用于粉尘控制的方法和组合物的制作方法

用于粉尘控制的方法和组合物的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于处理颗粒材料堆以抑制和防止有价值的燃料或矿物粉尘从储存堆或顶开式容器释放而损失的方法和组合物。所述方法涉及向所述堆分开施加两种不同的组合物。当分开时，两种组合物为低粘度的并且易于喷涂。当组合时，两种组合物形成凝胶涂层，当所述堆或载荷仍在沉降、推挤、被碰撞和以其他方式四处移动时，所述涂层耐侵蚀但为柔性的。
【专利说明】用于粉尘控制的方法和组合物
【背景技术】
[0001] 本发明涉及用于将颗粒物质容纳在顶开式容器内的方法和组合物，所述顶开式容 器包括但不限于顶开式漏斗车、卡车、堆和类似的储存和/或运输容器。已知用粘合剂(有时 被称为结壳剂)处理大量的颗粒材料(特别是煤和铁矿石）以使表面结壳，并由此保存有价 值的材料以及防止粉尘由颗粒散播。在美国专利5，441，566等地方描述了现有的粘合剂。这 些粘合剂包括胶乳、石油产品和松焦油树脂。其他粘合剂包括在催化剂的存在下与聚异氰 酸酯混合的酚醛树脂(描述于美国专利5，244，473中）、碱性酚树脂(描述于美国专利5，089， 540中），以及吸湿性溶剂（甲基乙基酮）、聚乙酸乙烯酯和水中的苯乙烯(描述于美国专利5， 487，764中）。美国专利5,181，957和5,747,104、5,648,116,美国公开的专利申请2009/ 0189113 A1 和公开的PCT申请02/12574 Al、2010/110805 A1 和2009/023652 A1 中描述了另 外的粉尘抑制剂。
[0002] 不幸地，许多这些粘合剂引起颗粒材料保留大量的水，这可导致价值和有效性降 低。在煤的情况下，含水量增加导致BTU含量降低，并提高煤的水诱导氧化自燃的可能性。此 外，粘合剂倾向于形成脆性涂层，当颗粒材料由于运输和储存的影响沉降和移动时，所述涂 层倾向于破碎和散逸。当将材料存储于温度在冰点上下波动的环境中时，由于粘合剂涂层 的脆性导致的问题加剧。这是由于水分冻结和融化进一步移动所述材料，从而进一步使粘 合剂涂层破碎。
[0003] 现有技术的粘合材料也存在一些冬季处理问题，这可使得应用困难以及潜在地失 效。这是因为，这样的产物的冰点通常接近于水，并且一旦冻结它们就不再起作用。更糟糕 的是，如果这些现有技术的粘合剂涂层已冻结，它们在冻结之后是不可恢复的，即使是在它 们解冻或融化之后。这极大地限制了它们可被使用或施加的条件。
[0004] 因此，很显然，用于对顶开式容器中储存或运输的颗粒材料的顶部进行粘合的新 方法和组合物具有明确的实用性。在本节中描述的技术无意构成对本文提及的任何专利、 公开或其他信息是本发明的"现有技术"的承认，除非特别地如此指明。此外，本节不应理解 为意味着已进行了检索或者不存在37CFR§1.56(a)中所限定的其他有关信息。

【发明内容】

[0005] 为了满足上述长期存在但未解决的需求，本发明的至少一个实施方案涉及抑制从 颗粒材料堆释放粉尘的方法。所述方法包括向所述堆的暴露表面施加粘合剂组合物的步 骤。粘合剂组合物包含第一组合物和第二组合物。当分开时，所述第一和第二组合物中每一 者的粘度小于l〇〇cP，但当混合在一起时，它们的粘度大于10,000cP。
[0006] 第一和第二组合物可被分开施加于堆并且不相互接触，直至它们二者均被施加于 所述堆之后。第一组合物可以是粘度调节剂。第二组合物可以是胶凝剂。第一组合物可选 自：烷基化剂、碱、单乙醇胺、二乙醇胺、二乙醇椰油酰胺、三乙醇胺、氢氧化钾、氢氧化钠、碳 酸钾、碳酸钠、氢氧化铵、和2-氨基，2-甲基，1-丙醇、及其任意组合。第二组合物可选自：非 离子纤维素醚、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基 纤维素、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧基聚亚甲基、丙烯酸共聚物、 和羧基乙烯基聚合物、及其任意组合。
