專利名稱：一種改性淀粉類抑塵劑及其制備方法和使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)保型改性淀粉類抑塵劑及其制備方法和用途，該抑塵劑主要用于防止煤炭、粉煤灰等礦物散料堆放過程中產(chǎn)生的揚(yáng)塵。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)煤炭存放大多數(shù)采用露天存放，原料占地面積廣，由于秋冬季節(jié)氣候干燥、多風(fēng)，特別在北方地區(qū)，導(dǎo)致堆場的物料粉塵飛揚(yáng)，不僅造成大氣中可吸入顆粒物濃度急劇升高，嚴(yán)重污染環(huán)境，而且會造成煤炭資源大量浪費(fèi)，更為嚴(yán)重的是，有些火力發(fā)電廠的儲煤場由于粉塵飛揚(yáng)導(dǎo)致一些管道、電纜等部位由于沉積粉塵而可能引起火災(zāi)而爆炸。煤在燃燒的過程中，不僅會產(chǎn)生大量的氣態(tài)污染物而且會產(chǎn)生大量粉煤灰，一般來講，燃燒5噸煤就會產(chǎn)生I噸粉煤灰，目前粉煤灰年排量約3. 75億噸?；鹆Πl(fā)電在今后相當(dāng)長的時期內(nèi)仍將是我國電力行業(yè)發(fā)展的主流，粉煤灰的產(chǎn)生量也必將會隨之快速增多，到目前，發(fā)達(dá)國家(歐美等)的粉煤灰利用率已高達(dá)70% 80%，而我國目前的利用率僅為30%左右，大部分被排入貯灰場。貯灰場不但會大面積的占用土地，而且貯灰場的粉塵飛揚(yáng)會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染問題。在氣候干燥的多風(fēng)季節(jié)，大量貯灰場的灰塵會隨風(fēng)飛揚(yáng)，造成二次揚(yáng)塵，嚴(yán)重污染周圍生態(tài)環(huán)境，危害居民健康。因此，采取措施控制散體顆粒物料揚(yáng)塵飛揚(yáng)，不僅有利于環(huán)境保護(hù)、節(jié)約能源，而且對安全生產(chǎn)也十分必要。目前，防止礦物散料揚(yáng)塵的主要方法有以下幾種。⑴灑水法。灑水法是控制粉塵飛揚(yáng)最常用的一種方法。但在氣候干燥炎熱的地方，灑水防塵作用時間短，需頻繁噴灑，浪費(fèi)資源，且不能潤濕小顆粒和疏水性粉塵，不能達(dá)到環(huán)境質(zhì)量要求。(2)機(jī)械加蓋法。在散料堆場覆蓋篷布或塑料布等，這種方法直接有效，但成本高，有效負(fù)載低，浪費(fèi)材料，篷布的覆蓋和撤掉速度慢，并需要大量人力資源，此種方法在實(shí)際中不能廣泛應(yīng)用。(3)防風(fēng)墻、抑塵網(wǎng)法。防風(fēng)墻、抑塵網(wǎng)技術(shù)主要是在散料堆場周圍專門設(shè)置防風(fēng)墻和抑塵網(wǎng)，利用防風(fēng)墻和抑塵網(wǎng)將粉塵阻擋下來，防止散料堆場的物料被風(fēng)帶走。這種方法效果很好，但是只適用于靜止的礦物散料，所以限制了它的使用。因此，提供一種無毒、無味、生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉的環(huán)保型抑塵劑成為控制粉塵飛揚(yáng)的一種急需解決的技術(shù)難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種無毒、無味、生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，有較好的抗風(fēng)蝕水蝕作用的環(huán)保型抑塵劑。本發(fā)明的上述目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明的改性淀粉類抑塵劑，包括以下成分重量百分比為2-6%的氧化玉米淀粉作為淀粉干基，重量為淀粉干基8%的30%雙氧水，重量為淀粉干基O. 02%的硫酸銅，重量為淀粉干基10%的氫氧化鈉，重量百分含量為O. 3-0. 9%的聚乙烯醇，重量百分含量為2-6%的氯化鈣，重量百分含量為O. 3-0. 5%的表面活性劑，重量百分含量為O. 02%的引發(fā)劑過硫酸鉀，其余為水。所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。所述的改性淀粉類抑塵劑的制備方法，其步驟為(I)將制備過程中用到的30%的雙氧水、硫酸銅、氫氧化鈉、聚乙烯醇、過硫酸鉀、氯化鈣和十二烷基苯磺酸鈉分別配制成溶液待用，重量為淀粉干基8%的30%的雙氧水，淀粉干基O. 02 %的硫酸銅，淀粉干基10 %的氫氧化鈉，聚乙烯醇的重量百分含量為
