專利名稱：高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煤炭或礦粉運輸防凍技術(shù)領(lǐng)域，具體說是一種高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法。
背景技術(shù)：
冬季運輸?shù)暮禾炕虻V粉等貨物在車內(nèi)易凍結(jié)，給冬運和卸車帶來極大的困難，也給鐵路、煤礦、港口或礦粉、煤炭等用戶造成巨大的經(jīng)濟損失，嚴重影響車輛周轉(zhuǎn)和運輸效率。多年來，國內(nèi)外曾采用許多方法解決凍煤卸車，如振動、爆破、電加熱、解凍庫、車體涂石蠟和柴油等方法，而這些方法勞動強度大、成本高，未能從根本上解決凍煤卸車問題。實驗研究發(fā)現(xiàn)，利用化學防凍液來解決凍煤或礦粉等貨物卸車問題極為方便，它能改變冰的結(jié)晶體結(jié)構(gòu)，降低其凝結(jié)力，大大降低煤炭或礦粉的凍結(jié)強度?；瘜W防凍液又具有無污染，人體接觸無毒性，對煤質(zhì)無影響，長期存放不失效等特點；而且也具有使用方便、經(jīng)濟的 優(yōu)點，對解決冬季煤炭或粉狀貨物運輸十分有效。研究結(jié)果還表明，防凍液的噴灑量不同，效果不同，隨著防凍液噴灑量的減少，煤炭或礦粉等貨物的凍結(jié)程度增大；因此根據(jù)煤炭或礦粉等貨物含水量的多少，當?shù)亍敃r的溫度范圍即可確定其最佳噴灑量。目前國內(nèi)外對防凍液的研究主要趨勢在于防腐蝕性能的改進；傳統(tǒng)的防凍液主要以無水氯化鈣為基本原料，使用的緩蝕劑以鉻酸鈉、重鉻酸鈉、鑰酸鈉、鎢酸鈉等為主，這些物質(zhì)毒性太大，并對環(huán)境會造成很大的污染而不適合繼續(xù)使用。亞硝酸鹽類作為黑色金屬的主緩蝕劑使用，其在氯化鈣防凍液工作條件下緩蝕作用極好，而且亞硝酸鈉加入到氯化鈣溶液中還會使其冰點降低，因此被廣泛應(yīng)用于氯化鈣防凍液中；但亞硝酸鹽對環(huán)境有一定的污染，特別是由于其致癌作用國外已要求停止使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠有效防止溫度在-10°C -50°C范圍內(nèi)含水煤炭或礦粉凍結(jié)的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法。本發(fā)明由以下技術(shù)方案解決其技術(shù)問題
一種高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，按以下工藝步驟制備而成
步驟I :煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
在3個不同的三口瓶中分別加入無水氯化鈣、脲素、無水氯化鎂，其重量比為無水氯化鈣脲素無水氯化鎂等于I I. 5:0. 5:1. 5，然后分別加入水，攪拌使其溶解后成為溶液A、B、C，再將溶液B、C分別加入到溶液A中，使其混合均勻后過濾，以除去水不溶物，得到煤炭或礦粉運輸防凍液；
步驟2 :高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
在步驟I得到的防凍液中，攪拌下依次分別加入氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸鈉及肉桂酸溶液，混合均勻后，過濾，以除去水不溶物，得到IOOOg高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液。
所述步驟I中的無水氯化鈣與水的重量比為I :1. 33 2. 50，脲素與水的重量比為I :2，無水氯化鎂與水的重量比為I :2。所述步驟2中的氨基三亞甲基膦酸的用量為0. 3%、硫酸鋅的用量為0. I %、三乙醇胺的用量為0. 05%、苯并三氮唑的用量為0. 1%、苯甲酸鈉的用量為0. 1%、肉桂酸的用量為0. 1%，均以IOOOg高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液為基準計算(重量比)。所述步驟2中的氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯甲酸鈉、肉桂酸等均以室溫水溶解使其成為溶液，其濃度均為20 %重量比。所述步驟2中的苯并三氮唑是用60— 65°C的熱水溶解，其濃度為10%重量比。本發(fā)明的防凍液本身具有較低的冰點，可作為水的冰點調(diào)節(jié)劑，使冰晶的分子間結(jié)合力減小，強度減弱，其凍結(jié)強度大大降低，不會再發(fā)生煤炭或礦粉的凍結(jié)；即使在更低的溫度下有少許結(jié)冰，其冰晶結(jié)構(gòu)也發(fā)生了變化，凍結(jié)強度減弱，凍結(jié)物用較小外力就能破碎，即卸車時的狀況就能使其碎裂，因此能夠有效防止溫度在-10°c -50°c范圍內(nèi)煤炭或礦粉出現(xiàn)的凍結(jié)問題。本發(fā)明的優(yōu)點在于在以氯化鈣為主要原料的防凍液體系中，加入脲素和氯化鎂，解決了成份單一、性能不佳的問題，使防凍液的性能更優(yōu)越，同時可配備無毒無害的緩蝕劑成份，改變傳統(tǒng)的煤炭或礦粉運輸防凍液配方體系和制備方法。本發(fā)明的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，符合鐵道部TB/T3208-2008散裝顆粒貨物運輸用防凍液技術(shù)條件。用于煤炭或礦粉運輸過程中可防止含水煤炭或礦粉的凍結(jié)，在降低車輛停時，提高運輸效率等方面經(jīng)濟、方便、可行；與其他固定式解凍設(shè)備相比，具有投資小、節(jié)能、節(jié)省人力物力、現(xiàn)場使用方便等特點；與傳統(tǒng)的運輸防凍液相比具有防凍效果好，抗腐蝕性能優(yōu)良，生產(chǎn)成本低，不可燃，無毒，無嗅無味等特點。
