一种环保型矿粉抑尘剂及其制备方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术采用皂荚糖胶和/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。态环境。

【技术实现步骤摘要】
一种环保型矿粉抑尘剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于矿粉抑尘
，具体涉及一种新型环保矿粉抑尘剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术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。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术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。
[0008]在本专利技术一个实施方式中，对皂荚糖胶和/或亚麻籽胶进行复合改性的步骤包括：
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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。
[0013]在本专利技术一个实施方式中，所述步骤S1中醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或多种。例如，醇类溶剂为体积浓度为95％的乙醇。
[0014]优选地，所述磺乙基化试剂为2
‑
氯乙基磺酸钠、2
‑
氯乙基磺酸、2
‑
溴乙基磺酸钠、2
‑
溴乙基磺酸。
[0015]优选地，所述羧甲基化试剂为氯乙酸钠、氯乙酸、溴乙酸、溴乙酸钠、碘乙酸、碘乙酸钠。
[0016]优选地，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶浆乳的浓度为0.2
‑
0.5g/mL。
[0017]例如，0.2g/mL，0.25g/mL，0.3g/mL，0.35g/mL，0.4g/mL，0.45g/mL，0.46g/mL，0.5g/mL或者上述数值范围中的任意一点值。
[0018]在本专利技术一个实施方式中，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶、2
‑
氯乙基磺酸钠、氯乙酸钠的质量比为10:(1
‑
2):(1
‑
3)；优选为10:1.5:2。
[0019]例如，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶质量为100份，所述2
‑
氯乙基磺酸钠质量为10份、15份、20份，所述氯乙酸钠为质量10份、15份、20份、25份、30份。
[0020]在本专利技术一个实施方式中，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶为分子量100000
‑
800000的瓜尔胶。
[0021]优选地，所述步骤S2中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂或甲醇钠；所述步骤S3中的酸为盐酸和/或硫酸。
[0022]在本专利技术一个实施方式中，所述步骤S2中的磺乙基化反应和步骤S3中的羧甲基化反应的顺序能够互换。
[0023]在本专利技术一个实施方式中，所述步骤S2中加热升温至30
‑
60℃，反应时间为30
‑
100min；继续升温至50
‑
90℃，反应80
‑
100分钟。
[0024]优选地，所述步骤S3中，加热至温度为30
‑
90℃，反应时间为60
‑
120min。
[0025]在本专利技术一个实施方式中，所述步骤S4中，干燥方式为气流干燥、滚筒干燥或喷雾干燥。
[0026]例如，干燥方式为滚筒干燥，滚筒转速为20～50rpm。
[0027]优选地，所述干燥的温度为80
‑
120℃，干燥时间为5
‑
30min。
[0028]优选地，所述过筛60
‑
200目。
[0029]在本专利技术一个实施方式中，所述环保型矿粉抑尘剂中，所述复合改性的皂荚糖胶和/或亚麻籽胶的含量不小于1％。
[0030]优选地，所述复合改性后的皂荚糖胶和/或亚麻籽胶与所述预糊化淀粉的质量比为(1
‑
4):(16
‑
19)。
[0031]本专利技术还提供了一种环保型矿粉抑尘剂，采用上述所述环保型矿粉抑尘剂的制备
方法得到。
[0032]在本专利技术一个实施方式中，本专利技术还提供了上述复合改性的皂荚糖胶或亚麻籽胶在制备新型环保矿粉抑尘剂中的应用。
[0033]本专利技术的有益效果
[0034]1)虽然皂荚糖胶和亚麻籽胶的增稠性、成膜性和粘结性良好，但是由于其在水中溶解速度慢、加热至80℃以上才能完全溶解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种环保型矿粉抑尘剂的制备方法，其特征在于，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或不与预糊化淀粉混合，得到所述环保型矿粉抑尘剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，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/或亚麻籽胶加入到醇类溶剂中，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。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中醇类溶剂为甲醇、乙醇、丙醇和异丙醇中的一种或多种。例如，醇类溶剂为体积浓度为95％的乙醇。优选地，所述磺乙基化试剂为2
‑
氯乙基磺酸钠、2
‑
氯乙基磺酸、2
‑
溴乙基磺酸钠、2
‑
溴乙基磺酸。优选地，所述羧甲基化试剂为氯乙酸钠、氯乙酸、溴乙酸、溴乙酸钠、碘乙酸、碘乙酸钠。优选地，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶浆乳的浓度为0.2
‑
0.5g/mL。例如，0.2g/mL，0.25g/mL，0.3g/mL，0.35g/mL，0.4g/mL，0.45g/mL，0.46g/mL，0.5g/mL或者上述数值范围中的任意一点的数值。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述皂荚糖胶和/或亚麻籽胶、2
‑
氯乙基磺酸钠、氯乙酸钠的质量比为10:(1
...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍二福，王延花，王柏楠，冯明，程伟琴，王攀峰，汪心想，杨鹏飞，戚祥，路朝阳，王毅楠，张彦昌，张辰，刘琛，胡玫，张羡，王宏力，
申请(专利权)人：河南省科学院，
类型：发明
国别省市：