[0007] 堆可位于顶开式容器内。堆可包含选自以下中的一项：煤、泥土、木肩、农产品、果 实、肥料、矿石、矿物矿石、细料、沙子、砂砾、土壤、肥料、或其他产生粉尘的材料、及其任意 组合。堆可位于选自以下中的一项处:铁路车辆、船舱、港口、矿场、铁路车站、卡车、道路、工 业设施、精炼厂、冶炼厂、包装设施、发电厂及其任意组合。组合物中的至少一者或两者可通 过喷涂施加到堆上。组合物可由相同的喷涂装置顺序地喷涂。第一组合物可在第二组合物 之前和/或之后施加。两种组合物可由不同的喷涂器同时施加。
[0008] 本文描述了另外的特征和优点，并且将由以下【具体实施方式】而明显。
【附图说明】
[0009] 下文中具体参照附图对本发明的详细说明进行描述，其中：
[0010] 图1是示出了本发明如何防止颗粒材料床的侵蚀的一些照片。
[0011] 出于本公开内容的目的，除非另有说明，否则附图中相同的附图标记是指相同的 特征。附图仅是本发明原理的例示，并且无意将本发明限制于所示的特定实施方案。
【具体实施方式】
[0012] 提供以下定义以确定在本申请中所使用的术语，以及特别是权利要求如何解读。 定义的组织仅是为了方便，而无意于将任何定义限于任何特定的类别。
[0013] "粘合剂"意指当将其放置在颗粒材料的基材上时使物质保持在一起，从而抑制所 述物质释放粉尘的倾向的材料。
[0014] "颗粒材料"意指当处理、加工或接触时具有形成粉尘颗粒的倾向的材料，其包括 但不限于：煤、泥土、木肩、农产品、果实、肥料、矿石、矿物矿石、细料、沙子、砂砾、土壤、肥 料、铁、煤或其他产生粉尘的材料，及其任意组合。
[0015] "基材"意指包含颗粒材料的物质，粘合剂位于所述颗粒材料上。
[0016] "经粉碎"意指成粉、经磨碎、经研磨或以其他方式转化成精细固体颗粒。
[0017] "粒度测定"意指测量粒状材料和/或颗粒材料中一种或更多种粒径的过程。
[0018] "稳定乳液"意指这样的乳液:其中分散在载体流体中的材料的液滴通过能皇相互 排斥（否则其将合并以形成两个或更多个相层），所述能皇可为20kT，排斥力的半衰期可为 几年。Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology,第四版，第9卷，特别是第 397-403页中陈述了乳液和稳定乳液的使用说明。
[0019] "表面活性剂"为包括阴离子、非离子、阳离子和两性离子表面活性剂的广义术语。 Kirk-Othmer,Encyclopedia of Chemical Technology，第三版，第8卷，第900至912页和 McCutcheon's Emulsifiers and Detergents(两者均通过引用并入本文）中陈述了表面活 性剂的使用说明。
[0020] "水溶性"意指在25°C下可溶于水到至少3重量％的材料。
[0021] 如果在本申请中的上述定义或其他地方所述的说明与通常使用的、字典中的、或 在通过引用并入本申请的来源中所述的含义（明示或暗示)不一致，那么本申请以及特别是 权利要求术语应理解为根据本申请的定义或说明而不是根据常见定义、字典定义或通过引 用并入的定义来解释。鉴于上述内容，在术语仅在由字典解释时才能理解的情况下，如果该 术语由Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology,第5版，（2005)，（Wiley, John&Sons, Inc.出版)定义，则所述术语在权利要求中如何定义将以该定义为准。
