耐寒复合抑尘剂及其制备方法和应用与流程

本发明涉及抑尘剂，具体而言，涉及一种耐寒复合抑尘剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、露天煤矿道路是第二大产尘源，且属于持续性尘源，扬尘量可达到全矿总产尘量的70％～90％，露天煤矿道路空气中的粉尘浓度可超出卫生标准的数百倍。处于寒区的露天煤矿，纬度较高，气候寒冷，日照时间短，逆温现象存在时间长，使得其道路粉尘污染更为严重，对周围环境及作业人员都会产生极为严重的危害。为有效抑制矿区道路及堆场粉尘扩散，传统的煤矿道路及堆场常采取洒水抑尘的方式，然而实际抑尘效果会受到的低温环境影响，如路面结冰后湿润路面对粉尘的粘附性降低，致使实际的道路及堆场粉尘防治效果并不理想。此外，喷洒水基抑尘剂造成的路面结冰会造成交通安全问题，影响运输效率等。喷洒常规的路面抗冻剂cacl2、mgcl2等会造成地下水污染等问题，同时药剂作用时间短、药剂耗散量大，对于矿区大面积喷洒成本较高。

2、针对矿山煤尘治理，大多数抑尘剂研究关注于常规环境下的粉尘治理，缺乏对低温严寒环境抑尘剂的研究。现有抑尘剂喷洒至煤尘表面在抗冻性以及保水性能等方面表现不足。

3、有鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种耐寒复合抑尘剂及其制备方法和应用，以解决现有大多数抑尘剂主要关注于常规环境下的粉尘治理，其在低温严寒环境下抑尘效果较差，喷洒至煤尘表面在抗冻性以及保水性能等方面存在表现不足的问题。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种耐寒复合抑尘剂的制备方法，其包括：步骤s1，将黄原胶粉末和刺云实胶粉末加入到碱性水溶液中分散均匀，得到第一混合溶液；步骤s2，将醋酸钙镁、魔芋精粉以及表面活性剂加入到第一混合溶液中分散均匀，得到第二混合溶液；步骤s3，将第二混合溶液中的水分去除，得到凝胶结构的耐寒复合抑尘剂。

3、进一步地，步骤s1中，黄原胶粉末和刺云实胶粉末的质量比为1-2:1-2，优选为2-3:2-3。

4、进一步地，所述步骤s1，黄原胶粉末和刺实云胶粉末的总质量与碱性水溶液的质量的比值为40-60:100，优选为45-55:100。

5、进一步地，碱性水溶液的ph为9-10。

6、进一步地，步骤s1，先将黄原胶粉末和刺云实胶粉末加入到碱性水溶液中分散，然后在35-45℃加热至黄原胶粉末以及刺云实胶粉末溶解，得到第一混合溶液。

7、进一步地，碱性水溶液包括碱性物质，碱性物质包括氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸氢钠中的至少一种，优选为氢氧化钙。

8、进一步地，步骤s2，醋酸钙镁的质量与黄原胶粉末和刺云实胶粉末总质量的比值为15-25:100，优选为18-22:100。

9、进一步地，魔芋精粉的质量与黄原胶粉末和刺云实胶粉末总质量的比值为80-120:100，优选为90-110:100。

10、进一步地，表面活性剂与魔芋精粉的质量比为0.3-0.5:100；优选为0.3-0.4:100。

11、进一步地，表面活性剂选自十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠或十二烷基苯磺酸钠中的至少一种。

12、进一步地，步骤s2包括：步骤s21，将醋酸钙镁以及可选的ph调节剂加入第一混合溶液中混合均匀，得到第三混合溶液，该第三混合溶液的ph为7.5-8.5；步骤s22，将魔芋精粉、醋酸钙镁以及表面活性剂加入到第三混合溶液中并在85-95℃加热至魔芋精粉溶解，得到第二混合溶液。

