一種磁性抑塵劑及其制備方法與抑塵方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁性抑塵劑，該抑塵劑含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉、羧甲基淀粉鈉和磁性納米顆粒，且相對(duì)于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量為0.3?3重量份，瓜爾膠的含量為0.3?3.5重量份，羧甲基纖維素鈉的含量為0.6?4重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.3?1.5重量份，羧甲基淀粉鈉的含量為1.3?5重量份，磁性納米顆粒的含量為3?5重量份。磁性納米顆粒的加入，使得抑塵劑對(duì)金屬礦粉具有較強(qiáng)的吸附能力，且能夠保持較長穩(wěn)定效果。通過在道路表面鋪設(shè)無紡布，從而在保護(hù)道路表面抑塵劑薄膜的同時(shí)，增加無紡布表面和粉塵的接觸面積，從而進(jìn)一步提高抑塵效果。
【專利說明】
_種磁性抑塵劑及其制備方法與抑塵方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及抑塵劑領(lǐng)域，尤其涉及一種磁性抑塵劑及其制備方法與金屬礦粉抑塵 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鐵礦石是鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)的重要原材料，鐵礦石粉的道路運(yùn)輸是保證全國鋼鐵企業(yè) 和諧穩(wěn)定發(fā)展的必要。由于在礦場中，路面往往顛簸，再加上風(fēng)力作用，使運(yùn)輸車礦物表面 的礦粉散落地面，導(dǎo)致粉塵污染，礦粉濃度甚至?xí)_(dá)到令人室息的程度，能見度極度降低。 這不僅給相關(guān)企業(yè)和單位造成了經(jīng)濟(jì)損失，也給沿途環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，給周邊居民的 生產(chǎn)生活造成了嚴(yán)重影響。目前的解決方法是向路面灑水，但這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)工，而且 作用效果差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是公開一種高效的抑塵劑及抑塵方法，尤其是金屬礦 粉的抑塵，為了解決上述問題，本發(fā)明提供一種磁性抑塵劑，該抑塵劑含有聚丙烯酰胺、聚 乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉、羧甲基淀粉鈉和磁性納米顆粒，且相對(duì) 于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量為〇 . 3-3重量份，瓜爾膠的含量為0.3-3.5重量 份，羧甲基纖維素鈉的含量為〇. 6-4重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.3-1.5重量份，羧甲 基淀粉鈉的含量為1.3-5重量份，磁性納米顆粒的含量為3-5重量份。
[0004] 進(jìn)一步地，相對(duì)于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量為1.4-1.8重量份，瓜爾 膠的含量為1.7-2.1重量份，羧甲基纖維素鈉的含量為2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸鈉的 含量為〇. 74 . i重量份，羧甲基淀粉鈉的含量為3-3.4重量份，磁性納米顆粒的含量為4重量 份。
[0005] 進(jìn)一步地，聚丙烯酰胺的分子量為1400萬-1600萬；聚乙烯醇的分子量為50萬-100 萬。
[0006] 進(jìn)一步地，磁性納米顆粒為表面修飾有羥基基團(tuán)的AlNiCo，SrFe019，SmCo，NdFeB， FeCrCo或MnAlC納米顆粒中的任何一種。
