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摘 要:抑尘剂作为抑尘类产品在煤炭,建筑,化工,运输等行业都有着广泛的应用,极大提高了降尘效率,有力保障了安全生产作业。本文将系统的对抑尘剂进行分类,针对不同抑尘剂分析其各自的成分和应用,为粉尘防治工作提供借鉴。
关键词:抑尘剂;粉尘防治;应用
中图分类号:X701.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0349-01
粉尘是指粒径小于75μm的固体悬浮物,绝大多数粉尘都产生于工业生产和交通运输的过程中,对生产设备和人体都有着很大的危害,同时也存在着粉尘爆炸的危险。
因此,粉尘防治工作在煤炭,建筑,化工,运输等行业显得极为重要。为了有效提高降尘除尘效率,俄罗斯,美国,日本等国家在20世纪30年代就开始了化学抑尘剂的研制,我国在这方面的研究工作起步较晚,但近几年也是取得了很大的研究成果[1]。目前最有效果的抑尘方法就是化学抑尘,该方法一直得到人们的普遍重视[2]。化学抑尘剂在抑制扬尘、抑制煤尘、防风固沙等方面都有着广泛的应用。
本文将对以上种类繁多的抑尘剂进行系统的分类并分析其各自的成分及应用。
1 传统化学抑尘剂
传统的化学抑尘剂按照抑尘机理可以分为四大类:润湿型化学抑尘剂、粘结型化学抑尘剂、凝聚型化学抑尘剂、复合型化学抑尘剂。
1.1 润湿型化学抑尘剂
湿润型化学抑尘剂的成分通常是一种或多种表面活性剂以及某些卤化物和无机盐,这类抑尘剂产品是疏水基和亲水基组成的化合物[3]。
表面活性剂主要作用是降低溶液体系的表面张力,进而起到渗透、润湿、乳化、发泡等作用;无机盐和卤化物的作用则是弥补表面活性剂的吸湿保水方面的不足,促进表面活性剂的作用发挥。
水也是一种润湿型抑尘剂。但由于水的表面张力较高,而粉尘颗粒表面呈现非极性,因而对煤尘颗粒的润湿效果有限。
该类抑尘剂主要应用在煤矿粉尘防治当中,且多采用喷雾洒水降尘的方法。将抑尘剂按一定比例与水混合进行喷雾洒水作业,被广泛应用于采掘机械切割、爆破、装载、运输等生产过程[4]。
1.2 粘结型化学抑尘剂
粘结型化学抑尘剂分为粘结型有机化学抑尘剂和粘结型无机化学抑尘剂两大类。
粘结型有机粘结剂一般由原油、石油渣油、石蜡、石蜡油、煤渣油、沥青、橄榄油废渣、生物油渣、木质素衍生物、纤维素滤料、树脂、聚合物等等组分复合进一步复配其他有机化合物形成。
无机型粉尘粘结剂主要包括卤化物、氧化钙、粉煤灰、黏土、石膏、高岭土、酸等将CaCO3、高岭土、石膏按一定比例混合制成粘结性粉尘[5]。
由于该类抑尘剂能在尘源表面形成一层膜层结构,可以吸附粉尘,从而抑制粉尘的逸出扩散。该类抑尘剂广泛应用于建筑工地、路面、散料堆场等场所的固土抑尘。
1.3 凝聚型化学抑尘剂
凝聚型化学抑尘剂的抑尘原理是:通过吸收外部水分来提高本身的含水量,通过在自身表面形成水膜而捕获空气中的尘粒,从而达到抑尘效果[6]。凝聚型化学抑尘剂根据材料的不同可分为吸湿型无机盐凝聚剂和高倍吸水树脂凝聚剂两种。
吸湿型无机盐凝聚剂通常包含的无机盐材料有:氯化铝、氯化钠、氯化镁、氯化钙、氧化钙、硅酸钠、硅胶、以及活性氧化铝等。
高倍吸水树脂凝聚剂一般为高分子水溶性材料,目前使用的高倍树脂凝聚剂合成方式主要分为抑尘剂SAP(Super Absorbent Polymer,高倍吸水抑尘剂);抑尘剂LAS(由高倍吸水抑尘剂和表面活性剂配制而成);抑尘剂LSP(由LAS&SAP复配而成)[7]。
凝聚型化学抑塵剂根据其强力吸水、对吸附粉尘不断加湿等特点,广泛应用于物料运输、物料仓库抑尘、道路抑尘等方向。
1.4 复合型化学抑尘剂
复合型化学抑尘剂是将两种或两种以上的抑尘剂通过特殊的化学或物理作用复合而成。把上述几种抑尘剂的湿润、粘结、凝并等功能统一为一体,使各类抑尘剂发挥其各自的作用。
复合型抑尘剂因其功能的多样性,可被广泛应用到粉尘产生频繁的环境,特别是环境恶劣且复杂多变的场所,如煤矿井下、施工工地、露天矿山、化工厂区、道路路面等。
2 新型抑尘剂
近年来,国内外学者在新型抑尘剂的研究工作上取得的成果与日俱增,研发了种类繁多,功能多样的新型抑尘剂。该类抑尘剂的特点是运用新的技术,采用新的材料,研制新的抑尘剂,达到更高的抑尘效率,能广泛运用到各个领域。
张雷波[8]等实验者以盐地碱蓬籽饼为主要原料,以十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇等为辅料,经生物改性,制备了一种生态友好型抑尘剂,在农田土壤中进行性能试验,得到的结论是生态友好型抑尘剂具有良好的粘结性、保湿型、水稳性,可应用于农田土壤的固土保湿。
生物纳膜抑尘技术是将一种生物药剂与水混合,通过加药设备纳膜化后喷洒在矿石表面形成保护膜,从而达到抑制粉尘的技术。安太平[9]等实验者在南山矿选矿厂进行性能试验,试验结果表明生物纳膜抑尘技术在露天矿山的抑尘效果很好,可应用于露天煤矿和非煤矿山的破碎,筛分和运输过程。
参考文献
[1]王新会.煤尘抑尘剂的研究[D].内蒙古工业大学,2010.