0.3-0. 9 %，過硫酸鉀重量百分含量為O. 02 %，氯化鈣重量百分含量為2-6 %，表面活性劑的重量百分含量為O. 3-0. 5% ;其中聚乙烯醇的溶解過程需進(jìn)行加熱，溫度為85-95°C ；(2)稱取一定量淀粉，加入到反應(yīng)釜中，加入一定量去離子水配成淀粉乳，用1% 的氫氧化鈉和鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH，在攪拌狀態(tài)下升溫至45°C，加入淀粉干基O. 02%的硫酸銅作催化劑，緩慢滴加30 %的雙氧水，保持恒溫反應(yīng)40分鐘；將生成的氧化淀粉乳液轉(zhuǎn)移至布氏漏斗中抽濾，然后用去離子水洗滌3次或以上；將抽濾得到的白色固體轉(zhuǎn)移至燒杯中，將燒杯放在在干燥箱中，50°C干燥至水分完全揮發(fā)，粉碎即得氧化淀粉；(3)稱取氧化淀粉2-6%加入反應(yīng)釜中，加入一定量去離子水，制得淀粉乳，保持恒溫，攪拌均勻后加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)半小時得淀粉糊化液；(4)將配置好的聚乙烯醇溶液加入到反應(yīng)釜中，然后加入過硫酸鉀，恒溫攪拌半小時；最后加入配置好的氯化鈣和表面活性劑溶液，加水配置成改性淀粉類抑塵劑所述的復(fù)合型抑塵劑的使用方法，將復(fù)合型抑塵劑噴散在礦物散料表面，用量為
1.5-2. 5L每平方米。本發(fā)明中，聚乙烯醇與玉米淀粉都是多羥基的大分子化合物，部分氧化的玉米淀粉還有一些羧基，在一定條件下，他們可以互相接枝脫水，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，使粘結(jié)強(qiáng)度明顯提高；加入氯化鈣可以增加溶液的吸濕保水性；加入表面活性劑十二烷基苯磺酸鈉可以降低溶液表面張力，增加溶液的潤濕性。有益效果I、本發(fā)明復(fù)合型抑塵劑無毒、無味、生產(chǎn)工藝簡單、成本低廉，有較好的抗風(fēng)蝕水蝕作用，符合環(huán)保要求，有較好抑塵效果。2、在常溫下將配好的復(fù)合型抑塵劑噴散在礦物散料表面，能在礦物散料表面形成一固化層，能夠起到防風(fēng)固塵的作用。3、配置的抑塵劑具有較好的性能。通過測試粘度為61. 7mpa-s ;表面張為41. 2mN/m;保水率達(dá)到了 12.36%。噴灑實(shí)驗(yàn)證明這種抑塵劑能經(jīng)受住模擬自然雨淋、高溫凍融環(huán)境的考驗(yàn)，能夠抵御大自然8級風(fēng)力的侵蝕，抗壓強(qiáng)度達(dá)到了 3. 21Mpa，能夠抵御人畜輕微破壞。同等條件下純水和一種市售抑塵劑的粘度分別為I. 005mpa · s, 12. 7mpa · s,表面張力分別為72. 8mN/m和53. 6mN/m，保水率分別為2. 71%和6. 83%，市售抑塵劑的強(qiáng)度為
I.65Mpa。實(shí)施例I將4kg氧化玉米淀粉加入反應(yīng)釜中，加水10kg，制得淀粉乳，加入4kgl0%氫氧化鈉溶液，反應(yīng)半小時的淀粉糊化液，隨后加入O. 6kg聚乙烯醇溶液，加入O. 02kg過硫酸鉀，恒溫攪拌反應(yīng)I小時，最后加入4kg氯化|丐和O. 4kg十二燒基苯磺酸鈉,加水77kg,攪拌均勻得改性淀粉類抑塵劑。