[0007] 進(jìn)一步地，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉和羧甲基淀粉鈉各自 獨(dú)立地為粉末狀，粒徑各自獨(dú)立地為0.01-0.05mm。
[0008] 進(jìn)一步地，抑塵劑還含有水，且相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.2-0.3重量份。
[0009] 進(jìn)一步地，該方法包括:將聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二 烷基硫酸鈉和羧甲基淀粉鈉、磁性納米顆粒依次與水混合均勻。
[0010] 進(jìn)一步地，包括如下步驟：
[0011] (1)通過噴灑裝置將磁性抑塵劑噴灑至道路表面，碰灑用量1.5-3升/m2;
[0012] (2)待步驟1中的磁性抑塵劑干燥成膜；
[0013] (3)沿道路表面的長度方向間隔鋪設(shè)浸漬有磁性抑塵劑的無紡布；
[0014] (4)間隔4-6天，重復(fù)步驟（1)至步驟(3)，并將后一次鋪設(shè)的無紡布和前一次鋪設(shè) 的無紡布交錯(cuò)鋪設(shè)。
[0015]進(jìn)一步地，步驟(3)中的無紡布在磁性抑塵劑中浸漬時(shí)間為24小時(shí)，無紡布為克重 為30-120g/m2,表面具有網(wǎng)孔的水刺非織造材料，無紡布的材質(zhì)為纖維素纖維、粘膠纖維或 滌綸纖維。
[0016] 進(jìn)一步地，步驟(3)中的無紡布沿道路呈10-50cm間隔鋪設(shè)，無紡布沿道路鋪設(shè)長 度為 20_60cm。
[0017] 本發(fā)明具有如下有益效果：
[0018] 1、磁性納米顆粒的加入，使得抑塵劑對(duì)金屬礦粉具有較強(qiáng)的吸附能力，且能夠保 持較長穩(wěn)定效果。
[0019] 2、通過在道路表面鋪設(shè)無紡布，從而在保護(hù)道路表面抑塵劑薄膜的同時(shí)，增加無 紡布表面和粉塵的接觸面積，從而進(jìn)一步提高抑塵效果。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 應(yīng)理解，實(shí)施方式只是為了舉例說明本發(fā)明，而非以任何方式限制發(fā)明的范圍。
[0021] 本發(fā)明提供一種磁性抑塵劑，其中，該磁性抑塵劑含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜 爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉和羧甲基淀粉鈉，且相對(duì)于1重量份的聚丙烯酰胺， 聚乙烯醇的含量為0.3-3重量份，瓜爾膠的含量為0.3-3.5重量份，羧甲基纖維素鈉的含量 為〇. 6-4重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.3-1.5重量份，羧甲基淀粉鈉的含量為1.3-5重 量份，磁性納米顆粒的含量為3-5重量份。
[0022] 其中，為了進(jìn)一步提高制鐵礦石運(yùn)輸揚(yáng)塵的效果，優(yōu)選情況下，相對(duì)于1重量份的 聚丙烯酰胺，聚乙烯醇的含量為1.4-1.8重量份，瓜爾膠的含量為1.7-2.1重量份，羧甲基纖 維素鈉的含量為2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.7-1.1重量份，羧甲基淀粉鈉 的含量為3-3.4重量份，磁性納米顆粒的含量為4重量份。
[0023]其中，聚丙烯酰胺的分子量可以為1400萬-1600萬;所述聚乙烯醇的分子量可以為 50萬-100萬。所述聚丙稀酰胺的分子量和所述聚乙稀醇的分子量均為粘均分子量，分別按 照 GB 17514-1998 和 GB 12010-2010 的方法測(cè)定。
[0024] 其中，所述羧甲基纖維素鈉和所述羧甲基淀粉鈉可以為市售的各種羧甲基纖維素 鈉和羧甲基淀粉鈉。例如，所述羧甲基纖維素鈉可以為符合GB/T5005-2001規(guī)定的羧甲基纖 維素鈉;所述羧甲基淀粉鈉在2重量％的水溶液中的粘度可以為80-200mPa · s。
[0025] 其中，為了使所述磁性抑塵劑更容易形成膠狀溶液，優(yōu)選情況下，聚丙烯酰胺、聚 乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉和羧甲基淀粉鈉各自獨(dú)立地為粉末狀，粒徑各自獨(dú)立地為 0.01-0.05mm〇