[2]曹晓锋.固尘抑尘剂的研制[D].内蒙古工业大学,2009.
[3]蒋耀东,张 雪,张 雷,黄 娟.抑尘剂的研究应用现状及发展趋势[J].化工管理,2017(10):145~148.
[4]程卫民.矿井通风与安全[M].北京:煤炭工业出版社,2016:326.
[5]李 成,朱逢豪,付兴民,付光明,舒新前.关于抑尘剂开发及其存在主要问题的探讨[J].环境工程,2013,31(S1):360~362+392.
[6]邢春燕.煤尘抑尘剂应用研制进展[J].矿山机械,2015,43(10):147~148.
[7]王族友.高倍吸水树脂抑尘剂在公路施工中的应用研究[D].长沙理工大学,2007.
[8]张雷波,焦 姣,赵雪艳,张 静,邹德坤,姬亚芹,单春艳.生态友好型抑尘剂的制备及性能[J].农业工程学报,2013,29(18):218~225.
[9]安太平,黄瑛彩.生物纳膜抑尘技术在南山矿选矿厂的应用[J].现代矿业,2014,30(03):180+191.
收稿日期:2018-3-23
关键词:抑尘剂;粉尘防治;应用
中图分类号:X701.2 文献标识码:A 文章编号:1004-7344(2018)12-0349-01
粉尘是指粒径小于75μm的固体悬浮物,绝大多数粉尘都产生于工业生产和交通运输的过程中,对生产设备和人体都有着很大的危害,同时也存在着粉尘爆炸的危险。
因此,粉尘防治工作在煤炭,建筑,化工,运输等行业显得极为重要。为了有效提高降尘除尘效率,俄罗斯,美国,日本等国家在20世纪30年代就开始了化学抑尘剂的研制,我国在这方面的研究工作起步较晚,但近几年也是取得了很大的研究成果[1]。目前最有效果的抑尘方法就是化学抑尘,该方法一直得到人们的普遍重视[2]。化学抑尘剂在抑制扬尘、抑制煤尘、防风固沙等方面都有着广泛的应用。
本文将对以上种类繁多的抑尘剂进行系统的分类并分析其各自的成分及应用。
1 传统化学抑尘剂
传统的化学抑尘剂按照抑尘机理可以分为四大类:润湿型化学抑尘剂、粘结型化学抑尘剂、凝聚型化学抑尘剂、复合型化学抑尘剂。
1.1 润湿型化学抑尘剂
湿润型化学抑尘剂的成分通常是一种或多种表面活性剂以及某些卤化物和无机盐,这类抑尘剂产品是疏水基和亲水基组成的化合物[3]。
表面活性剂主要作用是降低溶液体系的表面张力,进而起到渗透、润湿、乳化、发泡等作用;无机盐和卤化物的作用则是弥补表面活性剂的吸湿保水方面的不足,促进表面活性剂的作用发挥。
水也是一种润湿型抑尘剂。但由于水的表面张力较高,而粉尘颗粒表面呈现非极性,因而对煤尘颗粒的润湿效果有限。
该类抑尘剂主要应用在煤矿粉尘防治当中,且多采用喷雾洒水降尘的方法。将抑尘剂按一定比例与水混合进行喷雾洒水作业,被广泛应用于采掘机械切割、爆破、装载、运输等生产过程[4]。
1.2 粘结型化学抑尘剂
粘结型化学抑尘剂分为粘结型有机化学抑尘剂和粘结型无机化学抑尘剂两大类。
粘结型有机粘结剂一般由原油、石油渣油、石蜡、石蜡油、煤渣油、沥青、橄榄油废渣、生物油渣、木质素衍生物、纤维素滤料、树脂、聚合物等等组分复合进一步复配其他有机化合物形成。
无机型粉尘粘结剂主要包括卤化物、氧化钙、粉煤灰、黏土、石膏、高岭土、酸等将CaCO3、高岭土、石膏按一定比例混合制成粘结性粉尘[5]。
由于该类抑尘剂能在尘源表面形成一层膜层结构,可以吸附粉尘,从而抑制粉尘的逸出扩散。该类抑尘剂广泛应用于建筑工地、路面、散料堆场等场所的固土抑尘。
