洒该抑尘剂，可以减少粉尘的飞散，保证作业人员的职业健康。

技术领域

本发明涉及降尘和除尘材料的技术领域，尤其涉及一种结壳保湿型抑尘剂及其制备方法和应用。

背景技术

扬尘是在风力的作用下将尘土等带入大气中的情况，扬尘是造成大气污染的主要原因之一。

在煤矿生产的过程中，矸石堆和煤块堆不可避免地都会发生扬尘。解决粉尘污染问题的关键在于控制扬尘的产生。矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石，通常呈薄层并存在于煤层中或煤层顶、煤层底。矸石主要分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类和铝质岩类等。矸石融结并放出大量的CO、CO₂、SO₂、H₂S和NOx等有害气体。

为此，需要对矸石堆产生的扬尘进行抑制，但是这种置于自然环境中的矸石堆容易干燥，普通喷水的方式作用效果并不显著，并且喷水后难以保持湿度。通过文献及及实践研究认为，化学抑尘相对其他抑尘方法是更新颖、抑尘效率高、抑制粉尘时间更长的方法。因此，需要提供一种结壳保湿型抑尘剂，能有效地解决煤矿生产过程中扬尘问题。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种结壳保湿型抑尘剂及其制备方法和应用。解决了现有技术中矸石堆和煤块堆的粉尘污染的问题。

为达到其目的，本发明采用以下技术方案：

在本发明的一个方面中，涉及一种结壳保湿型抑尘剂，其包含氯化钙、海藻酸钠、淀粉和椰油酰胺丙基甜菜碱。

在本发明提供的结壳保湿型抑尘剂中，综合考虑了矸石堆和煤块堆，特别是矸石堆本身的物理化学性质，包括：

作为抗蒸发剂的氯化钙，利用其保水的性能，保证保护对象的湿润性，能减少水分的快速蒸发。当湿度低于露点时，氯化钙凝结空气中的湿气保持矸石堆的持续湿润，防止矸石吸水再风化后干裂崩解。

作为表面活性剂的椰油酰胺丙基甜菜碱，可以降低水的表面张力，促进溶液与粉尘的结合，抑制粉尘的扩散。椰油酰胺丙基甜菜碱是能使溶液体系的界面状态发生明显变化的物质。具有固定的亲水亲油基团，在溶液的表面能定向排列。常用的表面活性剂为聚乙烯基磺酸钠类表面活性剂，但是其离子性物质对水分蒸发抑制作用也较大。椰油酰胺丙基甜菜碱是一种两性表面活性剂，其与阴离子、阳离子和非离子表面活性剂相容性好，还具有增稠的效果。煤矸石常年堆积在露天场地，经过雨水淋蚀后产生酸性水，椰油酰胺丙基甜菜碱在酸性和冬日室外低温环境下都十分稳定，本发明的配方可以更好的发挥其表面活性。

作为结壳剂的海藻酸钠和淀粉，可以覆盖粉尘，形成壳体结构，有效控制粉尘飞扬。海藻酸钠和淀粉用于物料堆的表面，当物料堆表面风干后，由形成的一层壳和结在一起的物料继续存在，具有防风的作用。煤矸石的形状各异，海藻酸钠和淀粉复合膜有较好的拉力和断裂伸长率，在重力的作用下，可以比较均匀地覆盖在矸石堆表面，成壳后密封性更好，可以减缓煤矸石的氧化裂解。

在本发明的优选实施方式中，所述抑尘剂按重量百分比共100％计由以下各组分组成：25-35％的氯化钙、0.1-0.2％的海藻酸钠、0.05-0.07％的淀粉、0.005-0.007％的椰油酰胺丙基甜菜碱和余量的水。在本发明的优选实施方式中，氯化钙的用量例如为30％，海藻酸钠的用量例如为0.15％，淀粉的用量例如为0.06％，椰油酰胺丙基甜菜碱的用量例如为0.006％。

进一步优选的是，氯化钙的用量可以根据使用环境的温度和光照时间长度确定；海藻酸钠和淀粉的用量可以根据保护时间长短和扰动程度进行选择；椰油酰胺丙基甜菜碱的用量可以根据保护对象进行选择。