[发明专利]一种环保型矿粉抑尘剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种环保型矿粉抑尘剂及其制备方法，包括：对皂荚糖胶和/或亚麻籽胶进行复合改性以引入了磺乙基基团和羧甲基基团；复合改性后的皂荚糖胶和/或亚麻籽胶与预糊化淀粉混合或者不与预糊化淀粉混合，得到环保型矿粉抑尘剂。本发明采用皂荚糖胶和/或亚麻籽胶在乙醇中反应，反应效率和均匀性好，在皂荚糖胶或亚麻籽胶分子上引入了磺乙基基团和羧甲基基团，增加了其粘度，提高了水溶速度、成膜后强度和韧性。采用复合改性的皂荚糖胶、亚麻籽胶为成膜剂和粘结剂，解决了目前现用矿粉抑尘剂制备方法复杂，使用过程中出现的结壳层强度和韧性差、难自然降解，环境污染等问题，解决传统矿粉抑尘过程中产生污染问题，提升和改善生态环境。

技术领域

本发明属于矿粉抑尘技术领域，具体涉及一种新型环保矿粉抑尘剂及其制备方法。

背景技术

钢铁工业是我国工业体系的基础产业，在国民经济发展中起着举足轻重的作用，2021年中国铁矿石开采量约为3.6亿吨，全球第三名，而我国的铁矿石进口量更高，2021年高达11.24亿吨，稳居全球各国之首。铁矿石作为钢铁冶炼的最基本原材料，我国铁矿石主要分布在东北和华北地区，而钢铁企业较多集中华北、华东、华南地区，铁矿石在国内产需分布不均匀和大量的进口量必然会导致大量的铁矿粉长途运输。

由于铁路运输具有速度快、运量大、成本低、受天气影响小等优点，因此成为矿粉运输的主要途径。在铁路矿粉运输过程中，由于路基、道岔和路轨设施造成的颠簸或经过隧道时产生的“活塞风”而形成瞬间强大的扰动气流，使矿粉、矿粒飞落，产生大量粉尘污染和运输安全等问题，严重污染沿线环境，对周边城市的空气环境构成了严重威胁，同时带来了巨大的经济损失。针对铁矿粉在储运过程中造成的粉尘污染和资源浪费问题，目前比较实用和新颖的方法是化学抑尘剂法，通过喷洒矿粉抑尘剂，在矿粉表面形成一层厚度大于10mm结壳层，由此使得列车行驶中结壳层不会剥离，很好地抑制了矿粉、矿粒的飞落，起到很好的抑尘效果。该方法施工简单、效果好、省时省工，成本低、容易实施，是一种很好地解决矿粉、矿粒飞落的方法。

化学矿粉抑尘剂喷洒于矿粉表面，迅速渗入到矿粉中形成一定厚度(10～20mm)的结壳层，防止矿粉、矿粒的飞落，虽然起到较好的抑尘效果，但是存在制备工艺复杂、结壳层强度和韧性差、难降解、环境污染等缺点，在一定程度上限制了化学矿粉抑尘剂的应用。因此，开发出一种能解决上述问题的新型环保矿粉抑尘剂具有重要意义。

与化学矿粉抑尘剂相比，新型环保矿粉抑尘剂因其使用天然可降解的原材料，性能好、无污染,制备工艺简单，资源与能源的消耗低，具有生态环境协调性与相容性，所以具有更大的实用性与发展推广潜力。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种环保型矿粉抑尘剂及其制备方法，通过对皂荚糖胶和亚麻籽胶复合改性，提高了冷水速溶和全溶性能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种环保型矿粉抑尘剂的制备方法，包括：对皂荚糖胶和/或亚麻籽胶进行复合改性以在皂荚糖胶和/或亚麻籽胶分子上分别引入了磺乙基基团和羧甲基基团；复合改性后的皂荚糖胶和/或亚麻籽胶与预糊化淀粉混合或者不与预糊化淀粉混合，得到所述环保型矿粉抑尘剂。

在本发明一个实施方式中，对皂荚糖胶和/或亚麻籽胶进行复合改性的步骤包括：

S1：浆乳配制：将皂荚糖胶和/或亚麻籽胶加入醇类溶剂中，搅拌制备浆乳；

S2：磺乙基化反应：向所述步骤S1中制备得到的浆乳中加入碱，调节浆乳pH为11-13，升温至一定温度反应；再加入磺乙基化试剂，继续升温反应；

S3：羧甲基化反应：所述步骤S2中的磺乙基化反应结束后，继续加入羧甲基化试剂，加热至一定温度反应；反应结束后自然冷却，用酸调节至pH为7-8，制备得到磺乙基化和羧甲基化产物混合液；

S4：后处理：将磺乙基化和羧甲基化产物混合液浓缩、离心分离、乙醇洗涤，干燥，再经粉碎、过筛，得到羧甲基-磺乙基复合改性产物。