[0022] 本发明的至少一个实施方案涉及将凝胶粘合剂施加于颗粒材料。凝胶粘合剂包含 物质的两种或更多种组合物，当分开时，组合物中每一者的粘度小于l〇〇cP(优选小于 60cP)，但当它们相互接触时，它们的混合物的粘度大于10,000cP。组合物仅在不早于将它 们施加于颗粒材料时相互接触。
[0023] 在至少一个实施方案中，组合物之一包含粘度调节剂。粘度调节剂的代表性实例 包括但不限于:烷基化剂、碱、单乙醇胺、二乙醇胺、二乙醇椰油酰胺、三乙醇胺、氢氧化钾、 氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化铵、和2-氨基-2-甲基-1-丙醇、及其任意组合。在至少一 个实施方案中，粘度调节剂是有机和/或无机的可溶性碱和/或可溶性碱性物质。
[0024] 在至少一个实施方案中，组合物之一包含胶凝剂。胶凝剂的代表性实例包括但不 限于：非离子纤维素醚、甲基纤维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维 素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素钠、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧基聚亚甲基、丙烯 酸共聚物、和羧基乙烯基聚合物、及其任意组合。在至少一个实施方案中，胶凝剂是羧基聚 合物和/或衍生自纤维素的聚合物，和/或胶凝剂是膜和/或纤维形成材料。
[0025] 两种组合物中的任一种可在另一种之前施加。此外，可进行两种组合物的多次交 替施加和/或同时施加。
[0026] -种或更多种组合物还包含溶剂和/或运载流体(包括但不限于水）。
[0027]现参照图1，其示出了本发明的有效性的一个实例。图1证实了对照施加(水)对于 防止颗粒材料从样品铁矿床的侵蚀损失完全无效。相比之下，在相同条件下，在已用三乙醇 胺0.5%处理之后用羧甲基纤维素0.2%处理的样品铁矿床（11.9g/m 2之后1.9g/m2)显示出 对相同的颗粒材料侵蚀的有效抗性。
[0028] 尽管这些胶凝剂中的至少一些与这些粘度调节剂中的至少一些的组合不是新的， 但是它们作为颗粒材料粘合剂的有效性是相当新的且出乎意料的。例如，如美国专利8， 292，973、5，248，495、7，824，665、5，679，328和5，804，540等中所述，胶凝剂与粘度剂的组合 已知被用作个人护理产品，例如染发剂、护手霜、个人洗涤液、剃须凝胶和个人洗涤液。然 而，它们用作个人护理产品的方式依赖于作为颗粒材料粘合剂不期望和不需要的性质。
[0029] 如前所述，当分离时，两种或更多种组合物具有低粘度，而当组合时，两种组合物 具有高粘度。由于高粘度对于个人护理产品至关重要，因此，在这样的用途中，将组合物在 施加之前预混合并且通常在预混合的瓶中出售。相比之下，对于粘合操作，重要的是材料在 施加时具有低粘度。这是常见的施加技术，例如可使用喷杆来施加粘合剂。如果粘合剂具有 过高的粘度，则不能使用标准进料栗，并且施加粘合剂的成本将变得过高，甚至可能超过来 自粉尘减少的节省。
[0030] 另外，个人护理产品的一般用途不同于颗粒材料粘合剂的一般用途。对于作为发 胶的这样的个人护理产品，将材料施加于软的柔性基材(毛发），所述基材不发生侵蚀并且 仅形成出于美学原因的特定排布。因此，将其混入毛发中并且以这样的量施加：向毛发的排 布提供支架式支撑。相比之下，在本发明中，基材(例如矿石)是刚性的，所以不需要支架，因 此可将其作为涂层而非支撑物施加到表面。此外，不同于毛发，颗粒材料基材发生侵蚀。因 此，将可用作个人护理产品的物质的组合物应用于这样的不同用途是非显而易见的。
