本發(fā)明涉及環(huán)境污染治理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

粉塵污染是導(dǎo)致爆破現(xiàn)場環(huán)境污染的主要因素之一。隨著我國露天礦開采的不斷增加，生產(chǎn)強(qiáng)度不斷加大，機(jī)械化水平不斷提高，爆破的面積和深度也在逐漸增大；在爆破過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵90%的粒徑都在10μm以下，這些細(xì)小粒徑的粉塵，不但會(huì)對周圍的環(huán)境造成污染，而且會(huì)嚴(yán)重危害現(xiàn)場施工人員的安全。

目前為止，還沒有一種可以在爆破過程中實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)抑塵的有效方法，主要原因在于爆破面積大，無法對產(chǎn)生的粉塵進(jìn)行試劑噴灑。國內(nèi)外對礦山爆破粉塵的控制研究主要集中在對爆炸工藝技術(shù)的改良，以及爆破粉塵擴(kuò)散模擬和模型的建立及理論分析等方面；國內(nèi)外有大量抑塵劑相關(guān)專利產(chǎn)品的報(bào)道，其適用范圍主要針對礦山運(yùn)輸?shù)缆放c堆場。

凝并技術(shù)是近幾年新興的技術(shù)，它的原理是增加外力作用于顆粒物，通過顆粒間的慣性碰撞、顆粒擴(kuò)散、空間電荷力、顆粒間的異極性吸引、顆粒間或顆粒與壁面的象力等使微細(xì)粒子凝并成較粗的粒子后再加以去除，現(xiàn)在的凝并技術(shù)研究最多的是聲凝并和電凝并?；瘜W(xué)凝并技術(shù)是通過添加化學(xué)凝并劑（吸附劑、團(tuán)聚劑）促進(jìn)微細(xì)粉塵長大的方法，其主要是由物理吸附和化學(xué)反應(yīng)相結(jié)合的機(jī)理來實(shí)現(xiàn)的。但廉價(jià)實(shí)用的高效多功能化學(xué)凝并劑難以得到，使用化學(xué)凝并劑還可能造成二次污染。因此研究高效多功能無污染的化學(xué)凝并劑是化學(xué)凝并研究的關(guān)鍵點(diǎn)。

本發(fā)明是將化學(xué)凝并劑的原理應(yīng)用于露天礦山爆破開采中，礦山爆破時(shí)，炸藥起爆后形成高溫、高壓氣體瞬間膨脹產(chǎn)生巨大爆炸力，在粉碎巖石產(chǎn)生細(xì)小粉塵的同時(shí)也能使化學(xué)凝并劑充分霧化，有利于化學(xué)凝并劑對產(chǎn)生粉塵的捕捉。

Span-80（失水山梨醇單油酸酯，以下統(tǒng)稱為Span-80）是一種良好的潤濕劑，難溶于水?？扇苄缘矸劬哂胸S富的孔隙結(jié)構(gòu)，不溶于冷水，溶解于沸水后冷卻，形成透明溶液?？扇苄缘矸酆蠹尤隨pan-80后，通過攪拌作用能使Span-80被均勻地吸附在可溶性淀粉表面從而均勻地分散在溶液中。本發(fā)明選用Span-80和可溶性淀粉的混合液為化學(xué)團(tuán)聚劑組分，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，對爆破過程中產(chǎn)生的粉塵，尤其是細(xì)小粉塵具有良好的效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑及其制備方法，通過合理設(shè)計(jì)成分，制備多功能的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵化學(xué)凝并劑。

本發(fā)明一種用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的原料成分按質(zhì)量份數(shù)為：

保濕劑：4~25份；

表面活性劑：0.05~10份；

Span-80：0.5~2.5份；

可溶性淀粉：0.5~2.5份；

抗凍劑：0.1~25份；

水：200份；

所述的保濕劑為硅酸鈉、碳酸鈉、氯化鎂、氯化鈉中的一種；所述的表面活性劑為丁二酸鈉、十二烷基磺酸鈉、硬脂酸的一種或兩種以上；所述的抗凍劑為氯化鈣、乙二醇、丙二醇中的一種或兩種以上。

本發(fā)明用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的制備方法為：

1、準(zhǔn)備原料，各成分按質(zhì)量份數(shù)比為：保濕劑4~25份，表面活性劑0.05~10份，可溶性淀粉0.05~2.5份，Span-80 0.05~2.5份，抗凍劑0.1~25份，水200份；

2、將水分成A部分、B部分水和C部分水；

3、使可溶性淀粉分散在C部分水中，攪拌加熱使可溶性淀粉糊化，然后加入Span-80，充分?jǐn)嚢柚频没瘜W(xué)團(tuán)聚劑；

4、將表面活性劑和化學(xué)團(tuán)聚劑與A部分水混合形成A混合液；

5、在攪拌條件下，先向A混合液中加入保濕劑；待保濕劑完全溶解，加入抗凍劑和B部分水，使抗凍劑溶解，獲得用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑。

上述的步驟3中，先將可溶性淀粉放入C部分水中，攪拌加熱至90±3℃，形成糊狀，再放入Span-80，攪拌至少20min使Span-80充分被可溶性淀粉吸附，形成化學(xué)團(tuán)聚劑。

