露天矿路面抑尘技术的研究

露天矿路面抑尘技术的研究
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露天矿路面抑尘技术的研究
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露天矿路面抑尘技术的研究
1 论题的提出
在露天矿生产中, 会产生大量的粉尘, 其中汽车路面扬尘占露天矿总扬尘量的90%以上。

大量的粉尘不仅损害人体健康、影响植物生长及生态平衡, 还会造成很大的经济损失。

目前, 一些先进的国家已研制出有效的汽车路面抑尘剂, 如苏联的((( ( (, 美国的Coherex和英国的Dust-A-Tac等, 它们的共同特点是:抑尘效果好, 抑尘有效期均在10天以上；采用化学试剂配方；使用天然聚合物和树脂或石油工业副产品作为原材料, 来源广泛, 价格便宜；无毒、无害、无腐蚀性。

我国在这项技术方面的研究比较落后, 现在大部分矿山仍
然采用最原始也是最落后的抑尘法──洒水抑尘。

国内有些研究单位虽然已研制出化学药剂抑尘剂, 但有些性能还不理想, 例如, 使用时出现板结、打滑现象, 抗冻性通病左, 价格较高, 难以推广使用。

为了填补国内空白, 笔者在北京科技大学读研究生期间参与了露天矿路面抑尘技术的研究课题, 与其他同志共同研制出化学药剂抑尘剂CDR。

2 抑尘剂抑尘机理的研究
抑尘剂具有以下功能:吸湿作用、凝并作用、保湿作用和渗透作用。

抑尘剂药剂由基料和助剂构成。

基料的作用以吸湿性为主, 助剂主要是弥补基料的不足, 增强抑尘性能, 它由三类物质组成:凝并剂、保湿剂和渗透剂。

凝并剂一般为高分子物质, 它具有较长的分子链, 通过“搭挢”的方式把多个粉尘质点连接在一起, 以增加粉尘粒径, 减少粉尘分散度, 使粉尘不易扬起；保湿剂是为了在含湿粉尘外表覆盖一层薄膜, 以阻挡和减缓水分子逃逸到空气中, 保证粉尘具有一定的含水量；渗透剂能够降低固、液界面的表面张力, 使粉尘易于被抑尘剂乳液润湿。

3 抑尘剂的实验研究
本课题的研究方法以实验为主, 实验分为实验室实验和道路模拟试验。

实验的关键一是药剂的选择, 二是各类药剂的浓度配比。

通过综合考察有机和无机吸湿剂的各方面性能, 如溶解度、黏度以及价格等。

我们选择氯化钙和氯化镁作为抑尘剂的基料, 选用的助剂都属于表面活性物质。

本实验采用正交实验方法对各类药剂的浓度进行配比实验, 实验结果采用直接分析和综合分析两种方法, 通过几轮实验, 得出了实验室优良配方:氯化钙和氯化镁浓度为10%, 凝并剂为0.05%, 保湿剂为1.0%。

在实验室配方的基础上, 通过进一步的理论分析, 本着高效、低成本的原则, 我们对配方进行了改进, 并用于露天矿道路模拟试验, 得出了抑尘剂优良配方:配方, 其氯化钙和氯化镁浓度为10%, 凝并剂为0.1%, 保湿剂为1.0%, 配方, 其氯化钙和氯化镁浓度为10%, 凝并剂为0.1%。

4 抑尘剂效果分析
除了上述的实验, 我们还进行了渗透性实验、腐蚀性实验和表面张力测定实验, 对所配制的抑尘剂乳液得出了如下结论:
1)吸湿、保湿性能优良, 即使在较高温度和较低湿度下, 在10天内仍可使路面含湿量保持在4%以上, 无粉尘产生；
2)原材料属于石油副产品, 来源广泛, 价格便宜；
3)具有一定的防冻性能；
4)加工、制作工艺简单, 使用方便；
5)所用药剂种类少, 用量小, 成本低；
6)经抑尘剂喷施的路面, 无板结、打滑现象；
7)无毒、无腐蚀性, 对人畜无害。

5 结束语
CDR抑尘剂不仅对露天矿的粉尘治理有很好的效果, 而且在农业生产领域也有较高的实用价值, 一旦推广使用, 将产生良好的经济效益和社会效益。