1.3 凝聚型化学抑尘剂
凝聚型化学抑尘剂的抑尘原理是:通过吸收外部水分来提高本身的含水量,通过在自身表面形成水膜而捕获空气中的尘粒,从而达到抑尘效果[6]。凝聚型化学抑尘剂根据材料的不同可分为吸湿型无机盐凝聚剂和高倍吸水树脂凝聚剂两种。
吸湿型无机盐凝聚剂通常包含的无机盐材料有:氯化铝、氯化钠、氯化镁、氯化钙、氧化钙、硅酸钠、硅胶、以及活性氧化铝等。
高倍吸水树脂凝聚剂一般为高分子水溶性材料,目前使用的高倍树脂凝聚剂合成方式主要分为抑尘剂SAP(Super Absorbent Polymer,高倍吸水抑尘剂);抑尘剂LAS(由高倍吸水抑尘剂和表面活性剂配制而成);抑尘剂LSP(由LAS&SAP复配而成)[7]。
凝聚型化学抑塵剂根据其强力吸水、对吸附粉尘不断加湿等特点,广泛应用于物料运输、物料仓库抑尘、道路抑尘等方向。
1.4 复合型化学抑尘剂
复合型化学抑尘剂是将两种或两种以上的抑尘剂通过特殊的化学或物理作用复合而成。把上述几种抑尘剂的湿润、粘结、凝并等功能统一为一体,使各类抑尘剂发挥其各自的作用。
复合型抑尘剂因其功能的多样性,可被广泛应用到粉尘产生频繁的环境,特别是环境恶劣且复杂多变的场所,如煤矿井下、施工工地、露天矿山、化工厂区、道路路面等。
2 新型抑尘剂
近年来,国内外学者在新型抑尘剂的研究工作上取得的成果与日俱增,研发了种类繁多,功能多样的新型抑尘剂。该类抑尘剂的特点是运用新的技术,采用新的材料,研制新的抑尘剂,达到更高的抑尘效率,能广泛运用到各个领域。
张雷波[8]等实验者以盐地碱蓬籽饼为主要原料,以十二烷基苯磺酸钠、羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇等为辅料,经生物改性,制备了一种生态友好型抑尘剂,在农田土壤中进行性能试验,得到的结论是生态友好型抑尘剂具有良好的粘结性、保湿型、水稳性,可应用于农田土壤的固土保湿。
生物纳膜抑尘技术是将一种生物药剂与水混合,通过加药设备纳膜化后喷洒在矿石表面形成保护膜,从而达到抑制粉尘的技术。安太平[9]等实验者在南山矿选矿厂进行性能试验,试验结果表明生物纳膜抑尘技术在露天矿山的抑尘效果很好,可应用于露天煤矿和非煤矿山的破碎,筛分和运输过程。
参考文献
[1]王新会.煤尘抑尘剂的研究[D].内蒙古工业大学,2010.
[2]曹晓锋.固尘抑尘剂的研制[D].内蒙古工业大学,2009.
[3]蒋耀东,张 雪,张 雷,黄 娟.抑尘剂的研究应用现状及发展趋势[J].化工管理,2017(10):145~148.
[4]程卫民.矿井通风与安全[M].北京:煤炭工业出版社,2016:326.
[5]李 成,朱逢豪,付兴民,付光明,舒新前.关于抑尘剂开发及其存在主要问题的探讨[J].环境工程,2013,31(S1):360~362+392.
[6]邢春燕.煤尘抑尘剂应用研制进展[J].矿山机械,2015,43(10):147~148.
[7]王族友.高倍吸水树脂抑尘剂在公路施工中的应用研究[D].长沙理工大学,2007.
[8]张雷波,焦 姣,赵雪艳,张 静,邹德坤,姬亚芹,单春艳.生态友好型抑尘剂的制备及性能[J].农业工程学报,2013,29(18):218~225.
[9]安太平,黄瑛彩.生物纳膜抑尘技术在南山矿选矿厂的应用[J].现代矿业,2014,30(03):180+191.
收稿日期:2018-3-23