上述的用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的粘度在3~50kPa·s。

本發(fā)明在選擇試劑方面充分考慮爆破過程中凝并劑的擴(kuò)散性能，添加保濕劑、抗凍劑、化學(xué)團(tuán)聚劑形成耐凍防塵水溶液，能使水溶性高分子形成一層柔韌、致密的連續(xù)高分子微膜，使凝并劑集潤濕、團(tuán)聚、抗凍、保濕等功能于一體，利于爆破過程中凝并劑擴(kuò)散并迅速捕捉微塵，使細(xì)小無法沉降的顆粒物迅速被捕捉，并凝聚成較大的顆粒物沉降下來，從而達(dá)到動(dòng)態(tài)抑塵的效果，同時(shí)本發(fā)明中所涉及原料廉價(jià)易得、環(huán)保無毒。

具體實(shí)施方式

以下對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。

本發(fā)明實(shí)施例中采用的硅酸鈉、丁二酸鈉、十二烷基磺酸鈉、硬脂酸、碳酸鈉、氯化鎂、氯化鈉、Span-80、氯化鈣、乙二醇、丙二醇、可溶性淀粉為市購工業(yè)產(chǎn)品。

本發(fā)明一種用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的使用方法是將用于露天礦山爆破過程中的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵化學(xué)凝并劑用水稀釋10~30倍，在爆破時(shí)使用；爆破過程中化學(xué)凝并劑擴(kuò)散并迅速捕捉微塵，對粒徑10μm以下的細(xì)粉塵顆粒的沉降效果明顯，通過現(xiàn)場試驗(yàn)，沉降率均在80%以上；比采用清水替代的沉降效率提高2倍以上；用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑經(jīng)過稀釋后在-15℃條件不凍結(jié)，不影響使用效果，適合在寒冷地區(qū)使用。

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

實(shí)施例1

準(zhǔn)備原料，各成分按質(zhì)量份數(shù)比為：保濕劑4份，表面活性劑10份，可溶性淀粉2份，Span-80 1份，抗凍劑25份，水200份；所述的保濕劑為氯化鎂；

所述的保濕劑為硅酸鈉；

所述的表面活性劑為丁二酸鈉；

所述的抗凍劑為氯化鈣；

將水分成A部分水，B部分水和C部分水；

將可溶性淀粉放入C部分水中，攪拌加熱至90±3℃，形成糊狀，再放入Span-80，攪拌20min使Span-80充分被可溶性淀粉吸附，形成化學(xué)團(tuán)聚劑；

將表面活性劑和化學(xué)團(tuán)聚劑與A部分水混合形成A混合液；

在攪拌條件下，先向A混合液中加入保濕劑；待保濕劑完全溶解，加入抗凍劑和B部分水，使抗凍劑溶解，獲得用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑，粘度3.7kPa·s。

實(shí)施例2

方法同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于：

（1）保濕劑25份，表面活性劑丁二酸鈉0.1份，表面活性劑0.3份，可溶性淀粉0.1份，Span-80 0.2份，抗凍劑15份；

所述的保濕劑為碳酸鈉；

所述的表面活性劑為十二烷基磺酸鈉；

所述的抗凍劑為乙二醇；

（2）放入Span-80攪拌25min；

（3）用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的粘度23.3kPa·s。

實(shí)施例3

方法同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于：

（1）保濕劑5份，表面活性劑0.05份，可溶性淀粉0.8份，Span-80 0.3份，抗凍劑5份；

所述的保濕劑為碳酸鈉；

所述的表面活性劑為硬脂酸；

所述的抗凍劑為丙二醇；

（2）放入Span-80攪拌25min；

（3）用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的粘度26.7kPa·s。

實(shí)施例4

方法同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于：

（1）保濕劑15份，表面活性劑0.05份，可溶性淀粉0.3份，Span-80 0.6份，抗凍劑乙二醇6份；

所述的保濕劑為氯化鎂；

所述的表面活性劑為丁二酸鈉、十二烷基磺酸鈉和硬脂酸的等質(zhì)量混合物；

所述的抗凍劑為氯化鈣、乙二醇和丙二醇的等質(zhì)量混合物；

（2）放入Span-80攪拌30min；

（3）用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的粘度34.1kPa·s。

實(shí)施例5

方法同實(shí)施例1，不同點(diǎn)在于：

（1）保濕劑25份，表面活性劑丁二酸鈉0.25份，可溶性淀粉1.5份，Span-800.3份，抗凍劑丙二醇12份，水200份；

所述的保濕劑為氯化鈉；

所述的表面活性劑為丁二酸鈉和十二烷基磺酸鈉的等質(zhì)量混合物；

所述的抗凍劑為乙二醇和丙二醇中的等質(zhì)量混合物；

（2）放入Span-80攪拌30min；

（3）用于露天礦山爆破的環(huán)保動(dòng)態(tài)防塵凝并劑的粘度43.5kPa·s。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式僅限于此，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單的推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定專利保護(hù)范圍。