虫胶铁矿抑尘剂的制作方法

本发明涉及一种抑尘剂领域。更具体地说，本发明涉及一种虫胶铁矿抑尘剂。

背景技术：

现有技术中抑尘剂是由新型多功能高分子聚合物组合而成，聚合物中的交联度分子形成网状结构，分子间具有各种离子集团，由于电荷密度大，与离子之间产生较强的亲合力，并通过凝并，黏结等作用能迅速捕捉并将微粒粉尘牢牢吸附，干燥后能在粉尘表面固化成膜，因而具有很强的抑尘、防尘的作用，但是多功能高分子聚合物一般都为化学材料，且降解速度慢，生物材料是一种纯天然，成本低，环保的材料，运用生物材料制得的抑尘剂不仅易降解，而且效果优异，不仅发展了工业而且不损害环境，但传统的生物材料一般为秸秆，稻皮等的发酵产物，通过发酵植物材料得到的抑尘剂的防水性一般较差。

技术实现要素：

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供一种虫胶生物抑尘剂及其制备方法，其具有优异的防水性能，采用的昆虫提取物为天然的高分子聚合物，也易生物降解，对环境无影响。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物60-160份，山梨酸钠1-3份，羟甲基纤维素80-200份，粘合剂1-3份，40-95％wt酒精800-1000份。

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物。

优选的是，所述粘合剂由生物质原料制成，所述生物质原料包括木屑、玉米秸秆、棉花、酵母菌。

优选的是，所述粘合剂的制备方法如下，重量份计的木屑80份、玉米秸秆60份、棉花20份进行粉碎，搅拌混合均匀，得混合物，加入混合物总重量四分之一的去离子，加入混合物重量份0.1％的酵母菌，搅拌均匀，发酵3-5天，40-80℃下烘干混合物，得到粘合剂。

优选的是，昆虫提取物的具体制备方法中，采用了一种昆虫提取物制备机，包括：

第一壳体，其为下底面倾斜的圆柱状结构且竖直设置，所述第一壳体内壁上设有一水平的间隔板将所述第一壳体分隔成上部的收集室和下部的粉碎室，所述收集室的顶部设有竖直的暖光灯，以吸引昆虫，所述收集室的侧壁靠近端面的部分间隔均匀的设有四个通孔，所述分隔板中部开设有抽风孔，所述四个通孔与所述抽风孔通过透明的曲板连通，所述第一壳体底面的最低处开设有出料口；

喷液管，其弯设成环形且位于所述粉碎室和所述间隔板下板面的连接处，所述喷液管一端封闭，所述第一壳体侧壁上还有一贮液室，所述喷液管的另一端穿出所述第一壳体的侧壁与所述贮液室的底部连通，所述贮液室的最低面高于所述分隔板，所述贮液室内存放质量分数为3％的naoh溶液，所述喷液管向下的管壁上间隔均匀的设有多个喷液孔；

抽风机，其设置在所述粉碎室的侧壁上，所述粉碎室侧壁中部的位置设有进风孔，所述抽风机通过进风孔与所述粉碎室连通，所述进风孔处设置有200目的筛网；

转杆，其竖直设置且与所述粉碎室同轴，所述转杆下端穿出设置在所述第一壳体的底部的第一通孔与第一电机的输出轴同轴连接，所述转杆上间隔均匀设置有多个刀片和多个锤片，所述刀片和所述锤片沿转杆从上至下交替间隔设置，所述刀片为十字形刀片，所述锤片为长方形片状结构，所述锤片的短边与所述转杆同轴固接，多个锤片在转轴上从上至下沿螺旋线排列，且多个锤片在水平面上的投影均不重合；

第二壳体，其包括一体成型的圆筒状第一部分和圆锥状第二部分，所述第二壳体水平放置，所述第二壳体靠近圆形端面的上部曲壁与所述第一壳体的底部的出料口连通，用以承接第一壳体内收集粉碎的昆虫尸体，所述第二壳体与所述第一壳体连通处还设有一闸门，以密封出料口；

