专利名称：一种磷矿石抑尘剂组合物及其制备方法
一种磷矿石抑尘剂组合物及其制备方法
技术领域：
本发明属于环境保护技术领域。更具体地，本发明涉及一种磷矿石抑尘剂组合物， 还涉及所述组合物的制备方法。
背景技术：
磷是生物细胞质的重要组成元素，也是植物生长必不可少的一种元素。世界上 84% 90%的磷矿用于生产各种磷肥，3. 3%生产饲料添加剂，4%生产洗涤剂，其余用于化 工、轻工、国防等工业。中国的磷矿消费结构中磷肥占71%，黄磷占7%，磷酸盐占6%，磷化 物占16%。磷肥对农作物的增产起着重要作用。我国的磷矿分布极为不均，对磷矿需求量大的北方磷矿石产地较少，品位极低，而 我国磷矿石的主要产区在云贵地区，以品味较高的沉积岩型磷块岩为主，磷矿石的外运主 要依靠铁路运输，而北方磷矿石的需求一般需要滇矿的外运来满足，随着磷矿石运量的增 加，铁路运输压力逐年加大。磷矿石由于其自身的特殊性质-颗粒、粉体较多，在运输过程 中易于货物表面滑动并产生扬尘，污染沿线环境，并为机车工务、供电部门线路接触网、绝 缘子的运行、维护作业产生影响。日积月累，在铁矿石运输量较大的线路上，沿线两侧已被 磷矿石粉尘染成了灰色。磷矿石的污染主要表现在运输中的扬尘污染、土壤环境中磷元素 的积累导致的磷污染，以及通过雨水、表面径流等途径进入水体后产生的富营养化。磷矿石的污染一直没有得到有效的认识和控制，在磷矿石运输中产生的扬尘一直 得不到有效地控制，也导致了磷矿粉对于运输沿线环境、土壤、水体的污染。简单的喷水可 以短时间解决扬尘问题，但当水分蒸发后，仍然无法有效控制扬尘，多次喷水不但浪费大量 的水资源，而且劳动强度大。我国广大科技工作者对粉尘污染控制进行了大量研究。例如CN200610130475. 8 公开了 一种润湿型抑尘剂，它的组成如下壬基酚聚氧乙烯醚0P-42 15%，0P-154 对％，乙二醇0.5 10%，甘油1 10%，十二烷基苯磺酸钠ABS 0. 1 5%，余量用自来 水补齐。CN200810212291. 5公开了一种铁路煤炭运输抑尘剂，它的组成如下合成水溶性 聚合物2-7，改性纤维素类水溶性聚合物0. 1-5，水85-95，硫酸铜0_2。CN200810228074. 5 公开一种抑尘剂，它的组成如下水聚乙烯醇再分散胶粉羧甲基纤维素=91.5 99.29 0.5 5 0.2 3。将它喷洒在物料表面时，可在表面形成连续且具有一定强 度的硬壳，分散的物料被封闭在硬壳下面，从而具有防尘作用。CN200810006713. 3公开一 种粉体材料抑尘剂，它的组成如下0. 1-0. 7%水溶性聚丙烯酸酯、0. 1-0. 5%聚丙烯酰胺、 0. 15-1. 5%聚丙烯酸钠、0. 5-1. 5%表面活性剂和97-99%水组成。CN200910080877. 5公开 一种煤炭抑尘剂，它的组成如下0. 5 1. 5重量％的羧甲基纤维素钠；0. 5 1. 5重量％ 的羧基淀粉钠；0. 1 0. 3重量％的甘油；96. 7 98. 9重量％的水。CN200910265220. 6 公开一种煤炭抑尘剂，它的组成如下木质素磺酸钠20% 30%、丙烯酸12% 18%、 双氧水0. 4 % 0. 6 %、氯化钙5 %、四硼酸钠0. 5 %、甲基硅酸钠3 %和水43 % 59 %。 CN201019114060. 5公开一种环保型煤炭抑尘剂，它的组成如下1. 0 2. 0%的改性纤维素或改性淀粉，0. 3 3. 0%的纳米粒子母体和90. 0 98. 7%的水，把它喷洒或涂敷于煤炭表 面，能使煤炭在表面形成一固化层，避免煤炭在铁路运输过程中对沿线的扬尘污染和煤炭 的扬尘损失，并且不会导致环境污染。对铁路运输和煤炭客户既有巨大的经济效益也有环 境保护的社会效益。但是，这些抑尘剂并没有涉及用于磷矿粉的抑尘剂。由于磷矿粉具有 特别的化学性质以及日益对环境的严重影响，迫切需要一种抑尘效率高、经济实用的磷矿 石抑尘剂，因此，本发明人经过大量试验研究，终于完成了本发明。