[0026] 其中，為了所述磁性抑塵劑的磁力性能穩(wěn)定，使用表面修飾有羥基基團(tuán)的AlNiCo， SrFe019，SmCo，NdFeB或FeCrCo納米顆粒，羥基基團(tuán)使得磁性納米顆粒能夠在磁性抑塵劑中 均勻擴(kuò)散，從而形成的磁性抑塵劑薄膜磁力均勻，抑塵效果穩(wěn)定，磁性納米顆粒的加入，尤 其對(duì)金屬礦層具有更強(qiáng)的抑塵效果。
[0027] 本發(fā)明的磁性抑塵劑在儲(chǔ)存狀態(tài)下可以為粉末狀固體，且磁性抑塵劑的各組分可 以分開獨(dú)立存放。
[0028] 其中，本發(fā)明的磁性抑塵劑在使用狀態(tài)下為含水的膠狀溶液，因此優(yōu)選情況下，所 述磁性抑塵劑還含有水，且相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.2-0.3重量份。
[0029] 另一方面，本發(fā)明還提供了如上所述的磁性抑塵劑在抑制鐵礦石運(yùn)輸揚(yáng)塵中的用 途。
[0030] 再一方面，本發(fā)明還提供了使用狀態(tài)下的所述磁性抑塵劑的制備方法，其中，該方 法包括:將聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉和羧甲基淀粉 鈉依次與水混合均勻中。
[0031] 再一方面，本發(fā)明還提供了一種抑制鐵礦石運(yùn)輸揚(yáng)塵的方法，其中，該方法包括： 在鐵礦石的堆積表面噴灑使用狀態(tài)下的所述磁性抑塵劑。
[0032] 其中，相對(duì)于每平方米鐵礦石的堆積表面，所述磁性抑塵劑的噴灑量可以為1.5-3 升。
[0033]其中，所述鐵礦石的粒徑為0.25-10mm;本發(fā)明的磁性抑塵劑和方法特別適合抑制 0.25-10mm粒徑的鐵礦石的運(yùn)輸揚(yáng)塵。
[0034] 以下通過實(shí)施例進(jìn)一步詳細(xì)說明本發(fā)明：
[0035] 實(shí)施例1
[0036]將1重量份的聚丙烯酰胺、1.65重量份的聚乙烯醇、1.9重量份的瓜爾膠，2.3重量 份的羧甲基纖維素鈉，0.9重量份的十二烷基硫酸鈉依次和3.2重量份的羧甲基淀粉鈉與水 混合均勻，并加入4重量份的表面修飾有羥基基團(tuán)的AlNiCo納米顆粒，繼續(xù)攪拌，得到膠狀 溶液，水的用量使得相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為〇. 25重量份。本實(shí)施例得 到的膠狀溶液即為使用狀態(tài)下的磁性抑塵劑。
[0037] 實(shí)施例2
[0038]將1重量份的聚丙烯酰胺、1.4重量份的聚乙烯醇、2.1重量份的瓜爾膠，2.1重量份 的羧甲基纖維素鈉，1.1重量份的十二烷基硫酸鈉依次和3.0重量份的羧甲基淀粉鈉與水混 合均勻，再加入3重量份的表面修飾有羥基基團(tuán)的SrFe019納米顆粒，繼續(xù)攪拌，得到膠狀溶 液，水的用量使得相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.25重量份。本實(shí)施例得到 的膠狀溶液即為使用狀態(tài)下的磁性抑塵劑。
[0039] 實(shí)施例3
[0040]將1重量份的聚丙烯酰胺、1.8重量份的聚乙烯醇、1.7重量份的瓜爾膠，2.5重量份 的羧甲基纖維素鈉，0.7重量份的十二烷基硫酸鈉依次和3.4重量份的羧甲基淀粉鈉與水混 合均勻，再加入5重量份的表面修飾有羥基基團(tuán)的SmCo納米顆粒，繼續(xù)攪拌，得到膠狀溶液， 水的用量使得相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.25重量份。本實(shí)施例得到的膠 狀溶液即為使用狀態(tài)下的磁性抑塵劑。
[0041 ] 實(shí)施例4
[0042]將1重量份的聚丙烯酰胺、0.3重量份的聚乙烯醇、3.5重量份的瓜爾膠，0.6重量份 的羧甲基纖維素鈉，1.5重量份的十二烷基硫酸鈉依次和1.3重量份的羧甲基淀粉鈉與水混 合均勻，再加入3重量份的表面修飾有羥基基團(tuán)的NdFeB的納米顆粒，繼續(xù)攪拌得到膠狀溶 液，水的用量使得相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.25重量份。本實(shí)施例得到 的膠狀溶液即為使用狀態(tài)下的磁性抑塵劑。