螺杆，其水平设置在所述第二壳体内，所述螺杆上绕设有螺片，所述螺杆的一端穿过设置在所述第二壳体圆形侧面上的电机通孔与挂设在所述第二壳体外壁的第二电机输出轴同轴连接，所述螺杆的另一端与所述圆锥的尖部转动连接；

液体收集室，其为上部敞口的长方体状壳体，且位于所述第一部分下部靠近第二部分的外壁处，所述第一部分与所述液体收集室相重合的侧壁面上设置有多个滤液孔，使液体流出；

加热组件，包括包设在所述第二部分外壁上的石棉网和石棉网内夹设的电加热丝，其中，所述第二部分靠近尖端处设有向下的收料口，所述第二部分朝上的锥面上开设有沿圆锥母线的长条状蒸汽出口，所述蒸汽出口处设置有过滤网，以仅供蒸汽散出。

本发明还提供了虫胶铁矿抑尘剂的制备方法，包括以下几个步骤：

s1、取重量份计的羟甲基纤维素80-200份、山梨酸钠1-3份、粘合剂1-3份混合均匀，加入其总重量份3倍的50％wt的乙醇溶液搅拌均匀，过滤得滤液，向过滤得到的滤液中加入上述重量份计的昆虫提取物，搅拌混合均匀得到抑尘剂组分a；

s2、将上述重量份的粘合剂在30-50℃的水浴条件下，用上述粘合剂重量份1.5倍的蒸馏水溶解，过滤，得到粘合剂溶液；

s3、将粘合剂溶液分成相等重量份的5等分，每次加入间隔5-10分钟，加入时需以200r/min的速度进行搅拌，分批将粘合剂溶液加入至抑尘剂组分a中，得到虫胶铁矿抑尘剂。

虫胶铁矿抑尘剂的使用方法，将所述虫胶铁矿抑尘剂与25％wt酒精溶液按照质量份数比1:3的比例进行稀释，将稀释后的生物降氮铁矿抑尘剂喷洒到铁矿堆的表面，按照每平方米喷洒150ml的比例，采用抑尘剂喷洒车进行喷洒抑尘。

本发明至少包括以下有益效果：

1、通过捕捉野外的昆虫作为原料，节约了成本，而且矿场多设置在荒郊野外，因此能够因地制宜的生产抑尘剂，将本装置放置在害虫多的位置，还能有效的杀灭害虫，不需要使用化学农药，不对环境造成过多的干扰；

2、将昆虫提取物与植物发酵产物结合作为铁矿抑尘剂的原料，通过一系列步骤得到防水性能优异的抑尘剂，昆虫提取物为天然的高分子聚合物，易生物降解，符合环保的要求；

3、利用昆虫的趋光性吸引昆虫，通过抽风机自动捕捉昆虫，将昆虫粉碎进而得到所需的昆虫提取物，采用自动化机器操作节省了人力物力，提高了生产效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明其中一种技术方案中昆虫提取物制备机结构示意图；

图2为本发明中一种技术方案中收集室通孔和抽风孔的连通方式示意图；

图3为本发明中另一种技术方案中收集室通孔和抽风孔的连通方式示意图；

图4为本发明中一种技术方案中收集室通孔和抽风孔的连通方式俯视图；

图5为本发明中一种技术方案中第二壳体第二部分的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得；在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

<实施例1>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物60份，山梨酸钠1份，羟甲基纤维素80份，粘合剂1份，40％wt酒精800份。

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物；

其中，粘合剂为淀粉、蛋白质、糊精、动物胶、皮胶、松香等其中的一种。

<实施例2>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物160份，山梨酸钠3份，羟甲基纤维素200份，粘合剂3份，95％wt酒精1000份。

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物；

其中，粘合剂为淀粉、蛋白质、糊精、动物胶、皮胶、松香等其中的一种。

<实施例3>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物80份，山梨酸钠2份，羟甲基纤维素160份，粘合剂2份，75％wt酒精880份；

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物；

其中，粘合剂为淀粉、蛋白质、糊精、动物胶、皮胶、松香等其中的一种。

<实施例4>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物80份，山梨酸钠2份，羟甲基纤维素160份，粘合剂2份，75％wt酒精880份；