通過測試粘度為61. 7mpa · s ;表面張為41. 2mN/m ;保水率達(dá)到了 12. 36%。噴灑實(shí)驗(yàn)證明這種抑塵劑能經(jīng)受住模擬自然雨淋、高溫凍融環(huán)境的考驗(yàn)，能夠抵御大自然8級風(fēng)力的侵蝕，抗壓強(qiáng)度達(dá)到了 3. 21Mpa。本發(fā)明優(yōu)點(diǎn)制備工藝簡單，成本低廉，抑塵劑選材無毒無害，不造成二次污染。有 較好的抗風(fēng)蝕水蝕作用，與一些抑塵劑相比有較好的抑塵效果。
權(quán)利要求
1.一種改性淀粉類抑塵劑，其特征是包括以下成分重量百分比為2-6%的氧化玉米淀粉作為淀粉干基，重量為淀粉干基8%的30%雙氧水，重量為淀粉干基O. 02%的硫酸銅，重量為淀粉干基10 %的氫氧化鈉，重量百分含量為O. 3-0. 9 %的聚乙烯醇，重量百分含量為2-6%的氯化|丐，重量百分含量為O. 3-0. 5%的表面活性劑,重量百分含量為O. 02%的引發(fā)劑過硫酸鉀，其余為水。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改性淀粉類抑塵劑，其特征在于所述的表面活性劑為十二烷基苯磺酸鈉。
3.—種權(quán)利要求I所述的改性淀粉類抑塵劑的制備方法，其步驟為 (1)將制備過程中用到的30%的雙氧水、硫酸銅、氫氧化鈉、聚乙烯醇、過硫酸鉀、氯化鈣和十二烷基苯磺酸鈉分別配制成溶液待用，重量為淀粉干基8%的30%的雙氧水，淀粉干基O. 02%的硫酸銅，淀粉干基10%的氫氧化鈉，聚乙烯醇的重量百分含量為O. 3-0. 9%,過硫酸鉀重量百分含量為O. 02%，氯化鈣重量百分含量為2-6%，表面活性劑的重量百分含量為O. 3-0. 5% ;其中聚乙烯醇的溶解過程需進(jìn)行加熱，溫度為85-95°C ； (2)稱取一定量淀粉，加入到反應(yīng)釜中，加入一定量去離子水配成淀粉乳，用1%的氫氧化鈉和鹽酸溶液調(diào)節(jié)PH，在攪拌狀態(tài)下升溫至45°C，加入淀粉干基O. 02%的硫酸銅作催化劑，緩慢滴加30%的雙氧水，保持恒溫反應(yīng)40分鐘；將生成的氧化淀粉乳液轉(zhuǎn)移至布氏漏斗中抽濾，然后用去離子水洗滌3次或以上；將抽濾得到的白色固體轉(zhuǎn)移至燒杯中，將燒杯放在在干燥箱中，50°C干燥至水分完全揮發(fā)，粉碎即得氧化淀粉； (3)稱取氧化淀粉2-6%加入反應(yīng)釜中，加入一定量去離子水，制得淀粉乳，保持恒溫，攪拌均勻后加入氫氧化鈉溶液，反應(yīng)半小時得淀粉糊化液； (4)將配置好的聚乙烯醇溶液加入到反應(yīng)釜中，然后加入過硫酸鉀，恒溫攪拌半小時；最后加入配置好的氯化鈣和表面活性劑溶液，加水配置成改性淀粉類抑塵劑。
4.一種權(quán)利要求I所述的復(fù)合型抑塵劑的使用方法，將復(fù)合型抑塵劑噴散在礦物散料表面，用量為I. 5-2. 5L每平方米。
全文摘要
本發(fā)明為一種改性淀粉類抑塵劑及其制備方法和用途，其組成包括重量百分比為2-6％的氧化玉米淀粉，用量為淀粉干基8％的30％雙氧水，用量為淀粉干基0.02％的硫酸銅，用量為淀粉干基10％的氫氧化鈉，重量百分含量為0.3-0.9％的聚乙烯醇，重量百分含量為2-6％的氯化鈣，重量百分含量為0.3-0.5％的表面活性劑，重量百分含量為0.02％的引發(fā)劑過硫酸鉀，其余為水。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為選材均為常見物質(zhì)，無毒無害，均能自然降解，無二次污染，制備工藝簡單，將其噴灑在礦物散料表面，能在礦物散料表面形成一層固化層，能將礦物散料表面的顆粒粘結(jié)在一起，起到防風(fēng)固塵的作用，具有一定的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。
文檔編號C08K3/16GK102702581SQ201210184649
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月30日
發(fā)明者王特, 齊立強(qiáng) 申請人:華北電力大學(xué)(保定)