專(zhuān)利名稱(chēng)：一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及環(huán)境揚(yáng)塵治理領(lǐng)域，特別是涉及一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑及其制備 方法。
背景技術(shù)：
在工業(yè)生產(chǎn)中，各種粉體是應(yīng)用最為廣泛的一種材料形式，包括煤炭、礦物粉末、 沙石等，但是在其運(yùn)輸過(guò)程中和原地堆放時(shí)，經(jīng)常會(huì)由于空氣的流動(dòng)作用或是運(yùn)輸工具的 顛簸作用，而造成粉塵飛揚(yáng)和沿路遺撒，不但造成了嚴(yán)重環(huán)境污染，還會(huì)造成資源的嚴(yán)重浪 費(fèi)，甚至還會(huì)引起一些生產(chǎn)安全事故。粉塵污染已被看作是世界公害之一，對(duì)人類(lèi)的生產(chǎn)和 生活必然會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的影響，這其中以礦山作業(yè)中的粉塵污染最為嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，近 年來(lái)，我國(guó)以塵肺病為職業(yè)病的患者有逐年上升的趨勢(shì)，目前我國(guó)的塵肺病患者已超過(guò)30 萬(wàn)人，并且還在以每年約6000人的速度增加，另有疑似塵肺病患者約20萬(wàn)人，據(jù)估算我國(guó) 每年因塵肺病而造成的經(jīng)濟(jì)損失達(dá)80多億元。此外，路面揚(yáng)塵不僅嚴(yán)重?fù)p害工作人員的身 體健康，而且還污染礦區(qū)周?chē)沫h(huán)境，破壞生態(tài)系統(tǒng)，總之，粉塵的飛揚(yáng)直接影響到礦山的 安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益，因此，有效抑制沙土路面和散料堆場(chǎng)的粉塵飛揚(yáng)是當(dāng)前函待解決的 問(wèn)題。目前，在已有的防塵固塵方法中，化學(xué)封塵是最有效的方法?；瘜W(xué)封塵方法產(chǎn)生于 20世紀(jì)三十年代，近幾十年來(lái)該方法發(fā)展迅速，并且化學(xué)封塵的應(yīng)用范圍也得到了進(jìn)一步 拓展?；瘜W(xué)封塵劑根據(jù)使用場(chǎng)所和作用不同可分為粉塵潤(rùn)濕型封塵劑、凝聚型和粘結(jié)型抑 塵劑三大類(lèi)。濕潤(rùn)型封塵劑通過(guò)改善物料的滲透能力達(dá)到封塵效果，目前主要是改善有機(jī) 物料或無(wú)機(jī)物料的滲透能力，此種封塵劑比單獨(dú)用水防止粉塵飛揚(yáng)有更好的封塵效率。粘 結(jié)型封塵劑主要是利用覆蓋、粘結(jié)、硅化和聚合原理達(dá)到封塵目的，常用于土質(zhì)路面和沙土 路面的固土封塵以及物料運(yùn)輸過(guò)程中防止粉塵飛揚(yáng)。凝聚型封塵劑是利用某些化學(xué)物料 具有很強(qiáng)的吸收大氣中水分和保持水分的作用，能使粉塵具有較高的含水率從而封制粉塵 飛揚(yáng)，可應(yīng)用于路面揚(yáng)塵、散料堆場(chǎng)以及物料運(yùn)輸?shù)葓?chǎng)合，使得細(xì)粉塵顆粒具有較高的含水 率，這種情況下，粉塵就會(huì)產(chǎn)生凝膠現(xiàn)象，使泥土或粉塵聚合，從而達(dá)到封塵效果。封塵機(jī)理 分別是潤(rùn)濕，凝聚和固結(jié)。粉塵潤(rùn)濕型封塵劑主要是由表面活性劑和某些無(wú)機(jī)鹽、鹵化物 組成，無(wú)機(jī)鹽和鹵化物的作用是提高水對(duì)粉塵的潤(rùn)濕效果從而達(dá)到封塵效果。