抑尘剂、制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法技术

本发明专利技术属于露天煤矿开采、煤炭运输及堆存过程中防尘用抑尘剂技术领域，公开了一种抑尘剂制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法，按照质量百分比由2％～5％的纤维素、1％～3％的十二烷基硫酸钠、2％～4％的丙烯酸十八烷基酯，10％～15％的丙烯酰胺、0.05％～0.1％的引发剂、0.02％～0.04％的交联剂、0.3％～0.6％的防冻剂和水组成，水补足至100％。本发明专利技术抑制剂不仅能进一步增加抑尘剂对煤尘的润湿性，使水极大限度的对煤尘进行润湿、粘结，大大减小粉尘的扩散程度，且在粘尘层破裂后仅添加一定量的水就能发挥自愈做用完成对粉尘的包裹、覆盖，提高了抑尘效率，保证长久抑尘。

【技术实现步骤摘要】
抑尘剂、制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法
本专利技术属于露天煤矿开采、煤炭运输及堆存过程中防尘用抑尘剂
，尤其涉及一种抑尘剂、制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法。
技术介绍
目前，随着科学技术的进步，煤炭产量越来越高，煤炭在露天开采、运输及堆存的频率极大增加，煤炭行业产生的粉尘也越来越多。煤尘是严重威胁周边人员身体健康和环境的主要灾害源之一，煤尘的危害主要有以下几方面：一是受风力扰动影响，空气中弥漫大量的呼吸性粉尘，严重威胁工作人员的身体健康，使其患尘肺病及其他肺部疾病的概率大大增加；二是煤尘随风流飘散到大气当中，污染周边环境，给动植物造成不可逆的危害；另外，细小颗粒的粉尘会致使仪器精度下降或失灵，极大影响人类正常作业活动。根据实测，在不采取任何措施的情况下，露天开采煤矿粉尘浓度达到了600-1000mg/m3，在风力扰动作用下粉尘浓度更是达到了1200mg/m3以上。在煤炭堆存及运输过程中，防治粉尘一般采用喷雾降尘的方法，然而由于煤体自身疏水的特性，水对于煤尘的润湿性较差，难以达到理想的效果，部分地区会在喷雾的水中加入表面活性剂来提高对煤尘的润湿，达到降尘防尘的目的，但这些表面活性剂对煤尘的作用时间较短，难以保证长久抑尘。现在市面上流行以粘尘粘结性抑尘剂，然而扬尘较多的地区气候大多以干燥为主，抑尘剂喷洒后水分快速蒸发会导致粘尘层皲裂、破碎，导致抑尘效果下降，如果重复喷洒抑尘剂，势必会引起成本的增加。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有的粘尘粘结性抑尘剂喷洒后水分快速蒸发会导致粘尘层皲裂、破碎，导致抑尘效果下降，如果重复喷洒抑尘剂，引起成本的增加。解决以上问题及缺陷的难度为：以无机盐等构成的凝聚型抑尘剂存在污染严重、影响后期绿化的问题，以普通吸水树脂构成的粘结型抑尘剂存在润湿性差、覆盖性差等问题，而且该类抑尘剂是一次性用品，发现覆盖效果不佳或壳层破裂后需要重新喷洒抑尘剂，不仅无法有效保证抑尘效率，而且还增加了工作量，加剧了资金消耗.解决以上问题及缺陷的意义为：制备并研发自愈型抑尘剂，能有效保证抑尘剂对强疏水煤尘的覆盖率，实现有效抑尘，抑尘剂实施后受外界环境影响发生粘结壳层破裂等情况时，抑尘剂颗粒能吸湿膨胀，互相接触并愈合，有效防止普通抑尘剂抵抗外界环境差的缺点，减少了抑尘剂后期维护工作，节省了防尘成本.
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种抑尘剂、制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法。本专利技术是这样实现的，一种抑尘剂，为基于自愈合凝胶的粘结性抑尘，所述抑尘剂按照质量百分比由2％～5％的纤维素、1％～3％的十二烷基硫酸钠、2％～4％的丙烯酸十八烷基酯，10％～15％的丙烯酰胺、0.05％～0.1％的引发剂、0.02％～0.04％的交联剂、0.3％～0.6％的防冻剂和水组成，水补足至100％。进一步，所述纤维素为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素的一种或混合物。进一步，所述引发剂为过氧化钠、过氧化钾的一种。进一步，所述乳化剂为十二烷基硫酸铵。进一步，所述交联剂为硼酸钠。进一步，所述防冻剂为氯化钙。本专利技术的另一目的在于提供一种所述抑尘剂的制备方法，所述抑尘剂的制备方法包括以下步骤：第一步，将纤维素在水中溶解后，加入十二烷基硫酸钠和丙烯酸十八烷基酯，将恒温搅拌仪的温度设置为50℃后搅拌2小时，将丙烯酸十八烷基酯完全溶解，向溶液中加入引发剂，在50℃下反应2小时；第二步，向溶液中加入丙烯酰胺和交联剂继续反应1小时，得到最终产物；第三步，向最终产物中加入防冻剂，充分搅拌均匀，并调节pH值，即可得到高效自愈型煤尘抑制剂。进一步，所述抑尘剂抑制剂与水的质量比为1:80；所述第三步中pH值为7-8。纤维素作为反应的基体，能有效保证合成抑尘剂的力学性能，而且纤维素作为自然产物，可以有效被降解，对环境无污染。丙烯酸十八酯的作用是对纤维素做疏水改性，拥有疏水长链的抑尘剂分子结构在水环境中能发生疏水缔合作用，帮助抑尘剂颗粒有效再愈合。丙烯酰胺和交联剂的作用是辅助反应体系交联成三维网络结构，使抑尘剂具备吸水性能，在一定程度上进一步加强抑尘剂的力学性能。引发剂的作用是有效引发反应基体及反应单体，保证聚合效率，使反应顺利进行。本专利技术的另一目的在于提供一种露天煤矿开采防尘方法，所述露天煤矿开采防尘方法使用所述的抑尘剂。本专利技术的另一目的在于提供一种煤炭运输及堆存过程中防尘方法，其特征在于，所述抑尘剂使用权利要求1～6任意一项所述的抑尘剂。结合上述的所有技术方案，本专利技术所具备的优点及积极效果为：本专利技术以纤维素为基体，利用丙烯酸十八烷基酯对其进行疏水改性，生成的聚合物既保持了纤维素原有的性能，又具备表面活性剂的分子结构。进而利用丙烯酰胺与上述中间产物聚合，既增加了抑尘剂的粘性，又增强了力学性能，并在抑尘剂内容形成疏水微区，当结构受到破坏后，断裂的边界部分在疏水缔合的影响下再次复原。将此高效抑尘剂剂应用到露天煤矿、煤炭运输及开采防尘工作中，能有效的对粉尘进行润湿、包裹，大大提高抑尘效率，减少粉尘扩散。在湿润环境下，破裂的粘尘层在疏水缔合影响下能完成壳层复原，保证长时间抑尘。另外，此自愈型高效抑尘剂以纤维素为基体，可自然分解，不会造成二次污染。本专利技术基于纤维素疏水缔合改性的自愈型高效煤尘抑制剂及制备方法，不仅能进一步增加抑尘剂对煤尘的润湿性，使水极大限度的对煤尘进行润湿、粘结，大大减小粉尘的扩散程度，且在粘尘层破裂后仅添加一定量的水就能发挥自愈做用完成对粉尘的包裹、覆盖，提高了抑尘效率，保证长久抑尘。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的抑尘剂的制备方法流程图。图2是本专利技术实施例提供的抑尘剂的制备方法实现流程图。图3是本专利技术实施例提供的抑尘剂的制备方法原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种抑尘剂、制备方法、露天煤矿开采及煤炭运输中防尘方法，下面结合附图对本专利技术作详细的描述。本专利技术的抑尘剂按照质量百分比由2％～5％的纤维素、1％～3％的十二烷基硫酸钠、2％～4％的丙烯酸十八烷基酯，10％～15％的丙烯酰胺、0.05％～0.1％的引发剂、0.02％～0.04％的交联剂、0.3％～0.6％的防冻剂和水组成，水补足至100％。纤维素为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素的一种或混合物；上述引发剂为过氧化钠、过氧化钾的一种；乳化剂为十二烷基硫酸铵；交联剂为硼酸钠。...