[0043] 實(shí)施例5
[0044] 將1重量份的聚丙烯酰胺、3重量份的聚乙烯醇、0.3重量份的瓜爾膠，4重量份的羧 甲基纖維素鈉，0.3重量份的十二烷基硫酸鈉依次和5重量份的羧甲基淀粉鈉與水混合均 勻，再加入5重量份的表面修飾有羥基基團(tuán)的FeCrCo納米顆粒，繼續(xù)攪拌，得到膠狀溶液，水 的用量使得相對(duì)于100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.25重量份。本實(shí)施例得到的膠狀 溶液即為使用狀態(tài)下的磁性抑塵劑。
[0045] 本發(fā)明的一種磁性抑塵劑的抑塵方法如下：
[0046] 通過噴灑裝置將磁性抑塵劑噴灑至金屬礦場運(yùn)輸?shù)缆繁砻?，噴灑用?.5-3升/ m2,噴灑結(jié)束6小時(shí)后，抑塵劑干燥成膜，在道路表面間隔鋪設(shè)浸漬有磁性抑塵劑的無紡 布。其中，無紡布在磁性抑塵劑中浸漬時(shí)間為24小時(shí)，無紡布為克重為30-120g/m2，表面具 有網(wǎng)孔的水刺非織造材料，纖維素纖維、粘膠纖維等可降解纖維材料。其中，的無紡布沿道 路呈10-50cm間隔鋪設(shè)，無紡布沿道路鋪設(shè)長度為20-60cm〇
[0047] 測(cè)試實(shí)施例1
[0048] 將實(shí)施例1中的磁性抑塵劑通過上述方法抑塵，并測(cè)試道路防塵的粉塵濃度TSP測(cè) 試結(jié)果。
[0049] 測(cè)試對(duì)比例1
[0050] 將實(shí)施例1中的磁性抑塵劑直接噴灑在道路表面，并測(cè)試道路防塵的粉塵濃度TSP 測(cè)試結(jié)果。
[0051 ] 測(cè)試對(duì)比例2
[0052]按照實(shí)施例1相同的方法制備磁性抑塵劑，所不同的是，不加入納米磁性顆粒，將 該磁性抑塵劑直接噴灑在道路表面，并測(cè)試道路防塵的粉塵濃度TSP測(cè)試結(jié)果。
[0053] 表 1
[0054]
[0055] 通過表1可以看出，本發(fā)明的磁性抑塵劑結(jié)膜速度快，經(jīng)過6h即能夠有效結(jié)膜，且 由于磁性抑塵劑中的納米磁性顆粒能夠長時(shí)間有效固定和吸附金屬礦粉塵，能夠迅速解決 現(xiàn)場揚(yáng)塵現(xiàn)象。
[0056]應(yīng)用對(duì)比例1，由于在使用過程中，汽車等交通工具在道路上反復(fù)行駛并碾壓保護(hù) 膜，2天后，磁性抑塵劑結(jié)膜的效果減弱，4天后，磁性抑塵劑結(jié)膜效果甚微。
[0057]而應(yīng)用實(shí)施例1中的抑塵方法，在4天后仍能保持較高的防塵效果，應(yīng)用對(duì)比實(shí)施 例1采用無紡布鋪設(shè)路面，使道路上的保護(hù)膜能夠獲得更好的保護(hù)并提高使用有效時(shí)間，通 過在道路表面間隔鋪設(shè)浸漬有實(shí)施例中所制備的磁性抑塵劑的克重為30-120g/m 2無紡布， 該無紡布在磁性抑塵劑中浸漬24小時(shí)，從而使抑塵劑充分滲透無紡布內(nèi)部的纖維間隙。無 紡布是表面具有網(wǎng)孔的水刺非織造材料，該結(jié)構(gòu)更有利于抑塵劑充分滲透無紡布內(nèi)部纖維 間隙，也大大增加了無紡布的表面積，從而提高無紡布中的抑塵劑和空氣中落下的降塵的 接觸面積，從而提高抑塵效果。無紡布為可降解的纖維素纖維、粘膠纖維，這些纖維容易被 磁性抑塵劑潤濕，能夠減少浸潤時(shí)間，同時(shí)由于克重較小，在使用后容易降解，并有利于塵 土結(jié)塊。無紡布沿道路呈10_50cm間隔鋪設(shè)，無紡布沿道路鋪設(shè)長度為20-60cm，則可以大大 減少無紡布的鋪設(shè)量，也可以防止無紡布鋪設(shè)面積過大，避免兜風(fēng)效果，而且無紡布的鋪設(shè) 一方面可以為道路表面的磁性保護(hù)膜提供緩沖保護(hù)，另一方面無紡布較大表面積可以充分 吸收降塵，防止二次揚(yáng)塵。