它對(duì)疏水性 粉塵的防治起到良好的效果，尤其在煤礦的防塵工作中得到廣泛應(yīng)用。但是，存在著功能 比較單一，有效封塵時(shí)間相對(duì)較短等缺點(diǎn)；凝聚型封塵劑由高分子聚合物、氯化鎂、氯化鈣 等物質(zhì)組成，主要是通過(guò)高分子的凝聚作用達(dá)到封塵效果。但是，這類(lèi)封塵劑含有有害有 機(jī)物，容易對(duì)環(huán)境造成二次污染，且材料昂貴；粘結(jié)型封塵劑分為無(wú)機(jī)粘結(jié)型封塵劑和有機(jī) 粘結(jié)型封塵劑兩大類(lèi)，無(wú)機(jī)粘結(jié)型封塵劑主要有鹵化物、氧化鈣、煤灰、泥土、勃土、石膏、高 嶺土、酸等，有機(jī)粘結(jié)劑型封塵劑主要有原油、橄欖油廢渣、石油、渣油、木質(zhì)素衍生物、煤焦 油、浙青、石蠟、聚合物等，主要是通過(guò)固結(jié)和粘結(jié)的作用達(dá)到封塵的效果。但是，這類(lèi)封塵 材料有異味，有排放有害成分的可能，從而對(duì)周?chē)沫h(huán)境以及土壤、地下水有潛在污染，并存在加工工藝上制備復(fù)雜以及成本較高等缺陷。近年來(lái)，隨著高分子精細(xì)化工的發(fā)展，封塵技術(shù)有了進(jìn)一步的提高，也研制了形形 色色的封塵劑，但都普遍存在功能單一或價(jià)格高昂，且存在毒性、腐蝕性、難降解和二次污 染等弊端。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑及其制備方法，能很好地控制粉 塵顆粒的分散和運(yùn)移，無(wú)毒、無(wú)污染，能夠生物降解。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)—種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑，以小麥淀粉為主劑，由以下原料組分按重量份比組 成小麥淀粉8 15份；
聚丁烯醇0. 5 2. 5份
KClO1. 6 3份；
H2O20. 5 -- 1. 5 份;
NaOH0. 5 2. 5份硼砂4 8份；Na2S2O32 5 份；H2O60 90 份。上述一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，是通過(guò)聚丁烯醇和小麥淀粉的反 應(yīng)，然后加入催化劑和氧化劑進(jìn)行催化氧化，使高分子生物原料氧化到一定深度，然后加入 燒堿進(jìn)行糊化反應(yīng)，最后加入水進(jìn)行稀釋?zhuān)⒓尤敕€(wěn)定劑和交聯(lián)劑等其它成分制得生物型 封塵劑，其操作步驟如下1)生物反應(yīng)，加入原料配比中總水量的一部分于反應(yīng)器中，一邊加入聚丁烯醇 邊攪拌，加熱至35 50°C使聚丙烯醇完全溶解，加入小麥淀粉，攪拌并保溫1 1. 2小時(shí)， 使聚丁烯醇和小麥淀粉充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的生物高分子化合物；2)催化氧化反應(yīng)，將生物反應(yīng)后的物料降至室溫，把催化劑Καθ加入到反應(yīng)器 中，再加入NaOH的一部分，攪拌均勻，然后加入H2A溶液，催化氧化反應(yīng)1 1. 2小時(shí)；3)糊化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)后，一邊攪拌一邊緩慢加入剩余NaOH溶液于反應(yīng)器 中，物料瞬間變稠，進(jìn)行糊化反應(yīng)0. 5 0. 6小時(shí)；4)穩(wěn)定絡(luò)合反應(yīng)，最后向反應(yīng)釜中加入剩余的水，攪拌均勻，緩慢加入Naj2O3溶 液，攪拌均勻，然后加入硼砂溶液，攪拌反應(yīng)0. 5 0. 6小時(shí)，即得到穩(wěn)定絡(luò)合產(chǎn)品。