本發(fā)明涉及一種抑塵劑及其制備方法，特別是涉及一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
世界公害污染中粉塵污染已成為第一大污染源，近年來，采礦業(yè)的大力發(fā)展、煤炭運(yùn)輸業(yè)的增多、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及垃圾廢料的堆放，都使揚(yáng)塵污染日趨嚴(yán)重，尤其是對揚(yáng)塵污染貢獻(xiàn)率較大的PM10、PM2.5備受關(guān)注。
隨著科技進(jìn)步和人民生活水平不斷提高，如何減少揚(yáng)塵污染已引起人們的高度重視，目前常用的降塵方法有抑塵劑、濕法防塵、設(shè)置防風(fēng)林防風(fēng)網(wǎng)、建造封閉式結(jié)構(gòu)、灑水法，其中，抑塵劑相較其它方法，由于其成本低廉、實(shí)用性強(qiáng)、有效期長、降塵效果明顯，在實(shí)際工程實(shí)踐中應(yīng)用較多。
在各種常見的抑塵劑中，淀粉的使用范圍較廣。淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種。這兩種淀粉在結(jié)構(gòu)和性質(zhì)上有一定的差異，支鏈淀粉遇水能生成穩(wěn)定的溶液，該溶液具有較高的粘度；直鏈淀粉能溶于熱水但不成糊狀，加人適量的添加劑使淀粉糊化，可制備出粘結(jié)性極好的淀粉粘結(jié)劑。
腐植酸廣泛存在于風(fēng)化煤、泥炭和和褐煤中，用堿抽提法可獲得腐植酸鹽。腐植酸或腐植酸鹽來源廣、成本低，是一種良好的粘結(jié)劑。由于腐植酸或腐植酸鹽原料相對于淀粉具有明顯的成本優(yōu)勢，因而其在代替淀粉運(yùn)用于常規(guī)抑塵劑配方的改進(jìn)方面，發(fā)揮著舉足輕重的作用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提出一種環(huán)保型的腐植酸結(jié)殼抑塵劑及其制備方法，使其在噴灑后可被生物降解，不會(huì)產(chǎn)生二次污染。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑包括4～8重量份的腐植酸、2～6重量份的田箐膠或羧甲基纖維素鈉CMC、1000重量份的水，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑還包括除水外總重量4～8‰的防腐劑。
優(yōu)選地，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑還包括占抑塵劑總重量1～3％的表面活性劑。
優(yōu)選地，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。
優(yōu)選地，所述腐植酸中游離腐植酸的質(zhì)量百分含量大于或等于30％。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑的制備方法，所述制備方法包括：
A、將4～8重量份的腐植酸、2～6重量份的田箐膠或羧甲基纖維素鈉CMC加入到1000重量份的水中攪拌進(jìn)行溶解；
B、在溶解后加入占腐植酸和田箐膠總重量4～8‰的防腐劑，之后持續(xù)攪拌制成乳化液。
優(yōu)選地，在步驟B中，持續(xù)攪拌的時(shí)長為30～60分鐘。
優(yōu)選地，所述制備方法還包括在乳化完成后加入占抑塵劑總重量1～3％的表面活性劑，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。
優(yōu)選地，在步驟A中，將水溶性組分先加入水中充分混合均勻，制成水溶液，再加入難溶性組分進(jìn)行溶解。
優(yōu)選地，所述腐植酸中游離腐植酸的質(zhì)量百分含量大于或等于30％。
優(yōu)選地，所述腐植酸的粒度為50～70目。
本發(fā)明的又一目的在于提供一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑在抑塵中的應(yīng)用，將所述的腐植酸結(jié)殼抑塵劑噴灑在需要抑塵的被保護(hù)面上進(jìn)行抑塵。
優(yōu)選地，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑的噴灑量為2.0～3.5公斤/平方米。
基于上述技術(shù)方案，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：
本發(fā)明提供的腐植酸結(jié)殼抑塵劑的主要特點(diǎn)是可生物降解、無毒無害、無操作危險(xiǎn)，如遇發(fā)生遺灑可用皂液清洗。本發(fā)明腐植酸結(jié)殼抑塵劑的使用范圍可以是施工工地、道路、煤料場、鐵路煤炭運(yùn)輸、礦山等需要抑塵的被保護(hù)面，通過噴灑后能夠顯著減少鐵路煤炭運(yùn)輸、土壤或市政道路等各類裸露表面揚(yáng)塵污染，抑塵劑本身可生物降解，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
本發(fā)明提供了一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑包括4～8重量份的腐植酸、2～6重量份的田箐膠或羧甲基纖維素鈉CMC、1000重量份的水，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑還包括占除水外總重量4～8‰的防腐劑。
本發(fā)明提供的環(huán)保型腐植酸結(jié)殼抑塵劑是一種由腐植酸(HA)、可生物降解的田箐膠復(fù)配制成的含水乳化液。為獲得較好的抑塵效果，優(yōu)選地，所述腐植酸中游離腐植酸的質(zhì)量百分含量大于或等于30％(以干基計(jì))。