13、进一步地，步骤s3，通过冻干的方式将水分去除。

14、进一步地，步骤s3还包括水分去除后的粉碎步骤，以得到粉末状的耐寒复合抑尘剂，优选耐寒复合抑尘剂的粒径≤50目。

15、进一步地，魔芋精粉以鲜魔芋为原料，经清洗、去皮、切片、烘烤、熏硫、粉碎后得到。

16、为了实现上述目的，根据本发明的另一个方面，还提供了一种耐寒复合抑尘剂，其根据上述第一方面提供的制备方法得到。

17、根据本发明的第三个方面，还提供了上述第二方面提供的耐寒复合抑尘剂在露天煤矿中的应用。

18、应用本申请的技术方案，本申请提供的耐寒复合抑尘剂的制备方法，在碱性环境下，以黄原胶粉末、刺云实胶粉末以及魔芋精粉为原料，同时在制备过程中加入醋酸钙镁以及表面活性剂形成凝胶结构的耐寒复合抑尘剂，多种材料之间形成氢键交联、填充、发生动态反应，对水分子有包埋作用，增强了保水性的同时提升凝胶强度及粘度，获得更好的粉尘抑制能力。并且，本申请还在凝胶结构形成过程中添加醋酸钙镁和表面活性剂，不仅使得凝胶网络结构中包埋水分冰点降至0℃以下，使得其所含水分处于流动状态，能够应对寒区煤矿抑制尘结冰问题，而且还能够发挥表面活性剂的多重协作作用，使耐寒复合抑尘剂的表面张力降低，提高其对粉尘的渗透能力，将粉尘层包裹固结在凝胶网络结构的内部，增强其润湿粉尘能力，进一步提高粉尘抑制效率。

19、此外，本申请提供的耐寒复合抑尘剂的制备方法采用的主要原料魔芋精粉、黄原胶粉末和刺云实胶粉末均由生物质进行加工提取，来源广泛，可降解，绿色环保、经济实用，可有效解决井工矿和露天矿道路及堆场粉尘治理问题。

技术特征：

1.一种耐寒复合抑尘剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，所述黄原胶粉末和所述刺云实胶粉末的质量比为1-2:1-2，优选为2-3:2-3。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1，所述黄原胶粉末和所述刺云实胶粉末的总质量与所述碱性水溶液的质量的比值为40-60:100，优选为45-55:100；

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s1，先将所述黄原胶粉末和所述刺云实胶粉末加入到碱性水溶液中分散，然后在35-45℃加热至所述黄原胶粉末以及所述刺云实胶粉末溶解，得到所述第一混合溶液；

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2，所述醋酸钙镁的质量与所述黄原胶粉末和所述刺云实胶粉末总质量的比值为15-25:100，优选为18-22:100；

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s2包括：

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤s3，通过冻干的方式将水分去除；

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述魔芋精粉以鲜魔芋为原料，经清洗、去皮、切片、烘烤、熏硫、粉碎后得到。

9.一种耐寒复合抑尘剂，其特征在于，所述耐寒复合抑尘剂根据权利要求1至8中任一项所述制备方法得到。

10.根据权利要求9所述的耐寒复合抑尘剂在露天煤矿中的应用。

技术总结本发明提供了一种耐寒复合抑尘剂及其制备方法和应用。该耐寒复合抑尘剂的制备方法包括：先将黄原胶粉末和刺云实胶粉末加入到碱性水溶液中分散均匀，得到第一混合溶液；然后将醋酸钙镁、魔芋精粉以及表面活性剂加入到第一混合溶液中分散均匀，得到第二混合溶液；将第二混合溶液中的水分去除得到凝胶结构的耐寒复合抑尘剂。本申请在碱性环境下，以黄原胶粉末、刺云实胶粉末以及魔芋精粉为原料，并加入醋酸钙镁以及表面活性剂形成凝胶结构的耐寒复合抑尘剂，多种材料之间形成氢键交联、填充、发生动态反应，对水分子有包埋作用，增强了保水性的同时提升凝胶强度及粘度，获得更好的粉尘抑制能力。技术研发人员：曹勇,李全生,王桂林,钮景付,唐晓骞,姚建华,王韬,朱俊鹏,赵鑫璐,陈浩,刘志明受保护的技术使用者：神华准格尔能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18