发明内容[要解决的技术问题]本发明的另一个目的是提供一种磷矿石抑尘剂组合物。本发明的另一个目的是提供一种所述磷矿石抑尘剂组合物的制备方法。[技术方案]本发明是通过下述技术方案实现的。本发明涉及一种磷矿石抑尘剂组合物。所述的磷矿石抑尘剂组合物由以重量计的 下述组分组成 根据本发明的-
组分组成
水溶性聚乙烯醇0.5-5重量份
瓜尔豆胶 杀菌剂 表面活性剂 水
0. 3-1. 0重量份 0. 001-0. 5重量份 0. 001-1. 0重量份 100-200重量份。
-种优选实施方式，所述的磷矿石抑尘剂组合物由以重量计的下述水溶性聚乙烯醇瓜尔豆胶杀菌剂表面活性剂水根据本发明的另-下述组分组成
1. 0-4. 0重量份 0. 4-0. 8重量份 0. 01-0. 4重量份 0. 01-0. 8重量份 120-180重量份。 -种优选实施方式，所述的磷矿石抑尘剂组合物它由以重量计的
水溶性聚乙烯醇 瓜尔豆胶 杀菌剂 表面活性剂 水
1. 5-3. 0重量份 0. 5-0. 7重量份 0. 1-0. 3重量份 0. 1-0. 6重量份 140-160重量份。
根据本发明的另一种优选实施方式，所述水溶性的聚乙烯醇选自聚合度
1600-2500与醇解度80-100的聚乙烯醇。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的杀菌剂选自D581、D580、苯甲酸钠或苯甲酸。根据本发明的另一种优选实施方式，所述的表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或貂油酰胺丙基胺。本发明涉及一种磷矿石抑尘剂的制备方法。该方法步骤如下A、0. 5-5重量份水溶性聚乙烯醇用100-200重量份水溶解，得到一种所述聚乙烯 醇溶液；B、在搅拌下往步骤A)得到的聚乙烯醇溶液中缓慢加入0. 4-0. 8重量份瓜尔豆胶， 继续搅拌直到瓜尔豆胶完全溶解；C、往步骤B)得到的溶液中再加入0. 001-0. 5重量份灭菌剂、0. 001-1. 0重量份表
面活性剂，再接着搅拌得到均勻的溶液； 5-6h0
D、让步骤C)得到的溶液静置4-他，过滤，得到所述的磷矿石抑尘剂。 根据本发明的另一种优选实施方式，让所述制备方法步骤C)得到的溶液静置
下面将更详细地描述本发明。 本发明涉及一种磷矿石抑尘剂组合物。
本发明的磷矿石抑尘剂是由水溶性高分子材料聚乙烯醇与瓜尔豆胶复配，再添加 杀菌剂与表面活性剂，用水溶解而成的一种高分子水分散液，把这种分散液喷洒在磷矿石、 矿粉表面形成可降解的高分子粘结固化层，这种固化层具有一定强度和韧性，受雨水、暴晒 环境影响小，也不影响磷矿石加工处理。在矿粉表面形成这种固化层可以达到防扬尘的目 的，不影响矿石的运输装卸。本发明的磷矿石抑尘剂还可以广泛应用于其它矿石抑尘、路面 防尘和沙砾固定等领域。所述的磷矿石抑尘剂组合物由以重量计的下述组分组成水溶性聚乙烯醇0. 5-5重量份瓜尔豆胶0. 3-1. 0重量份杀菌剂0. 001-0. 5重量份表面活性剂 0. 001-1. 0重量份水100-200 重量份。所述的水溶性聚乙烯醇是一种高分子聚合物，无臭、无毒，外观为白色或微黄色絮 状、片状或粉末状固体。分子式为(C2H4O)n,部分醇解聚乙烯醇分子式为-(C2H4O)n-(C4H6O2) m-。聚乙烯醇有较好的化学稳定性及良好的绝缘性、成膜性。聚乙烯醇的水溶性随醇解度 和粘度的不同而稍有差异。在本发明中，所述的水溶性聚乙烯醇选自聚合度1600-2500与醇解度80-100的聚 乙烯醇。优选地，所述的水溶性聚乙烯醇选自聚合度1700-M00与醇解度85-90的聚乙烯醇。在本发明的组合物中，所述的水溶性聚乙烯醇的含量为0. 5-5重量份，如果所述 的水溶性聚乙烯醇的含量低于0. 5重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会无法起到良 好的固化作用；如果所述的水溶性聚乙烯醇的含量高于5重量份，则本发明的磷矿石抑尘 剂组合物会因为粘度过高而影响抑尘剂在矿物表层的渗透效果。因此，优选地，所述的水溶性聚乙烯醇的含量是1. 0-4. 0重量份。更优选地，所述的水溶性聚乙烯醇的含量是1. 5-3. 0重量份。