粘合剂由生物质原料制成，所述生物质原料包括木屑、玉米秸秆、棉花、酵母菌；

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物。

<实施例5>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物80份，山梨酸钠2份，羟甲基纤维素160份，粘合剂2份，75％wt酒精880份；

粘合剂的制备方法如下，重量份计的木屑80份、玉米秸秆60份、棉花20份进行粉碎，搅拌混合均匀，得混合物，加入混合物总重量四分之一的去离子，加入混合物重量份0.1％的酵母菌，搅拌均匀，发酵3-5天，40-80℃下烘干混合物，得到粘合剂；

昆虫提取物的具体制备方法为：收集昆虫，粉碎，用3％wtnaoh水溶液在40℃下加热，搅拌，过滤，得滤渣，滤渣烘干，得到昆虫提取物。

<实施例6>

虫胶铁矿抑尘剂，包括以下重量份计的原料：昆虫提取物80份，山梨酸钠2份，羟甲基纤维素160份，粘合剂2份，75％wt酒精880份；

粘合剂的制备方法如下，重量份计的木屑80份、玉米秸秆60份、棉花20份进行粉碎，搅拌混合均匀，得混合物，加入混合物总重量四分之一的去离子，加入混合物重量份0.1％的酵母菌，搅拌均匀，发酵3-5天，40-80℃下烘干混合物，得到粘合剂；

昆虫提取物的制备，采用了一种昆虫提取物制备机，如图1-5所示，包括：

第一壳体1，其为下底面倾斜的圆柱状结构且竖直设置，所述第一壳体1内壁上设有一水平的间隔板17将所述第一壳体1分隔成上部的收集室和下部的粉碎室，所述收集室的顶部设有竖直的暖光灯2，以吸引昆虫，所述收集室的侧壁靠近端面的部分间隔均匀的设有四个通孔16，所述分隔板中部开设有抽风孔18，所述四个通孔16与所述抽风孔18通过透明的曲板连通，所述四个通孔16与所述抽风孔18连通的方式可以为两个小圆面朝下的相同透明圆台筒同轴套接且位于所述收集室内，所述两圆台套筒的大圆面的直径略小于所述第一壳体1的直径，所述两圆台套筒的大圆面之间的垂直距离比所述四个通孔16之间的距离略大，两圆台套筒将所述四个通孔16夹在两圆台套筒大圆面之间，下方的圆台套筒的小圆面与所述抽风孔18连通，使得所述四个通孔16与所述抽风孔18之间形成一个倒置的圆台状通道，如说明书附图2所示，在另一技术方案中，所述四个通孔16与所述抽风孔18的另一连通方式可以为所述四个通孔16与所述透明曲板形成四个透明管，所述四个透明管的倾斜设置，且其在所述第一壳体1内的延伸方向均朝向所述抽风孔18，且所述四个透明管均各自与所述抽风孔18连通后所述四个透明管的接触部分贯通连接，得到四个管状通道使得所述四个通孔16与所述抽风孔18连通，如说明书附图3-4所示，其中图3位所述四个透明管位置的立体图，图4为所述四个透明管的俯视图，第一壳体1底面的最低处开设有出料口；

喷液管4，其弯设成环形且位于所述粉碎室和所述间隔板17下板面的连接处，所述喷液管4一端封闭，所述第一壳体1侧壁上还有一贮液室3，所述喷液管4的另一端穿出所述第一壳体1的侧壁与所述贮液室3的底部连通，所述贮液室3的最低面高于所述分隔板，所述贮液室3内存放质量分数为3％的naoh溶液，所述喷液管4向下的管壁上间隔均匀的设有多个喷液孔；

抽风机5，其设置在所述粉碎室的侧壁上，所述粉碎室侧壁中部的位置设有进风孔，所述抽风机5通过进风孔与所述粉碎室连通，所述进风孔处设置有200目的筛网；

转杆8，其竖直设置且与所述粉碎室同轴，所述转杆8下端穿出设置在所述第一壳体1的底部的第一通孔与第一电机10的输出轴同轴连接，所述转杆8上间隔均匀设置有多个刀片6和多个锤片7，所述刀片6和所述锤片7沿转杆8从上至下交替间隔设置，所述刀片6为十字形刀片6，所述十字型刀片6类似现有技术中搅拌机的刀片6的形状的放大版，所述锤片7为长方形片状结构，所述锤片7的短边与所述转杆8同轴固接，多个锤片7在转轴上从上至下沿螺旋线排列，且多个锤片7在水平面上的投影均不重合；