【技术保护点】
1.一种抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂按照质量百分比由2％～5％的纤维素、1％～3％的十二烷基硫酸钠、2％～4％的丙烯酸十八烷基酯，10％～15％的丙烯酰胺、0.05％～0.1％的引发剂、0.02％～0.04％的交联剂、0.3％～0.6％的防冻剂和水组成，水补足至100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种抑尘剂，其特征在于，所述抑尘剂按照质量百分比由2％～5％的纤维素、1％～3％的十二烷基硫酸钠、2％～4％的丙烯酸十八烷基酯，10％～15％的丙烯酰胺、0.05％～0.1％的引发剂、0.02％～0.04％的交联剂、0.3％～0.6％的防冻剂和水组成，水补足至100％。


2.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述纤维素为羟乙基纤维素、羧甲基纤维素的一种或混合物。


3.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述引发剂为过氧化钠、过氧化钾的一种。


4.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述乳化剂为十二烷基硫酸铵。


5.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述交联剂为硼酸钠。


6.如权利要求1所述的抑尘剂，其特征在于，所述防冻剂为氯化钙。


7.一种如权利要求1所述抑尘剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：周刚，李帅龙，姜文静，王存民，刘冬，刘宗奇，牛琛茜，张欣远，薛轶方，孙健，王钰颖，孟群智，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37