本发明使用的水溶性聚乙烯醇是目前市场上销售的产品，例如山西三维集团公司 以商品名聚乙烯醇销售的产品。所述的瓜尔豆胶是由豆科植物瓜尔豆(Cyamposis tetragonolobus)的种子去皮 去胚芽后的胚乳部分得到的，所述的胚乳部分进行干燥粉碎，加水，加压水解，然后用20% 乙醇沉淀，离心分离，再干燥粉碎得到所述的瓜尔豆胶。它的主要成分是分子量5万-80万 的通过配糖键结合的半乳甘露聚糖，即由半乳糖和甘露糖(1 幻组成的高分子量水解胶 体多糖。它为白色至淡黄褐色粉末，能分散在热或冷水中形成粘稠液。在本发明的组合物中，所述的瓜尔豆胶的含量是0. 3-1. 0重量份。如果所述的瓜 尔豆胶的含量低于0. 3重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会影响固化效果；如果所 述的瓜尔豆胶的含量高于1. 0重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会因为粘度过高而 无法在矿物表层的渗透。因此，优选地，所述的瓜尔豆胶的含量是0. 4-0. 8重量份。更优选地，所述的瓜尔豆胶的含量是0. 5-0. 7重量份。本发明使用的瓜尔豆胶是目前市场上销售的产品，例如广饶六合化工有限公司公 司以商品名瓜尔豆胶销售的产品。在本发明中，使用杀菌剂的目的在于防止磷矿石抑尘剂在长时间放置后变质而产 生恶臭气味。所述的杀菌剂选自D581、D580、苯甲酸钠或苯甲酸。优选地，所述的杀菌剂选 自D581、D580或苯甲酸钠，更优选地，所述的杀菌剂选自D581或D580。在本发明的组合物中，所述的杀菌剂的含量是0. 001-0. 5重量份。如果所述的杀 菌剂的含量低于0.001重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会在长时间放置后产生变 质现象；如果所述的杀菌剂的含量高于0. 5重量份，则会影响本发明的磷矿石抑尘剂组合 物成本。因此，优选地，所述的杀菌剂的含量是0. 01-0. 4重量份。更优选地，所述的杀菌剂的含量是0. 1-0. 3重量份。本发明使用的杀菌剂是目前市场上销售的产品，例如济南多吉利工贸有限公司以 商品名百宜瓜尔胶专用杀菌防腐剂销售的D581产品，济南多吉利工贸有限公司公司以商 品名百宜植物胶专用杀菌防腐剂销售的D580产品。在本发明中，使用表面活性剂的目的在于增进抑尘剂与矿物表面的亲和效果。所 述的表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或貂油酰胺丙基胺。在本发明的组合物中，所述的表面活性剂的含量是0. 001-1. 0重量份。如果所述 的表面活性剂的含量低于0. 001重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会因为表面活性 剂的分量太低而无法达到增进抑尘剂与矿物表面的亲和效果的作用；如果所述的表面活性 剂的含量高于1.0重量份，则本发明的磷矿石抑尘剂组合物会因为表面活性剂的分量太高 而影响固化效果。因此，优选地，所述的表面活性剂的含量是0. 01-0. 8重量份。更优选地，所述的表面活性剂的含量是0. 1-0. 6重量份。本发明使用的表面活性剂是目前市场上销售的产品，例如南京苏如化工有限公司 以商品名十二烷基苯磺酸钠销售的十二烷基苯磺酸钠；广州市弘旺化工有限公司以商品名 椰子油脂肪酸二乙醇酰胺销售的椰子油脂肪酸二乙醇酰胺；上海奥利(OLI)生物科技有限公司公司以商品名温和型表面活性剂销售销售的貂油酰胺丙基胺。本发明涉及一种磷矿石抑尘剂的制备方法。该方法步骤如下A、0. 5-5重量份水溶性聚乙烯醇用100-200重量份水溶解，得到一种所述聚乙烯 醇溶液；B、在搅拌下往步骤A)得到的聚乙烯醇溶液中缓慢加入0. 4-0. 8重量份瓜尔豆胶， 继续搅拌直到瓜尔豆胶完全溶解；C、往步骤B)得到的溶液中再加入0. 001-0. 5重量份灭菌剂、0. 001-1. 0重量份表