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是1)該封塵劑是由生物高分子聚合物組合 而成的，聚合物分子間會(huì)交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，同時(shí)分子間存在各種離子基團(tuán)，能與離子之間 產(chǎn)生較強(qiáng)的親合力，它的作用機(jī)理是通過(guò)捕捉、吸附、團(tuán)聚粉塵微粒，將其緊鎖于疏松而又 不失堅(jiān)固的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)之內(nèi)，起到濕潤(rùn)、粘接、凝結(jié)、吸濕、防塵和防水土流失的作用；2)該配 方性?xún)r(jià)比高，無(wú)毒無(wú)腐蝕，不受溫度的影響，抗凍融、抗風(fēng)蝕，制備及噴灑工藝簡(jiǎn)單；幻本封 塵劑中的生物高分子聚合物在分解時(shí)，首先生成麥芽糖，再進(jìn)一步水解變?yōu)槠咸烟?，容易?化降解，不損害植被，生態(tài)環(huán)境安全，使用后不會(huì)形成二次污染。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明實(shí)施例1一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑，由以下原料組分按重量份比例組成小麥淀粉8份、聚丁烯醇1份、KClO 1. 6份、H2O2I份、NaOH 0. 5份、硼砂5份、 Na2S2032 份、水 80 份。該生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，其操作步驟如下1)在裝有機(jī)械攪拌和加熱裝置的容器中，加入總量60%的水，在攪拌條件下分批 加入1份聚丁烯醇，并使混合物溫度升到40°C，待其完全溶解后，加入8份小麥淀粉，攪拌并 保溫1小時(shí)。2)將上述混合物降溫至室溫，加入1. 6份KClO和0. 25份的NaOH，攪拌均勻，再加 入1份H2A溶液，催化氧化反應(yīng)1小時(shí)。3)緩慢加入剩余的0. 25份NaOH溶液于反應(yīng)器中，進(jìn)行糊化反應(yīng)0. 5小時(shí)。4)最后加入剩余的水，攪拌均勻，再緩慢加入2份的Naj2O3,攪拌均勻，然后加入5 份硼砂，攪拌反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到無(wú)色粘稠水溶液即為封塵劑產(chǎn)品。實(shí)施例2一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑，由以下成分按重量百分比組成小麥淀粉10份；聚丁烯醇1. 5份；KClO 2份；H2O2I份；NaOH 1. 5份；硼砂6份； Na2S2032. 5 份；水 75 份；該生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，其操作步驟如下1)在裝有機(jī)械攪拌和加熱裝置的容器中，加入總量50%的水，在攪拌條件下分批 加入1. 5份聚丁烯醇，并使混合物溫度升到35°C，待其完全溶解后，加入10份小麥淀粉，攪 拌并保溫1.2小時(shí)。2)將上述混合物降溫至室溫，加入2份KClO和0. 8份的NaOH，攪拌均勻，再加入 1份H2O2溶液，催化氧化反應(yīng)1. 2小時(shí)。3)緩慢加入剩余的0. 7份NaOH溶液于反應(yīng)器中，進(jìn)行糊化反應(yīng)0. 6小時(shí)。4)最后加入剩余的水，攪拌均勻，再緩慢加入2. 5份的Na2S2O3,攪拌均勻，然后加 入6份硼砂，攪拌反應(yīng)0. 6小時(shí)，得到無(wú)色粘稠水溶液即為封塵劑產(chǎn)品。