[0031] 此外，材料施加方式的特别有用的结果在其作为粘合剂的用途中显明，但是这作 为个人护理产品是不相关的。在至少一个实施方案中，当将低粘度液体中的至少一者或两 者施加到由精细颗粒(包括但不限于煤和/或铁矿石））形成的表面上时，所述液体被至少部 分地吸收。当组合引起粘度迅速上升时，厚凝胶层至少部分地在床内形成。这种凝胶层包封 了大量颗粒。因此，并非仅形成主要围绕床外部的涂层，粘合剂也同样围绕床内颗粒材料的 更大的层。与之相比的是作为凝胶施加的相同的所得凝胶，所得保护层将更加表面化且薄， 原因是相同表面对凝胶的吸收更加受限。换句话说，低粘度液体能渗入颗粒材料而凝胶不 能。在至少一个实施方案中，与凝胶更表面化地设置相比，凝胶在床内分布使得粘合剂脆性 更低。
[0032] 可通过具有一个或更多个喷头的喷杆以液体形式施加组合物。在至少一个实施方 案中，组合物按照美国专利5，441，566、5，622，561的方法或装置中的任一种及其任意组合 施加。
[0033] 在至少一个实施方案中，当相互接触时，胶凝剂是粘度调节剂的溶剂。在至少一个 实施方案中，当相互接触时，粘度调节剂是胶凝剂的溶剂。在至少一个实施方案中，当相互 接触时胶凝剂和粘度调节剂形成共沸混合物。在至少一个实施方案中，粘度变化至少部分 是由于粘度调节剂导致胶凝剂的结构变化。
[0034] 以解决以下中的任一个或更多个中提及的任何问题为目标，组合物可与任何组合 物相组合，按照任何方法，以及以任何方式施加：美国专利8，465，667、8，298，439、5，714， 387、5，181，957、4,417,992，国际专利申请10 2010/085435、10 2010/045448、10 2008/ 100921、TO 2006/041581，美国公开专利申请2010/0090160、2009/0127499、2008/0190160、 2006/0284137、2006/0078685，德国专利文献0￡2912326及其任意组合。
[0035] 在至少一个实施方案中，颗粒材料是干浆料。通常在工业应用中，颗粒材料与水或 另一种液体是或变为极大地相互混合的，并且形成浆料。该浆料需要在可对材料进行后续 过程之前除去一些或所有的液体。当干燥(不论是通过脱水技术还是搁置以通过热、日光等 蒸发掉液体)时，一些或所有的浆料变干并且可产生粉尘排放。可将组合物施加到浆料的表 面上以控制粉尘排放。当材料为浆料、部分干燥、完全干燥及其任意组合时，可将组合物施 加至所述材料。在至少一个实施方案中，浆料是来自铝土矿采矿和/或精炼操作的赤泥(Red Mud) 〇
[0036] 本发明可施加于具有任何粒度测定值的基材。在至少一个实施方案中，将本发明 应用于具有这样的粒度测定的基材:其具有lnm至10m的一种或更多种尺寸的颗粒。特别地， 本发明可应用于具有球粒尺寸的材料。
[0037] 在至少一个实施方案中，受控的粉尘包含碳酸钠颗粒。在至少一个实施方案中，将 组合物施加于浆料，将所述浆料置于拦截池或其他种类的池塘、凹地、水塘，或者粗滤容器、 干燥容器或过滤容器中干燥。在至少一个实施方案中，颗粒材料是铁矿石。
[0038] 在至少一个实施方案中，当形成堆时施加组合物。当倾泻或倾倒颗粒材料以形成 堆时，一些材料以空气粉尘的形式从所述堆扬走。这可能在例如将材料装入轨道车、自卸 车、储存设施、筒仓或船舱时发生。可在将材料倾泻或倾倒成堆之前和/或在将材料倾泻或 倾倒成堆时将组合物施加于所述材料。在至少一个实施方案中，在倾泻或倾倒材料之前所 述材料沿传送带传递，并且在材料沿带传递时向其施加组合物。在至少一个实施方案中，组 合物也起增粘剂的作用，其使材料以不太可能作为空气粉尘扬起的更大的块的形式保持在 一起。