面活性剂，再接着搅拌得到均勻的溶液；D、让步骤C)得到的溶液静置4-他，过滤，得到所述的磷矿石抑尘剂。优选地，让所述制备方法步骤C)得到的溶液静置5H本发明的磷矿石抑尘剂经稀释后使用喷洒设备喷洒在磷矿石、矿粉表面上，随着 水分的蒸发，本发明的磷矿石抑尘剂在磷矿石、矿粉表面上形成1-3厘米的固化层，固化层 将大块、颗粒、粉末状的磷矿石粘结在一起，具有一定的强度和韧性，在风蚀状况下，它们能 够有效抑制矿石扬尘。这种固化层在机械力的破坏下，可能破碎成为1-5厘米的颗粒，这样 不影响矿石转运、储存与加工。本发明不同组成磷矿石抑尘剂的粘度、固化层厚度与固化层硬度进行了测定。其 中粘度是根据GB/T10247方法进行测定的。固化层厚度是按照一般厚度测量方法进行测定的。固化层硬度是根据压力试验机方法进行测定的。其试验结果列于表1。表1 不同组成磷矿石抑尘剂的粘度、固化层厚度与固化层硬度测定结果
权利要求
1. 一种磷矿石抑尘剂组合物，其特征在于它由以重量计的下述组分组成 水溶性聚乙烯醇0. 5-5重量份 瓜尔豆胶 0. 3-1. 0重量份 杀菌剂0. 001-0. 5重量份表面活性剂 0. 001-1. 0重量份 100-200重量份。
2.根据权利要求1所述磷矿石抑尘剂，其特征在于它由以重量计的下述组分组成 水溶性聚乙烯醇1. 0-4. 0重量份 瓜尔豆胶 0. 4-0. 8重量份
3.根据权利要求1所述磷矿石抑尘剂，其特征在于它由以重量计的下述组分组成 水溶性聚乙烯醇1. 5-3. 0重量份 瓜尔豆胶 0. 5-0. 7重量份
4.根据权利要求1所述磷矿石抑尘剂，其特征在于所述水溶性的聚乙烯醇选自聚合度 1600-2500与醇解度80-100的聚乙烯醇。
5.根据权利要求1所述磷矿石抑尘剂，其特征在于所述的杀菌剂选自D581、D580、苯甲 酸钠或苯甲酸。
6.根据权利要求1所述磷矿石抑尘剂，其特征在于所述的表面活性剂选自十二烷基苯 磺酸钠、椰子油脂肪酸二乙醇酰胺或貂油酰胺丙基胺。
7.—种磷矿石抑尘剂的制备方法，其特征在于该方法步骤如下A、0.5-5重量份水溶性聚乙烯醇用100-200重量份水溶解，得到一种所述聚乙烯醇溶液；B、在搅拌下往步骤A)得到的聚乙烯醇溶液中缓慢加入0.4-0. 8重量份瓜尔豆胶，继续 搅拌直到瓜尔豆胶完全溶解；C、往步骤B)得到的溶液中再加入0.001-0. 5重量份灭菌剂、0. 001-1. 0重量份表面活 性剂，再接着搅拌得到均勻的溶液；D、让步骤C)得到的溶液静置4-8h，过滤，得到所述的磷矿石抑尘剂。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于让步骤C)得到的溶液静置5-他。杀菌剂 表面活性剂 水·0. 01-0. 4重量份 0. 01-0. 8重量份 120-180重量份。 杀菌剂 表面活性剂 水0. 1-0. 3重量份 0. 1-0. 6重量份 140-160重量份。
全文摘要
本发明涉及一种磷矿石抑尘剂组合物及其制备方法。所述的磷矿石抑尘剂组合物是由水溶性聚乙烯醇、瓜尔豆胶、杀菌剂、表面活性剂与水组成的。本发明的磷矿石抑尘剂能够在磷矿石、矿粉表面上形成具有一定强度和韧性的固化层，将大块、颗粒、粉末状磷矿石粘结在一起，从而能够有效抑制磷矿粉扬尘。本发明磷矿石抑尘剂还可用于土壤的沙漠化治理、建筑工地防尘和其他矿石的防尘，不会对环境产生污染。
文档编号C09K3/22GK102093846SQ20101060198
公开日2011年6月15日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者董波, 蔡觉先 申请人:兰州天际环境保护有限公司, 北京天际蓝天科技有限公司