第二壳体，其包括一体成型的圆筒状第一部分和圆锥状第二部分，所述第二壳体水平放置，所述第二壳体靠近圆形端面的上部曲壁与所述第一壳体1的底部的出料口连通，用以承接第一壳体1内收集粉碎的昆虫尸体，所述第二壳体与所述第一壳体1连通处还设有一闸门9，以密封出料口；

螺杆13，其水平设置在所述第二壳体内，所述螺杆13上绕设有螺片12，所述螺杆13的一端穿过设置在所述第二壳体圆形侧面上的电机通孔与挂设在所述第二壳体外壁的第二电机11输出轴同轴连接，所述螺杆13的另一端与所述圆锥的尖部转动连接；

液体收集室14，其为上部敞口的长方体状壳体，且位于所述第一部分下部靠近第二部分的外壁处，所述第一部分与所述液体收集室14相重合的侧壁面上设置有多个滤液孔，使液体流出；

加热组件，包括包设在所述第二部分外壁上的石棉网15和石棉网15内夹设的电加热丝，其中，所述第二部分靠近尖端处设有向下的收料口，所述第二部分朝上的锥面上开设有沿圆锥母线的长条状蒸汽出口20，所述蒸汽出口20处设置有过滤网，以仅供蒸汽散出；

使用方法为，夜晚时，首先关闭第二壳体与所述第一壳体1连通处的闸门9，以密封出料口，打开吸引昆虫的暖光灯2以及抽风机5，向贮液室3内倒入质量分数为3％的naoh溶液，打开第一电机10，利用昆虫的趋光性收集昆虫，待贮液室3内的无液体时，先打开第二电机11，再加热石棉网15内的加热丝，最后打开闸门9，放出带有昆虫尸体的混合液，进入第二壳体后，混合液在螺杆13及螺片12的带动下，转动除去液体，通过第二壳体的第二部分时烘干，最后通过设在第二壳体的收料口出料，得到烘干的昆虫提取物；

使用该技术方案，相比实施例5而言，一方面利用昆虫的趋光性吸引昆虫，通过抽风机5自动捕捉昆虫，将昆虫粉碎进而得到所需的昆虫提取物，采用自动化机器操作节省了人力物力，提高了生产效率，另一方面通过捕捉野外的昆虫作为原料，节约了成本，而且矿场多设置在荒郊野外，因此能够因地制宜的生产抑尘剂，将本装置放置在害虫多的位置，还能有效的杀灭害虫，不需要使用化学农药，不对环境造成过多的干扰，起到一举两得的效果。

<实施例7>

按照实施例6所述配方制备虫胶铁矿抑尘剂，具体制备方法为：

s1、取重量份计的羟甲基纤维素160份、山梨酸钠2份混合均匀，加入其总重量份3倍的75％wt的乙醇溶液搅拌均匀，过滤得滤液，向过滤得到的滤液中加入上述重量份计的昆虫提取物，搅拌混合均匀得到抑尘剂组分a；

s2、将2份重量份计的粘合剂在45℃的水浴条件下，用上述粘合剂重量份1.5倍的蒸馏水溶解，过滤，得到粘合剂溶液；

s3、将粘合剂溶液分成相等重量份的5等分，每次加入间隔5分钟，加入时需以200r/min的速度进行搅拌，分批将粘合剂溶液加入至抑尘剂组分a中，得到虫胶铁矿抑尘剂。

使用方法：

按照实施例7的方法进行制备得到虫胶铁矿抑尘剂，将所述虫胶铁矿抑尘剂与25％wt酒精溶液按照质量份数比1:3的比例进行稀释；

具体的喷洒方式为：

喷洒矿堆：

将稀释后的虫胶铁矿抑尘剂喷洒到铁矿堆的表面，按照每平方米铁矿堆喷洒150ml的比例，采用抑尘剂喷洒车进行喷洒抑尘。

喷洒后1个小时左右，可以明显观察到铁矿堆表面形成一层薄膜，将铁矿堆翻搅，发现铁矿堆表面以下8-10cm左右，铁矿粉均板结成块状，无粉末，且空气中无漂浮的铁矿粉，此外，若铁矿堆需要长期堆积，则仅需每一个月按照第一次喷洒的方式进行喷洒，喷洒一次即可。

