一种天然环保露天煤堆覆盖剂的研制制造技术

本发明专利技术涉及一种抑尘剂及其制备方法，尤其是涉及一种天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法。本发明专利技术公开了一种天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法。其特征在于，有如下质量分数组成：粘结剂0.05‑0.2％、成膜剂0.1‑2％、交联剂0.05‑0.2％、表面活性剂0.05‑1.5％、水90‑100％。常温下在搅拌的状态下缓慢的加入粘结剂和成膜剂，搅拌至完全溶解，然后加入交联剂，继续搅拌30min，最后加入表面活性剂，即为所研制的天然环保型煤堆覆盖剂溶液。本发明专利技术的优点在于：溶液的粘度适当，在不堵塞喷头的情况起到更好的粘结作用，成本低，无二次污染，能够百分百降解，且配置工艺简单，方便于现场应用，不受气候的影响，有显著的防尘效果。

Development of a Natural Environmental Protection Covering Agent for Open-pit Coal Pile

The invention relates to a dust suppressant and a preparation method thereof, in particular to a preparation method of a natural environmental protection open-pit coal pile covering agent. The invention discloses a preparation method of a natural environmental protection open-pit coal pile covering agent. It is characterized by the following mass fractions: binder 0.05 0.2%, film-forming agent 0.1 2%, cross-linking agent 0.05 0.2%, surfactant 0.05 1.5%, water 90 100%. At room temperature, the binder and film-forming agent are slowly added to mix until they are completely dissolved, then the cross-linking agent is added to mix for 30 minutes. Finally, the surfactant is added, that is, the solution of covering agent for the natural and environmental protection type coal heap developed. The invention has the advantages of proper solution viscosity, better bonding effect without blocking the nozzle, low cost, no secondary pollution, 100% degradation, simple configuration process, convenient application in the field, not affected by climate, and remarkable dust-proof effect.