[0039] 不受本发明或者解释权利要求中所提供的范围中的特定理论或设计的限制，认为 当组合时，两种组合物形成了提供最佳粘合剂特性的凝胶基质。粘合剂可被认为是以下三 类之一 ：1)刚性(通常是聚合的)层，例如壳，2)不形成层但由于粘着性保持颗粒结合的胶粘 剂产品，以及3)形成具有凝胶特性的层的中间产品。
[0040] 刚性层的优点在于不易受风的磨耗，但是另一方面刚性层可更容易由于振动和机 械应力而破裂，这会导致材料损失。由于粘性而保持颗粒结合的产品不受振动和机械应力 的影响，但是其可蒸发或渗入矿石，然后失去其效果。本发明的凝胶状层结合了二者的益 处;其不受风或振动的破坏并且对变干或排出具有抗性。
[0041] 然而，不使用凝胶，原因是直接将凝胶喷射在颗粒材料床上由于高粘度(需要极高 压力的栗)而不是商业上可行的。然而，本发明通过喷射两种或更多种不同的低粘度液体允 许使用者获得凝胶的益处而不存在困难，所述低粘度液体仅在施加于床之后反应以形成凝 胶。在至少一个实施方案中，所得凝胶不是胶粘剂。在至少一个实施方案中，所述凝胶是胶 粘剂。
[0042]之前仅尝试过一次使用作为颗粒材料粘合剂的两步施加，在SergeevS.等（2007) 的俄国专利文南犬RU 2303700，名称为Method to Consolidate Dust-Forming Surfaces of Iron-〇re Concentration waste Storages中。在RU 2303700中，将铁颗粒基材首先用白M 处理，然后用硫酸处理。然而，本发明的方法使用不同的材料。另外，本发明的方法不限于 铁。在至少一个实施方案中，该方法排除了向颗粒材料施加基本上任何(或实质上任何）白 垩。在至少一个实施方案中，该方法排除了向颗粒材料施加基本上任何(或实质上任何)硫 酸。在至少一个实施方案中，该方法排除了向颗粒材料施加基本上任何(或实质上任何)酸。 在至少一个实施方案中，颗粒材料排除铁。
[0043]然而，本发明相对于使用RU 2303700的白垩-硫酸显示了许多出乎意料的优点。RU 2303700的白垩-硫酸处理导致形成刚性且易碎的脆性石膏层。其在轨道车运输过程中不能 保持其完整性，原因是其会由于振动和机械应力而损坏。相比之下，本发明通过用更好地承 受振动和机械应力的柔性(凝胶)层覆盖颗粒材料来保护所述颗粒材料。
[0044] 此外，本发明比使用RU 2303700的白垩-硫酸处理更安全，原因是其不需要处理硫 酸。喷涂硫酸本质上是危险的活动。其向环境、人、铁路以及甚至向工艺引入安全问题(腐 蚀）。颗粒可与酸反应而部分溶解。如果这种情况发生，那么可形成大片的爆炸物(氢)气体 并且危险将增加数倍。因此，本发明与RU 2303700中所述的相比不可估量地更加安全且更 实用。
[0045] 在至少一个实施方案中，在将第一液体施加到床上之后，立即也喷涂与所述第一 液体反应的第二液体，并且凝胶层直接在所述床上形成。
[0046] 在至少一个实施方案中，在两种或更多种组合物相互接触之后1秒至5小时之间形 成凝胶。
[0047] 在至少一个实施方案中，仅将凝胶施加于床的表面。在至少一个实施方案中，以不 足以赋予足够粘着性（以保护床不被侵蚀）的量施加凝胶，但是由于其为凝胶，所以其有效 地防止侵蚀。通常，胶粘剂也具有高粘度，约4000cP至lOOOOcP。因此，胶粘剂不能容易地施 加。因此，常常将胶粘剂材料溶解在溶剂(通常是水）中然后施加。这对所得浓度产生了限 制，原因是所施加的溶液在施加时的粘度通常仅为10cP至100cP。相比之下，本发明的凝胶 可达到高至50,000cP(和更高）的粘度，尽管其是通过喷涂而施加到床的表面上。