腐植酸具有良好的吸水保水性，其作為抑塵劑的重要組分可以有效防止被保護(hù)面的揚(yáng)塵污染，而且能夠替代常規(guī)抑塵劑中的成本相對較高的淀粉。另外，作為一種大分子有機(jī)物，腐植酸的噴灑不會(huì)對被保護(hù)面造成二次污染，噴灑于土壤表面，還能為其提供有機(jī)肥，特別適于后期規(guī)劃用作綠地的土壤抑塵。
所述田箐膠是豆科植物田箐種子的內(nèi)胚乳中提取的多糖膠，主要化學(xué)成分是由n半乳糖和n甘露糖兩種單糖構(gòu)成的多糖，還含有少量的蛋白質(zhì)，纖維素、鈣、鎂等無機(jī)元素。田箐膠呈奶油色松散狀粉末，溶于水，不溶于醇、酮、醚等有機(jī)溶劑，常溫下能分散于冷水中，溶于水呈黏稠狀，形成黏度很高的水溶膠溶液。田箐膠的添加可有效提高結(jié)殼抑塵劑的黏度和穩(wěn)定性，可作為腐植酸粉末的分散劑，克服了腐植酸粉末無法溶于水的問題。
優(yōu)選地，為了使其在生產(chǎn)過程中便于溶解，可選用水溶性的羧甲基纖維素鈉CMC替代田箐膠作為原料，其不影響后續(xù)結(jié)殼效果。CMC是葡萄糖聚合度為100～2000的纖維素衍生物，它可用作增稠劑、乳化、黏結(jié)劑等。優(yōu)選地，水溶性的CMC和腐植酸具體比例應(yīng)依據(jù)稀釋液儲(chǔ)存時(shí)間而定，分別在2～6份和4～8份之間調(diào)整，二者相加為10份，以保證抑塵劑的結(jié)殼效果。
為進(jìn)一步增強(qiáng)腐植酸結(jié)殼抑塵劑在生產(chǎn)過程中溶解性和穩(wěn)定性，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑還包括占抑塵劑總重量1～3％的表面活性劑。優(yōu)選地，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。
本發(fā)明的腐植酸結(jié)殼抑塵劑的抑塵原理如下：
利用所選高分子物質(zhì)的鏈狀結(jié)構(gòu)和鹽、乳化劑的吸附性，將塵粒變大，甚至固化成堅(jiān)硬的殼狀結(jié)構(gòu)，進(jìn)而達(dá)到降塵抑塵的目的。腐植酸作為一種型煤粘合劑，在腐植酸溶于水之后，是一種粘稠的膠體物質(zhì)，在一定濃度之下具有較高的粘性，并在外力作用下，使煤粉或揚(yáng)塵顆粒之間互相膠結(jié)而聚合。此外，腐植酸結(jié)殼抑塵劑的結(jié)構(gòu)類似疏松的海棉，比表面積很大，具很強(qiáng)的吸附能力，能使煤粉或揚(yáng)塵顆粒緊密地吸附在一起，從而達(dá)到抑塵的目的。
本發(fā)明還提供一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑的制備方法，所述制備方法包括：
A、將4～8重量份的腐植酸、2～6重量份的田箐膠或羧甲基纖維素鈉CMC加入到1000重量份的水中攪拌進(jìn)行溶解。優(yōu)選地，將水溶性組分先加入水中充分混合均勻，制成水溶液，再加入難溶性組分進(jìn)行溶解，如可先將羧甲基纖維素鈉CMC先用水進(jìn)行溶解。
B、在溶解后加入占腐植酸和田箐膠總重量4～8‰的防腐劑，之后持續(xù)攪拌制成乳化液。優(yōu)選地，持續(xù)攪拌的時(shí)長為30～60分鐘，以保證能夠形成乳化液。
本發(fā)明所述的腐植酸作為一種粘結(jié)劑原料，所述腐植酸中游離腐植酸的質(zhì)量百分含量大于或等于30％(以干基計(jì))，以保證獲得較好的抑塵效果。優(yōu)選地，所述腐植酸的粒度為50～70目，以便于溶解。
優(yōu)選地，為進(jìn)一步增強(qiáng)腐植酸結(jié)殼抑塵劑在生產(chǎn)過程中溶解性和穩(wěn)定性，所述制備方法還包括在乳化完成后加入占抑塵劑總重量1～3％的表面活性劑，所述表面活性劑為壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。其游離腐植酸含量應(yīng)大于或等于30％(以干基計(jì))，粒度最好在60目(0.246mm)左右。
本發(fā)明還提供一種腐植酸結(jié)殼抑塵劑在抑塵中的應(yīng)用，將所述的腐植酸結(jié)殼抑塵劑噴灑在需要抑塵的被保護(hù)面上進(jìn)行抑塵。優(yōu)選地，所述腐植酸結(jié)殼抑塵劑的噴灑量為2.0～3.5公斤/平方米，具體根據(jù)應(yīng)用場所的被保護(hù)面狀況和揚(yáng)塵情況進(jìn)行調(diào)整。
本發(fā)明提供的腐植酸結(jié)殼抑塵劑的主要特點(diǎn)是可生物降解、無毒無害、無操作危險(xiǎn)，如遇發(fā)生遺灑可用皂液清洗。本發(fā)明腐植酸結(jié)殼抑塵劑的使用范圍可以是施工工地、道路、煤料場、鐵路煤炭運(yùn)輸、礦山等需要抑塵的被保護(hù)面，通過噴灑后能夠顯著減少鐵路煤炭運(yùn)輸、土壤或市政道路等各類裸露表面揚(yáng)塵污染，抑塵劑本身可生物降解，不會(huì)對環(huán)境造成二次污染。
實(shí)施例1
稱取腐植酸7克，田箐膠3克，兩種粉料混合均勻后，緩慢加入1000毫升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑0.06毫升，再攪拌溶液40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于煤炭表面(噴灑量為2公斤/平方米)。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在煤炭表層形成一層約1～2厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止煤炭揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例2