【技术实现步骤摘要】
一种天然环保露天煤堆覆盖剂的研制
本专利技术涉及一种抑尘剂及其制备方法，尤其是涉及一种天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法。
技术介绍
长期以来，煤炭作为基础资源，在我国能源的生产与消费结构中一直占主导地位。据有关专家预测，到2050年，煤炭在我国一次能源中的比重扔将占据50％以上。由于我国现阶段经济状况和基础条件所决定，我国目前开采出的煤炭存放绝大多数采用露天堆放，煤炭占地面积广，当受到风力等自然条件作用时，堆煤场会产生大量煤尘，污染工作环境，而绝大多数煤尘属于可吸入粉尘颗粒，可吸入粉尘进入人体会引起人体肺部病变，由于对于粉尘对人体造成危害的时间性及对生产威胁的潜在性认识不足，长期在这种环境下作业工作，工人极其肯能得硅肺病，身体健康受到严重的损害。据调查，在所有因各种粉尘引起的尘肺病例中，煤矿工人占到的比重最大。传统的物理煤堆降尘主要是定期的向煤堆喷水或是蓬布遮盖法降低粉尘的产生，但是水的抗蒸发性能差，需要不断的喷洒水，造成水资源的浪费；篷布遮盖法适用于一些小型的煤堆，对大煤堆来说，操作困难，需要大量的人力，而且篷布的抗紫外线差，需要经常更换；近几年越来越多的学者研究挡风网来抑制粉尘的产生，主要是通过控制来流风的风向和风速来降低粉尘的产生，但是挡风网投资成本大，而且功能单一，抑尘率低。基于传统抑尘措施的不足，采用化学抑尘剂已经是露天煤堆场扬尘控制研究的方向。目前市场上的抑尘剂种类较多，但是有以下缺点：1)制备工艺繁琐，提高了其成本；2)产品溶液的粘度值太大，极易堵塞喷头；粘度过小，由于重力的原因溶液极其容易延流到煤堆低端，造成煤堆固化层上端薄下端厚，即影响固化层的强度，又造成了溶液的浪费；3)不易降解，造成环境二次污染；4)抗水性差，在经历雨天后，再次干燥，形成的固化成抗风蚀性差，影响抑尘效果；5)耐高低温性能差，固化层在经历高温紫外线，或低温冰冻后，固化层强度变低，抗风效果变差。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对以上问题，提供一种用于露天煤堆的专用覆盖剂的制备方法，该专用覆盖剂能均匀的喷洒在煤堆表面上，4h后形成具有一定强度的固化层，并且固化层的厚度均匀，具有良好的弹性，可以有效的防止在风力作用下煤尘漂浮在空气中污染环境，解决了煤炭损失和污染环境和危害人体身体健康的问题。覆盖剂溶液配制工艺简单，成本低，能生物降解，不受气候条件的影响。上述的目的通过以下技术方案实现：天然环保露天煤堆覆盖剂，其配方包括如下质量百分比组成：优选地，由如下质量分数组成：优选地，所述粘结剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种聚合物。优选地，所述成膜剂为羧甲基纤维素钠、甲基纤维素钠、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或多种的混合物。优选地，所述交联剂为聚乙二醇、丙三醇、氯化钠、氯化铝中的一种或多种的混合物。优选地，所述表面活性剂为脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十八烷基二甲基甜菜碱中的一种或多种的混合物。本专利技术中，粘结剂和成膜剂为高分子聚合物，这些物质在交联剂的作用下，形成网状结构，增强了该产品的稳定性，喷洒在煤堆表面形成的固化层具有一定的韧性和强度，具有较好的抑尘效果。本专利技术的有益效果如下：在实验室条件下，将煤粉堆成直径为15cm，高为5cm的圆锥形状，以2Kg/m3的量喷洒该覆盖剂后，在其表面形成一层完整的固化层，固化层的上下厚度均匀，为3-5mm，避免了溶液粘度过小流延至低端造成顶端厚度小，低端厚度大的现象。该固化层经过多次的高低温后，再进行抗风蚀实验，表面没有出现裂缝。并对其进行了抗压实验检测，用压力计按压煤堆表面的固化层直至表面破裂，其抗压强度为40-50KPa。喷洒覆盖剂的煤堆在风速为15m/s的条件下，连续抗吹2h后，表面不破裂，抗风蚀率达到99.8％，抑尘效果好。本专利技术的天然环保覆盖剂溶液喷洒到煤堆表面能生成抗压强度高的固化层，且反应温度在常温，成本低，无二次污染。具体实施方式在以下的具体实施中，粘结剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种聚合物，优选聚丙烯酸钠；成膜剂选自羧甲基纤维素钠、甲基纤维素钠、聚乙烯醇、海藻酸钠中的一种或多种的混合物，优选羧甲基纤维素钠；交联剂选自聚乙二醇、丙三醇、氯化钠、氯化铝中的一种或多种的混合物，优选聚乙二醇；表面活性剂选自脂肪醇聚氧乙烯醚、十二烷基硫酸钠、十八烷基二甲基甜菜碱中的一种或多种的混合物，优选脂肪醇聚氧乙烯醚。覆盖剂喷洒时，按2Kg/m3的量均匀的喷洒在煤堆表面。实施例1一种天然环保煤堆覆盖剂，其配方包括如下：聚丙烯酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.5％、聚乙二醇0.08％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％。聚丙烯酸钠起到将细小煤尘粘结成大颗粒的作用；羧甲基纤维素钠起到在其表面覆盖成膜作用，阻止细小粉尘的飞扬；聚乙二醇增强表面固化层的柔软性，提高其抗压强度；脂肪醇聚氧乙烯醚起到润湿煤层，提高其渗透性的作用。实施例2一种天然环保煤堆覆盖剂，其配方包括如下：聚丙烯酸钠0.1％、羧甲基纤维素钠0.6％、聚乙二醇0.1％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.1％。实施例3一种天然环保煤堆覆盖剂，其配方包括如下：聚丙烯酸钠0.12％、羧甲基纤维素钠0.5％、聚乙二醇0.08％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％。实施例4一种天然环保煤堆覆盖剂，其配方包括如下：聚丙烯酸钠0.11％、羧甲基纤维素钠0.6％、聚乙二醇0.08％、脂肪醇聚氧乙烯醚0.2％。进行以下实验来验证覆盖剂的性能：在实施例1-4中制备的覆盖剂喷洒在煤堆表面，放置自然晾干，等前后质量不变时，测其抗风蚀率。把煤堆放在风速为15m/s的风管中，吹蚀2h。用抗风蚀率来测定抑尘效果，如公式1所示。式中ω—抗风蚀率，％；m1—风吹之前煤样的重量，g；m2—风吹之后煤样的重量，g。粘度(mPa.s)厚度(mm)损失质量(g)抗风蚀率(％)纯水组1.4无1000实例199.83.190.1299.88实例2100.33.590.0899.92实例3108.63.420.0499.96实例4106.43.520.1599.85在风速15m/s的强风下吹蚀2h，喷洒覆盖剂的煤堆，固化层表面没有破坏，抗风蚀率到达99.8％，而喷洒纯水，在水蒸发后，其表面的煤粉松软，耐不住强风的吹蚀，煤尘被吹起。覆盖剂的溶液粘度范围在99-110mPa.s，喷洒在煤堆上，能够起到更好的粘结煤颗粒的效果，又不会出现流延过快，形成的固化层上下厚度均匀，既能保证固化层的抗压强度，又能避免溶液的浪费，降低了成本。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然环保露天煤堆覆盖剂，其特征在于由如下质量分数组成：

【技术特征摘要】
1.一种天然环保露天煤堆覆盖剂，其特征在于由如下质量分数组成：2.根据权利要求1所述的天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法，其特征在于由如下质量分数组成：3.根据权利要求2所述用于天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述粘结剂选自聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、海藻酸钠中的一种或多种聚合物。4.根据权利要求2所述用于天然环保露天煤堆覆盖剂的制备方法，其特征在于：所述成膜剂为羧...

【专利技术属性】
技术研发人员：李芳芳，蒋仲安，陈记合，张国梁，
申请(专利权)人：北京科技大学，陈记合，
类型：发明
国别省市：北京,11