實(shí)施例3一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑，由以下成分按重量百分比組成 小麥淀粉12份；聚丁烯醇2份；KClO 2. 5份；H2O2L 5份；NaOH 1. 5份；硼砂8份； Na2S2032 份；水 70 份；該生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，其操作步驟如下1)在裝有機(jī)械攪拌和加熱裝置的容器中，加入總量55%的水，在攪拌條件下分批 加入2份聚丁烯醇，并使混合物溫度升到50°C，待其完全溶解后，加入12份小麥淀粉，攪拌 并保溫1小時(shí)。2)將上述混合物降溫至室溫，加入2. 5份KClO和0. 75份的NaOH，攪拌均勻，再加 入1. 5份H2A溶液，催化氧化反應(yīng)1小時(shí)。
3)緩慢加入剩余的0. 75份NaOH溶液于反應(yīng)器中，進(jìn)行糊化反應(yīng)0. 5小時(shí)。4)最后加入剩余的水，攪拌均勻，再緩慢加入2份的Na2S2O3,攪拌均勻，然后加入8 份硼砂，攪拌反應(yīng)0. 5小時(shí)，得到無(wú)色粘稠水溶液即為封塵劑產(chǎn)品。本發(fā)明在應(yīng)用時(shí)，可根據(jù)不同粉塵環(huán)境，將上述水溶液按照100 300倍稀釋?zhuān)?環(huán)衛(wèi)灑水車(chē)或車(chē)載灑水設(shè)備噴灑即可均勻噴灑在粉體材料上，具體用法如下(1)建筑物拆除封塵建筑物拆除封塵時(shí)，可采用高壓噴射設(shè)備噴灑封塵劑，噴射 高度應(yīng)盡量超過(guò)作業(yè)高度，由上往下捕捉下壓揚(yáng)塵效果較好，建議液體封塵劑稀釋比例為 200 300 倍。(2)電廠、水泥廠粉塵抑塵當(dāng)對(duì)超細(xì)粉塵堆噴灑封塵劑降塵時(shí)，由于其表面滲水 較弱，易出現(xiàn)“滾珠”或徑流現(xiàn)象。因此宜先將封塵劑原液高倍率O00 300倍)稀釋?zhuān)?時(shí)采用霧化效果好的設(shè)備來(lái)噴灑以浸濕表面，待表面濕潤(rùn)后，縮小稀釋倍率(100 150倍) 進(jìn)行第二次噴灑。(3)露天采礦露天采礦種類(lèi)很多，包括煤礦、有色金屬礦、非金屬礦等，除了設(shè)置 進(jìn)出料專(zhuān)用通道、防塵網(wǎng)外，還需在開(kāi)采和裝卸環(huán)節(jié)采取封塵措施，建議液體封塵劑稀釋比 例為100倍。(4)煤炭和其他礦料運(yùn)輸封塵聯(lián)網(wǎng)或?qū)Ｓ镁€對(duì)煤礦、礦料以及其他容易產(chǎn)生揚(yáng) 塵的貨物運(yùn)輸時(shí)，一般都要求安裝封塵劑噴淋站，根據(jù)不同礦物材料和區(qū)域特點(diǎn)可采用龍 門(mén)式、對(duì)噴式、搖臂式或移動(dòng)式自動(dòng)化設(shè)備噴淋，建議液體封塵劑稀釋比例為50 100倍。(5) 土方工地抑塵車(chē)輛拉料會(huì)產(chǎn)生大量粉塵，冬春季干燥多風(fēng)揚(yáng)塵更為嚴(yán)重， 適量噴灑封塵劑可有效緩解當(dāng)?shù)丶把赝经h(huán)境的揚(yáng)塵污染，建議液體抑封塵劑稀釋比例為 100 150 倍。(6)路面灰塵控制將液體封塵劑按照200 300倍稀釋?zhuān)铆h(huán)衛(wèi)灑水車(chē)或車(chē)載灑 水設(shè)備噴灑即可。(7)煤堆、粉料堆積場(chǎng)封塵將液體封塵劑稀釋100 150倍后，用便攜式或車(chē)載 設(shè)備對(duì)物料表面連續(xù)噴灑就可以控制揚(yáng)塵。(8)井下開(kāi)采和粉塵車(chē)間封塵粉塵車(chē)間可以在車(chē)間頂或兩側(cè)設(shè)計(jì)固定噴淋系 統(tǒng)，對(duì)人工作業(yè)密集的粉塵車(chē)間封塵，應(yīng)選用霧化效果好的噴淋設(shè)備，以避免影響正常作 業(yè)。用液體封塵劑稀釋200 300倍噴施效果最佳。