[0048] 在至少一个实施方案中，所得粘合剂层处于这样的剂量:在胶粘剂处于这样的剂 量的情况下，其与柔性凝胶相比更脆弱且更容易破碎。
[0049] 在至少一个实施方案中，相对于使用胶粘剂型粘合剂，相对于使用聚合物型粘合 剂，相对于使用水，和/或相对于不使用粘合剂，组合物导致质量损失降低0.001%至1〇〇%。 图1示出了高达21.3% (并且可能更多）的货物可由于侵蚀扬逸而损失。据估计，例如在铁矿 石工业中，在铁路运输期间由于侵蚀扬逸而致的铁矿石总损失至少为1.17%。使用本发明 将显著降低该量。
[0050] 在至少一个实施方案中，至少一种组合物在与另一种组合物接触之前的粘度为 lcP 至 100cP，（可能为 50cP 至 100cP)，优选 lcP 至 50cP，最优选 lcP 至 10cP。
[00511 在至少一个实施方案中，当两种组合物相互接触时，其导致1000cP至10,000cP，优 选10，000cP至40，000cP，最优选13，000cP至17，500cP的粘度。
[0052] 实施例
[0053]参照以下实施例可更好地理解上述内容，示出所述实施例的目的在于举例说明， 而非限制本发明的范围。特别地，所述实施例示出了本发明固有原理的代表性实例并且这 些原理不严格限于这些实施例中记载的具体条件。因此，应理解，本发明涵盖对本文所述实 施例的各种改变和修改，并且可进行这样的改变和修改而不偏离本发明的精神和范围，且 不会减少其所预期的优点。因此，预期这样的改变和修改包括在所附的权利要求中。
[0054] 球粒进料铁矿石样品具有约8.0 %的含水量和极少的大颗粒。由于在实验室规丰旲 下大尺寸颗粒(30_)因其表面的高阻塞而可强烈地干扰粉尘散布，因此，在使用之前，将球 粒进料样品在l〇mm筛网中预先筛分。在粒径选择之后，使用样品而不进行任何进一步的修 饰。
[0055] 将粉尘控制产品以适于喷射到铁矿床表面上的浓度溶解在水中。组合物1是市售 来源的稀释至0.2%的三乙醇胺。组合物2是市售来源的稀释至0.5%的羧甲基纤维素。组合 物3是市售来源的稀释至0.5%的二乙醇椰油酰胺。
[0056]将组合物施加于矩形容器内的床。每个容器为24.0厘米长，10.0厘米宽和6.5厘米 深。将容器用未经处理的铁矿石球粒进料填充，直至相当一部分材料已堆积在容器上，形成 延长的类金字塔形状。通过使用45度角两脚规对顶部的所有角度进行验证。
[0057]在置于容器中之后，用一种或两种组合物以不同浓度均匀地喷涂铁矿石球粒进料 的表面。在工业水平下，喷涂到单个铁矿石车上的典型粉尘控制粘合剂的通常量为1.5%浓 度下的80L，。考虑到每个车的面积为22m 2,这意味着3.64L/m2的剂量。在实验室试验期间，通 过改变所施加的溶液的浓度，粉尘控制产品的施加尽可能接近于该液体体积/面积。
[0058] 为了确保每个铁矿床接收合适量的粘合剂，仅使铁矿石表面暴露于喷涂。使用纸 巾擦干任何接触容器外表面的液滴。通过在喷涂施加期间对铁矿床进行称重直至获得目标 最终质量来精确控制剂量。
[0059] 在施加待测试的粉尘控制产品之后，将矿石表面置于室温下的通风橱中干燥过夜 或者置于110°c的烘箱中干燥1小时。在此之后，使含有经处理的铁矿石的容器经受扬逸试 验。
[0060] 样品制备
[0061] 所使用的球粒进料铁矿石样品显示出约8.0%的含水量和极少的大颗粒。由于在 实验室规模下大尺寸颗粒(30mm)因其表面的高阻塞而可强烈地干扰粉尘散布，因此，在使 用之前，将球粒进料样品在10筛网中预先筛分。在粒径选择之后，使用样品而不进行任何进 一步的修饰。
