露天礦路面抑塵技術(shù)的研究

1 論題的提出

在露天礦生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，其中汽車路面揚(yáng)塵占露天礦總揚(yáng)塵量的90%以上。大量的粉塵不僅損害人體健康、影響植物生長(zhǎng)及生態(tài)平衡，還會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。目前，一些先進(jìn)的國(guó)家已研制出有效的汽車路面抑塵劑，如蘇聯(lián)的((( ( (，美國(guó)的Coherex和英國(guó)的Dust-A-Tac等，它們的共同特點(diǎn)是：抑塵效果好，抑塵有效期均在10天以上；采用化學(xué)試劑配方；使用天然聚合物和樹脂或石油工業(yè)副產(chǎn)品作為原材料，來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜；無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)腐蝕性。

我國(guó)在這項(xiàng)技術(shù)方面的研究比較落后，現(xiàn)在大部分礦山仍然采用最原始也是最落后的抑塵法──灑水抑塵。國(guó)內(nèi)有些研究單位雖然已研制出化學(xué)藥劑抑塵劑，但有些性能還不理想，例如，使用時(shí)出現(xiàn)板結(jié)、打滑現(xiàn)象，抗凍性通病左，價(jià)格較高，難以推廣使用。

為了填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白，筆者在北京科技大學(xué)讀研究生期間參與了露天礦路面抑塵技術(shù)的研究課題，與其他同志共同研制出化學(xué)藥劑抑塵劑CDR。

2 抑塵劑抑塵機(jī)理的研究

抑塵劑具有以下功能：吸濕作用、凝并作用、保濕作用和滲透作用。抑塵劑藥劑由基料和助劑構(gòu)成。基料的作用以吸濕性為主，助劑主要是彌補(bǔ)基料的不足，增強(qiáng)抑塵性能，它由三類物質(zhì)組成：凝并劑、保濕劑和滲透劑。凝并劑一般為高分子物質(zhì)，它具有較長(zhǎng)的分子鏈，通過(guò)“搭撟”的方式把多個(gè)粉塵質(zhì)點(diǎn)連接在一起，以增加粉塵粒徑，減少粉塵分散度，使粉塵不易揚(yáng)起；保濕劑是為了在含濕粉塵外表覆蓋一層薄膜，以阻擋和減緩水分子逃逸到空氣中，保證粉塵具有一定的含水量；滲透劑能夠降低固、液界面的表面張力，使粉塵易于被抑塵劑乳液潤(rùn)濕。

3 抑塵劑的實(shí)驗(yàn)研究

本課題的研究方法以實(shí)驗(yàn)為主，實(shí)驗(yàn)分為實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和道路模擬試驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵一是藥劑的選擇，二是各類藥劑的濃度配比。

通過(guò)綜合考察有機(jī)和無(wú)機(jī)吸濕劑的各方面性能，如溶解度、黏度以及價(jià)格等。我們選擇氯化鈣和氯化鎂作為抑塵劑的基料，選用的助劑都屬于表面活性物質(zhì)。

本實(shí)驗(yàn)采用正交實(shí)驗(yàn)方法對(duì)各類藥劑的濃度進(jìn)行配比實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用直接分析和綜合分析兩種方法，通過(guò)幾輪實(shí)驗(yàn)，得出了實(shí)驗(yàn)室優(yōu)良配方：氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.05%，保濕劑為1.0%。

在實(shí)驗(yàn)室配方的基礎(chǔ)上，通過(guò)進(jìn)一步的理論分析，本著高效、低成本的原則，我們對(duì)配方進(jìn)行了改進(jìn)，并用于露天礦道路模擬試驗(yàn)，得出了抑塵劑優(yōu)良配方：配方，其氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.1%，保濕劑為1.0%，配方，其氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.1%。

4 抑塵劑效果分析

除了上述的實(shí)驗(yàn)，我們還進(jìn)行了滲透性實(shí)驗(yàn)、腐蝕性實(shí)驗(yàn)和表面張力測(cè)定實(shí)驗(yàn)，對(duì)所配制的抑塵劑乳液得出了如下結(jié)論：

1)吸濕、保濕性能優(yōu)良，即使在較高溫度和較低濕度下，在10天內(nèi)仍可使路面含濕量保持在4%以上，無(wú)粉塵產(chǎn)生；

2)原材料屬于石油副產(chǎn)品，來(lái)源廣泛，價(jià)格便宜；

3)具有一定的防凍性能；

4)加工、制作工藝簡(jiǎn)單，使用方便；

5)所用藥劑種類少，用量小，成本低；

6)經(jīng)抑塵劑噴施的路面，無(wú)板結(jié)、打滑現(xiàn)象；

7)無(wú)毒、無(wú)腐蝕性，對(duì)人畜無(wú)害。

5 結(jié)束語(yǔ)

CDR抑塵劑不僅對(duì)露天礦的粉塵治理有很好的效果，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域也有較高的實(shí)用價(jià)值，一旦推廣使用，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。