具體實施例方式下面通過實施例對本發(fā)明作進一步說明。實施例I
I、煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
在帶有機械攪拌裝置的1500mL三口燒瓶中加入IOOg無水氯化鈣，然后加入250g水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的200mL三口燒瓶中加入50g脲素，然后加入IOOg水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的800mL三口燒瓶中加入150g無水氯化鎂，然后加入300g水、攪拌使其溶解；再分別加入到氯化鈣溶液中，真空過濾，除去水不溶物。2、高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
(I )在帶有機械攪拌裝置的5個50mL三口燒瓶中分別加入3g氨基三亞甲基膦酸、Ig硫酸鋅、0. 5g三乙醇胺、Ig苯甲酸鈉、Ig肉桂酸，然后分別加入15g、5g、2. 5g、5g、5g水，攪拌使其溶解；分別得到氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯甲酸鈉、肉桂酸等的溶液，依次分別加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。( 2 )在帶有機械攪拌裝置的50mL三口燒瓶中加入IOg水，加熱升溫至65°C，然后加入Ig苯并三氮唑，攪拌使其溶解，加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。該防凍液的主要技術(shù)指標是，可以滿足在-10 _40°C的不同溫度條件下使用，達到了冰點低、防凍效果好、無腐蝕、無污染的特點。
將實施例I制得的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，用冷凍法測定冰點，用發(fā)動機冷卻液腐蝕測定法(SH/T0085-91 )測定緩蝕效果，其實驗結(jié)果見表I。表I冷凍實驗結(jié)果
項目I濃度/%|冰點/°c I試驗試片外觀I適應(yīng)溫度/°C^
實施例I 丨30 I-35 I表面光潔，無腐蝕現(xiàn)象。I-10 -40
如表I所示，證實了本發(fā)明的方法可以制得冰點_35°C的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，且無腐蝕現(xiàn)象。實施例2:
I、煤炭或礦粉運輸防凍液的制備 在帶有機械攪拌裝置的1500mL三口燒瓶中加入130g無水氯化鈣，然后加入220g水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的200mL三口燒瓶中加入50g脲素，然后加入IOOg水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的800mL三口燒瓶中加入150g無水氯化鎂，然后加入300g水、攪拌使其溶解；再分別加入到氯化鈣溶液中，真空過濾，除去水不溶物。2、高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
(I )在帶有機械攪拌裝置的5個50mL三口燒瓶中分別加入3g氨基三亞甲基膦酸、Ig硫酸鋅、0. 5g三乙醇胺、Ig苯甲酸鈉、Ig肉桂酸，然后分別加入15g、5g、2. 5g、5g、5g水，攪拌使其溶解；分別得到氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯甲酸鈉、肉桂酸等的溶液，依次分別加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。( 2 )在帶有機械攪拌裝置的50mL三口燒瓶中加入IOg水，加熱升溫至63°C，然后加入Ig苯并三氮唑，攪拌使其溶解，加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。該防凍液的主要技術(shù)指標是，可以滿足在-10 _45°C的不同溫度條件下使用，達到了冰點低、防凍效果好、無腐蝕、無污染的特點。將實施例2制得的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，用冷凍法測定冰點，用發(fā)動機冷卻液腐蝕測定法(SH/T0085-91 )測定緩蝕效果，其實驗結(jié)果見表2。表2冷凍實驗結(jié)果
項目I濃度/%|冰點/°c I試驗試片外觀I適應(yīng)溫度/°C^
實施例2 丨33 1-40 I表面光潔，無腐蝕現(xiàn)象。I-10 -45
如表2所示，證實了本發(fā)明的方法可以制得冰點-40°C的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，且無腐蝕現(xiàn)象。實施例3