稱取腐植酸4克，田箐膠6克，兩種粉料混合均勻后，緩慢加入1000毫升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑0.06毫升，再攪拌溶液40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于煤炭表面(噴灑量為2公斤/平方米)。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在煤炭表層形成一層約2～3厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止煤炭揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例3
稱取腐植酸8克，田箐膠2克，兩種粉料混合均勻后，緩慢加入1000毫升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑0.06毫升，再攪拌溶液40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于煤炭表面(噴灑量為3公斤/平方米)。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在煤炭表層形成一層約1～2厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止煤炭揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例4
稱取腐植酸7克，羧甲基纖維素鈉(CMC)3克，兩種粉料混合均勻后，緩慢加入1000毫升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑0.06毫升，再攪拌溶液40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于煤炭表面(噴灑量為3公斤/平方米)。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在煤炭表層形成一層約1～2厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止煤炭揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例5
稱取腐植酸6克，羧甲基纖維素鈉(CMC)4克，兩種粉料混合均勻后，緩慢加入1000毫升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑0.06毫升，再攪拌溶液40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于煤炭表面(噴灑量為2公斤/平方米)。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在煤炭表層形成一層約2～3厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止煤炭揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例6
稱取腐植酸7公斤，水溶性羧甲基纖維素鈉(CMC)3公斤，先把水溶性羧甲基纖維素鈉CMC溶于1000升水制成水溶液，然后把腐植酸緩慢加入到攪拌著的水溶液中，使粉料全部溶解后，加入防腐劑60毫升，再攪拌40分鐘，均質(zhì)成乳化液。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于土壤表面，噴灑量為3公斤/平方米。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在土壤表層形成一層1～2厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止土壤揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例7
稱取腐植酸14公斤，水溶性羧甲基纖維素鈉(CMC)6公斤，緩慢加入到500升攪拌著的水中，待粉料全部溶解后，加入防腐劑120毫升，再攪拌40分鐘，形成濃縮乳化液。噴灑前再添加濃縮液同樣重量的水的三倍(即1500升)進(jìn)行稀釋備用。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于施工道路表面，噴灑量為3公斤/平方米。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可有效防止市政揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
實(shí)施例8
稱取腐植酸7公斤，水溶性羧甲基纖維素鈉(CMC)3公斤，先把水溶性羧甲基纖維素鈉CMC溶于1000升水制成水溶液，然后把腐植酸緩慢加入到攪拌著的水溶液中，使粉料全部溶解后，加入防腐劑60毫升，再攪拌40分鐘，均質(zhì)成乳化液。在乳化完成后加入占抑塵劑總重量2％的壬基酚聚氧乙烯醚NP-40。
將配制好的結(jié)殼抑塵劑乳化液均勻地噴灑于土壤表面，噴灑量為3公斤/平方米。該結(jié)殼抑塵劑噴灑后可在土壤表層形成一層2～3厘米厚的結(jié)殼層，可有效防止土壤揚(yáng)塵的產(chǎn)生。
最后應(yīng)當(dāng)說明的是:以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制；盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：依然可以對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行修改或者對部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明請求保護(hù)的技術(shù)方案范圍當(dāng)中。