[0058]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員無 需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思作出諸多修改和變化。因此，凡本技術(shù)領(lǐng)域中技術(shù) 人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的 技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種磁性抑塵劑，其特征在于，該抑塵劑含有聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲基 纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉、羧甲基淀粉鈉和磁性納米顆粒，且相對(duì)于1重量份的聚丙烯酰 胺，聚乙烯醇的含量為0.3-3重量份，瓜爾膠的含量為0.3-3.5重量份，羧甲基纖維素鈉的含 量為0.6-4重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.3-1.5重量份，羧甲基淀粉鈉的含量為1.3-5 重量份，磁性納米顆粒的含量為3-5重量份。2. 如權(quán)利要求1所述的磁性抑塵劑，其特征在于，相對(duì)于1重量份的聚丙烯酰胺，聚乙烯 醇的含量為1.4-1.8重量份，瓜爾膠的含量為1.7-2.1重量份，羧甲基纖維素鈉的含量為 2.1-2.5重量份，十二烷基硫酸鈉的含量為0.7-1.1重量份，羧甲基淀粉鈉的含量為3-3.4重 量份，磁性納米顆粒的含量為4重量份。3. 如權(quán)利要求1所述的磁性抑塵劑，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的分子量為1400萬-1600萬;所述聚乙烯醇的分子量為50萬-100萬。4. 如權(quán)利要求1所述的磁性抑塵劑，其特征在于，所述磁性納米顆粒為表面修飾有羥基 基團(tuán)的AlNiCo，SrFeOl 9，SmCo，NdFeB，F(xiàn)eCrCo或MnAlC納米顆粒中的任何一種。5. 如權(quán)利要求1所述的磁性抑塵劑，其特征在于，聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、瓜爾膠、羧甲 基纖維素鈉和羧甲基淀粉鈉各自獨(dú)立地為粉末狀，粒徑各自獨(dú)立地為0.01-0.05mm。6. 根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項(xiàng)所述的抑塵劑，其中，所述抑塵劑還含有水，且相對(duì)于 100重量份的水，聚丙烯酰胺的含量為0.2-0.3重量份。7. 權(quán)利要求6所述的抑塵劑的制備方法，其中，該方法包括:將聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、 瓜爾膠、羧甲基纖維素鈉、十二烷基硫酸鈉和羧甲基淀粉鈉、磁性納米顆粒依次與水混合均 勻。8. -種使用如權(quán)利要求6所述的一種磁性抑塵劑的抑塵方法，其特征在于，包括如下步 驟： (1) 通過噴灑裝置將磁性抑塵劑噴灑至道路表面，碰灑用量1.5-3升/m2; (2) 待步驟1中的磁性抑塵劑干燥成膜； (3) 沿道路表面的長度方向間隔鋪設(shè)浸漬有所述磁性抑塵劑的無紡布； (4) 間隔4-6天，重復(fù)步驟（1)至步驟(3)，并將后一次鋪設(shè)的無紡布和前一次鋪設(shè)的無 紡布交錯(cuò)鋪設(shè)。9. 如權(quán)利要求8所述的抑塵方法，其特征在于，所述步驟(3)中的無紡布在磁性抑塵劑 中浸漬時(shí)間為24小時(shí)，所述無紡布為克重為30-120g/m 2,表面具有網(wǎng)孔的水刺非織造材料， 所述無紡布的材質(zhì)為纖維素纖維、粘膠纖維或滌綸纖維。10. 如權(quán)利要求8所述的抑塵方法，其特征在于，所述步驟(3)中的無紡布沿道路呈10-50cm間隔鋪設(shè)，無紡布沿道路鋪設(shè)長度為20-60cm〇
【文檔編號(hào)】H01F1/01GK105907373SQ201610266211
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】王洪峰
【申請(qǐng)人】河北西江環(huán)?？萍加邢薰?br>