權(quán)利要求
1. 一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑，其特征在于，以小麥淀粉為主劑，并添加其它原料組分 按重量份比組成小麥淀粉 聚丁烯醇8 15份；0.5 2. 5 份；1.6 3份； 0. 5 1. 5 份；0. 5 2. 5 份； 4 8份； 2 5份； 60 90份。KClO H2O2 NaOH 硼砂Na2S2O3 H9O
2.權(quán)利要求1所述一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，其特征在于，通過(guò)聚丁烯 醇和小麥淀粉的反應(yīng)，然后加入催化劑和氧化劑進(jìn)行催化氧化，使高分子生物原料氧化到 一定深度，然后加入燒堿進(jìn)行糊化反應(yīng)，最后加入水進(jìn)行稀釋?zhuān)⒓尤敕€(wěn)定劑和交聯(lián)劑等其 它成分制得生物型封塵劑，其操作步驟如下1)生物反應(yīng)，加入原料配比中總水量的一部分于反應(yīng)器中，一邊加入聚丁烯醇一邊攪 拌，加熱使聚丙烯醇完全溶解，加入小麥淀粉，攪拌并保溫1 1. 2小時(shí)，使聚丁烯醇和小麥 淀粉充分反應(yīng)，形成穩(wěn)定的生物高分子化合物；2)催化氧化反應(yīng)，將生物反應(yīng)后的物料降至室溫，把催化劑καο加入到反應(yīng)器中，再 加入NaOH的一部分，攪拌均勻，然后加入H2A溶液，催化氧化反應(yīng)1 1. 2小時(shí)；3)糊化反應(yīng)，催化氧化反應(yīng)后，一邊攪拌一邊緩慢加入剩余NaOH溶液于反應(yīng)器中，物 料瞬間變稠，進(jìn)行糊化反應(yīng)0. 5 0. 6小時(shí)；4)穩(wěn)定絡(luò)合反應(yīng)，最后向反應(yīng)釜中加入剩余的水，攪拌均勻，緩慢加入Naj2O3溶液，攪 拌均勻，然后加入硼砂溶液，攪拌反應(yīng)0. 5 0. 6小時(shí)，即得到穩(wěn)定絡(luò)合產(chǎn)品。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑的制備方法，其特征在于，所述 使聚丙烯醇完全溶解的溫度為35 50°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種生物環(huán)保型化學(xué)封塵劑及其制備方法，其特征在于，以小麥淀粉為主劑，通過(guò)聚丁烯醇和小麥淀粉的反應(yīng)，然后加入催化劑和氧化劑進(jìn)行催化氧化，使高分子生物原料氧化到一定深度，然后加入燒堿進(jìn)行糊化反應(yīng)，最后加入水進(jìn)行稀釋?zhuān)⒓尤敕€(wěn)定劑和交聯(lián)劑等其它成分制得生物型封塵劑。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是該封塵劑是由生物高分子聚合物組成，性?xún)r(jià)比高，聚合物分子間會(huì)交聯(lián)形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)捕捉、吸附、團(tuán)聚粉塵微粒，起到防塵和防水土流失的作用；無(wú)毒無(wú)腐蝕，易生化降解，不損害植被，生態(tài)環(huán)境安全，不會(huì)形成二次污染，不受溫度影響，抗凍融、抗風(fēng)蝕，制備及噴灑工藝簡(jiǎn)單。
文檔編號(hào)C09K3/22GK102079963SQ20101057862
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月8日
發(fā)明者陳躍軍 申請(qǐng)人:陳躍軍