喷洒过虫胶铁矿抑尘剂的铁矿表面形成的薄膜能有效阻挡空气中的氧气对铁矿粉的侵蚀，使铁矿粉聚合成团，当铁矿堆很高时，可以先向铁矿堆喷洒自来水，按照每平方米铁矿堆300ml的比例进行喷洒，再喷洒实施例7所制备的虫胶铁矿抑尘剂的稀释液，得到的铁矿堆表面以下14-16cm处为微湿润的状态，0cm-14cm左右处为板结块状，显示出良好的固化效果，达到优异的抑尘效果。

喷洒铁矿粉料：

将稀释后的虫胶铁矿抑尘剂与铁矿粉进行翻拌，按照每1kg铁矿粉喷洒100ml虫胶铁矿抑尘剂稀释液，不停搅拌30min，得到铁矿板结块状物。

降氮的效果及原理：

由于本发明抑尘的原理是因为本发明的虫胶铁矿抑尘剂为新型多功能高分子聚合物，聚合物中的交联度分子形成网状结构，分子间具有各种离子集团，由于电荷密度大，与离子之间产生较强的亲合力，并通过凝并，黏结等作用能迅速捕捉并将带电子的铁矿粉末牢牢吸附，干燥后能在铁矿粉表面固化成膜，因而具有很强的抑尘、防尘的作用，对于煤炭堆的抑尘而言，由于煤炭粉尘之间的极性没有铁矿粉大，因此本发明抑尘剂对于铁矿粉的抑尘效果远远大于煤炭等其他粉尘。

<对比例>

制备原料包括农作物秸秆、变性淀粉、微生物菌剂、辅料、水，其质量分数比例为5:2:0.6:0.1:300。将农作物秸秆与变性淀粉超声搅拌混合，混匀后得到粉体a；使用时按上述质量比将粉体a投入常温水中并超声搅拌，搅拌均匀后投入微生物菌剂及辅料，密封发酵3-5天，即可得到产品。

<铁矿抑尘剂粘附性能测试>

1、粘度测定

取5ml制备好的试剂，在25℃下用ndj-7型旋转粘度计进行测定。

2、成膜时间的测定

按照gbt13477.5-2002进行测试，并记录成膜时间。

3、表面张力的测定

采用瑞士kruss公司生产的kruss程序界面张力仪，用吊片法恒温25℃测试各种溶液的表面张力。

4、防水性的测定

将待测抑尘剂等量喷洒在相同质量的不同矿堆上，通过湿度传感器测抑尘剂成膜下的相对湿度。

表1

通过检测实施例1-7和对比例的相关数据可知，实施例1-7的以抑尘剂在粘度、成膜时间、表面张力以及防水性测试中，均优于对比例，其中实施例6的各方面数据为最优；综上，由于昆虫的尸体中含有大量的甲壳素，而甲壳素是一种天然高聚物，且其防水性能优异，通过从昆虫尸体粗提取甲壳素，然后辅以发酵生物粘合剂，得到了具有优异防水效果的抑尘剂，且其抑尘性能丝毫不逊色于现有的生物发酵抑尘剂。

<生物降解性能测试>

1、试验方法：gb/t21856-2008化学品快速降解性二氧化碳产生实验。

2、实验材料：

样品：实施例6、对比例的铁矿抑尘剂。

接种物：取相同地方的不通地表0-10cm处土壤，土样经混匀、除杂后，用去离子水

浸泡取上清液。

3、实验结果：计算30天生物降解率为：

表2

由于实施例6为上述实施例中最优的一组，因此仅以实施例6为代表和对比例进行对比，其他实施例因此不作赘述，由表2可以看到，采用昆虫提取物制得的抑尘剂与植物发酵产物制备的抑尘剂在生物降解率方面相当，均具有较高的生物降解率。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。