I、煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
在帶有機械攪拌裝置的1500mL三口燒瓶中加入150g無水氯化鈣，然后加入200g水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的200mL三口燒瓶中加入50g脲素，然后加入IOOg水、攪拌使其溶解；在另一同樣裝置的800mL三口燒瓶中加入150g無水氯化鎂，然后加入300g水、攪拌使其溶解；再分別加入到氯化鈣溶液中，真空過濾，除去水不溶物。2、高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備
(I )在帶有機械攪拌裝置的5個50mL三口燒瓶中分別加入3g氨基三亞甲基膦酸、Ig硫酸鋅、0. 5g三乙醇胺、Ig苯甲酸鈉、Ig肉桂酸，然后分別加入15g、5g、2. 5g、5g、5g水，攪拌使其溶解；分別得到氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯甲酸鈉、肉桂酸等的溶液，依次分別加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。( 2 )在帶有機械攪拌裝置的50mL三口燒瓶中加入IOg水，加熱升溫至60°C，然后加入Ig苯并三氮唑，攪拌使其溶解，加入到煤炭或礦粉運輸防凍液中，攪拌使其混合均勻后，真空過濾，除去不溶物。該防凍液的主要技術(shù)指標是，可以滿足在-10 _50°C的不同溫度條件下使用，達到了冰點低、防凍效果好、無腐蝕、無污染的特點。將實施例3制得的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，用冷凍法測定冰點，用發(fā)動機冷卻液腐蝕測定法(SH/T0085-91 )測定緩蝕效果，其實驗結(jié)果見表3。表3冷凍實驗結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，其特征在于包括以下步驟 步驟I:煤炭或礦粉運輸防凍液的制備 在3個三口燒瓶中分別加入無水氯化鈣、脲素、無水氯化鎂，其重量比為無水氯化鈣脲素無水氯化鎂等于I I. 5 :0. 5:1. 5，然后分別加入水，攪拌使其溶解后成為溶液A、B、C，再將溶液B、C分別加入到溶液A中，使其混合均勻后過濾，以除去水不溶物，得到煤炭或礦粉運輸防凍液； 步驟2 :高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備 在步驟I得到的防凍液中，攪拌下依次分別加入氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸鈉及肉桂酸溶液，混合均勻后，過濾，以除去水不溶物，得到IOOOg高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，其特征在 于所述步驟I中的無水氯化鈣與水的重量比為I :1. 33 2. 50，脲素與水的重量比為I :2,無水氯化鎂與水的重量比為I :2。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，其特征在于所述步驟2中的氨基三亞甲基膦酸的用量為0. 3%、硫酸鋅的用量為0. 1%、三乙醇胺的用量為0. 05%、苯并三氮唑的用量為0. 1%、苯甲酸鈉的用量為0. 1%、肉桂酸的用量為0. 1%，均以IOOOg高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液為基準計算，均為重量比。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，其特征在于所述步驟2中的氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯甲酸鈉、肉桂酸等均以室溫水溶解使其成為溶液，其濃度均為20%重量比。
5.根據(jù)權(quán)利要求I中所述的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的制備方法，其特征在于所述步驟2中的苯并三氮唑是用60— 65°C的熱水溶解，其濃度為10%重量比。
全文摘要
一種制備高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液的方法，將無水氯化鈣用水溶解使其成為溶液，在攪拌下加入溶解后的脲素溶液和氯化鎂溶液，然后在攪拌下依次分別加入氨基三亞甲基膦酸、硫酸鋅、三乙醇胺、苯并三氮唑、苯甲酸鈉、肉桂酸等復(fù)合緩蝕劑原料的溶液。本發(fā)明以氯化鈣作為防凍液的主要原料，加入脲素和氯化鎂，解決了成份單一的問題，使得防凍液的性能更優(yōu)越；同時配備了無毒無害的復(fù)合緩蝕劑成份，改變了傳統(tǒng)煤炭或礦粉運輸防凍液的配方體系；研發(fā)得到的高效緩蝕型煤炭或礦粉運輸防凍液，符合鐵道部TB/T3208-2008散裝顆粒貨物運輸用防凍液技術(shù)條件，并具有制備工藝簡單，防腐效果好，生產(chǎn)成本低，不可燃，無毒，無嗅無味等特點。
文檔編號C09K5/20GK102746833SQ20121023316
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月6日
發(fā)明者石輝文, 蘇玲 申請人:蘭州英濰諾化工科技有限公司