[0062]将粉尘控制产品以适于喷射到铁矿床表面上的浓度溶解在水中。在少数情况下， 最终混合物的高粘度不允许喷涂产物，在这些情况下，如下施加产物:使粘性凝胶滴流到铁 矿床的表面上并完全除去任何滴落的过多量。
[0063] 粉尘扬逸试验
[0064] 所有实验使用矩形容器进行。每个容器为24.0厘米长，10.0厘米宽和6.5厘米深。 将容器用未经处理的铁矿石球粒进料填充，直至相当一部分材料已堆积在容器上，形成延 长的类金字塔形状。通过使用45度角两脚规对顶部的所有角度进行验证。
[0065] 在置于容器中之后，用组合物之一或用合适浓度的混合物均匀地喷涂铁矿石球粒 进料的表面。在工业水平下，喷涂到单个铁矿石车上的产品的通常量一般为1.5%浓度下的 80L。考虑到每个车的面积为22m 2,这意味着3.64L/m2的剂量。在实验室试验期间，通过改变 所施加的溶液的浓度，粉尘控制产品的施加尽可能接近于该液体体积/面积。
[0066] 为了确保每个铁矿床接收合适量的粘合剂，仅使铁矿石表面暴露于喷涂。使用纸 巾擦干任何接触容器外表面的液滴。通过在喷涂施加期间对铁矿床进行称重直至获得目标 最终质量来精确控制剂量。
[0067] 在施加待测试的粉尘控制产品之后，将矿石表面置于室温下的通风橱中干燥过夜 或者置于ll〇°C的烘箱中干燥1小时。在此之后，使含有经处理的铁矿石的容器经受扬逸试 验。
[0068] 扬逸测量是基于重量损失平衡。在干燥期之后，将铁矿床置于振动平台上以模拟 铁矿石车在运输期间遭受的一系列撞击。振动为约53.3Hz，振幅为2.5_。同时，使矿床经受 相当于970L/分钟的流量或者60.5km/小时的风的室温气流(考虑到管的直径为35mm)。每次 试验的持续时间为15分钟。
[0069] 在扬逸试验之前和之后测量铁矿床的重量，并且基于实验结束时铁矿石扬逸的百 分比测定粉尘控制产品的效率。在扬逸试验之前和之后对每个铁矿床(其代表性实例示于 图1)进行拍照。
[0070] 空白试验
[0071] 为了获得扬逸试验的有效基线，进行了两组空白实验。仅将水喷涂到矿床的表面 上来进行第一实验。在此之后，将其置于通风橱内干燥过夜，然后使其经受970L/分钟的气 流1小时，考虑到直径为35mm的管道这相当于60.5km/小时的风。在15分钟后测量铁矿石重 量损失。
[0072] 第二实验以与第一实验相同的方式进行，但是在这种情况下，铁矿床表面预先在 110°C下在烘箱中干燥1小时，然后使其经受常规的扬逸条件。表1示出了实验结果。
[0073] 表 1 「00741
[0075] *在扬逸条件下在7小时之后测量的重量损失
[0076] 在气流中在超过7小时之后测量的其他实例显示出类似程度的粘合剂稳健性。该 数据证明，本发明的混合物作为颗粒材料粘合剂出乎意料地有效。
[0077] 尽管本发明可以许多不同的形式实施，但本文详细描述了本发明的特定优选实施 方案。本公开内容是本发明的原理的示例，并且无意将本发明限于所述的特定实施方案。本 文提及的所有专利、专利申请、科学论文和任何其他参考资料均通过引用整体并入。此外， 本发明涵盖本文所提及的、本文所述的和/或并入本文的多种实施方案中的一些或全部的 任何可能组合。此外，本发明涵盖还特别排除了本文所提及的、本文所述的和/或并入本文 的多种实施方案中任何一个或一些的任何可能组合。
[0078] 上述公开内容旨在说明而非穷举。对本领域普通技术人员而言，本说明书将表明 很多改变和替代方案。所有这些替代方案和修改旨在包括于权利要求的范围内，其中术语 "包含"意指"包括但不限于"。熟悉本领域的人员可以认识到本文所述的具体实施方案的其 他等效方案，这些等效方案也旨在涵盖于权利要求书中。
[0079] 本文公开的所有范围和参数应理解为涵盖其中所包含的任何和所有子范围，和在 端点之间的每个数。例如，所述范围"1至10"应当被认为包括介于(且包含)最小值1和最大 值10之间的任何和所有子范围；即，以最小值1或更大(例如1至6.1)开始并且以最大值10或 更小结束(例如2.3至9.4、3至8、4至7)的所有子范围，最后是包含在该范围内的每个数1、2、 3、4、5、6、7、8、9和10。除非另行指出，否则本文中所有百分比、比率和比例是按重量计的。
[0080] 对本发明的优选和替代实施方案的说明到此为止。本领域技术人员可以认识到本 文所述的特定实施方案的其他等效方案，这些等效方案旨在涵盖于所附权利要求书中。
【主权项】
1. 一种抑制从颗粒材料的堆释放粉尘的方法，所述方法包括向所述堆的暴露表面施加 粘合剂组合物的步骤，所述粘合剂组合物包含第一组合物和第二组合物，当分开时所述第 一组合物和所述第二组合物中每一者的粘度小于lOOcP，但当混合在一起时它们的粘度超 过10,000cP〇2. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组合物和所述第二组合物被分开施加于 所述堆并且不相互接触，直至它们二者均被施加至所述堆之后。3. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组合物是粘度调节剂且所述第二组合物 是胶凝剂。4. 根据权利要求1所述的方法，其中所述第一组合物选自：烷基化剂、碱、单乙醇胺、二 乙醇胺、二乙醇椰油酰胺、三乙醇胺、氢氧化钾、氢氧化钠、碳酸钾、碳酸钠、氢氧化铵、和2-氨基，2-甲基，1-丙醇、及其任意组合;并且所述第二组合物选自：非离子纤维素醚、甲基纤 维素、甲基羟乙基纤维素、甲基羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羧甲基纤维素 钠、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羧基聚亚甲基、丙烯酸共聚物、和羧基乙烯基聚合物、 及其任意组合。5. 根据权利要求1所述的方法，其中所述堆在顶开式容器内。6. 根据权利要求1所述的方法，其中所述堆包含选自以下中的一项:铁、煤、泥土、木肩、 农产品、果实、肥料、矿石、矿物矿石、细料、沙子、砂砾、土壤、或其他产生粉尘的材料、及其 任意组合。7. 根据权利要求1所述的方法，其中所述堆位于选自以下中的一项处:铁路车辆、船舱、 港口、矿场、铁路车站、卡车、道路、工业设施、精炼厂、冶炼厂、包装设施、发电厂及其任意组 合。8. 根据权利要求1所述的方法，其中通过喷涂将所述组合物中的至少一种施加在所述 堆上。9. 根据权利要求8所述的方法，其中由相同的喷涂装置顺序地喷涂两种组合物。10. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述第二组合物之前施加所述第一组合物。11. 根据权利要求1所述的方法，其中在所述第一组合物之前施加所述第二组合物。12. 根据权利要求1所述的方法，其中由不同的喷涂器同时施加两种组合物。13. 根据权利要求5所述的方法，其中所述堆延伸到所述容器的壁的上方，并且所述堆 在所述壁的上方的部分的质量损失小于〇. 1 %。
【文档编号】C09K3/22GK106029820SQ201580008686
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2015年2月10日
【发明人】达尼洛·齐姆, 法比奥·佩肖托·马塞多·戈梅斯
【申请人】艺康美国股份有限公司