本发明涉及环保抑尘技术领域，特别是涉及一种抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂及其制备方法，尤其适用于治理包括矿粉类产品运输抑尘及矿粉料堆、裸露地面的粉尘抑制。
背景技术：
在铁路散煤的运输过程中，由于运煤列车前行的速度及风力作用，其表面的煤粉颗粒很容易被吹离车体，这样既造成了煤炭资源的浪费与货主的经济损失，又污染了铁路沿线环境，尤其在客货混跑的铁路线上，扬起的煤粉颗粒还会对客运列车乘客的健康构成严重威胁。据了解，目前铁路散煤的运输量占整个铁路货运量的40％，所以抑制铁路散煤运输过程中的扬尘至关重要。
同时，包括煤堆在内所有矿粉类物质在有风时也会产生粉尘，还有建筑工地等裸露地面也会在刮风时产生扬尘。目前通常采用在其表面喷洒水以起到抑尘作用，但在气温高、风速大以及空气干燥的时候，水分很快就会挥发掉，起不到抑制粉尘的作用。在这种情况下，在其表面喷洒抑尘剂可以使这些物质的表层细小的颗粒粘结成一层有一定强度的结壳层，这种结壳层可以在有风时不产生扬尘。
采用类似性能的化学粘结剂也可以起到抑尘作用，但目前所采用的抑尘剂多是是化石原料的产品，属于不可再生资源。所以，开发一种主要成分以可再生资源产物及其经过物理改性而得到的抑尘剂产品，进行矿粉及裸露地面粉尘的抑制具有重要意义。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种可完全生物降解对环境无害的抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂及其制备方法，以解决散装矿粉(包括煤炭)、矿粉料堆、裸露地面等领域产生扬尘环保性抑尘剂，且抑尘剂本身可完全生物降解，对环境没有任何伤害，属环境友好型制剂。
为实现上述目的，本发明提供了一种抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂，包括质量比为1:(30～150)的抑尘粉料与水，所述抑尘粉料包括5～45重量份的成胶剂、5～55重量份的辅料以及占抑尘粉料总质量2～18‰的食品级防腐剂，所述成胶剂包括田菁胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、乳胶粉、麦芽糖糊精、瓜尔胶、黄原胶中的一种或多种，所述辅料为玉米预糊化淀粉。
优选地，所述玉米预糊化淀粉在40～80目粒径范围内的比例大于或等于60％。
优选地，在所述抑尘粉料中，成胶剂为10～35重量份，辅料为5～40重量份。
本发明的另一目的在于提供一种抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂制备方法，包括如下步骤：
a、将5～45重量份的成胶剂和5～55重量份的辅料混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料，其中所述成胶剂包括田菁胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、乳胶粉、麦芽糖糊精、瓜尔胶、黄原胶中的一种或多种，所述辅料为玉米预糊化淀粉；
b、将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:(30～150)，并搅拌至少40分钟以上制得抑尘剂。
优选地，所述玉米预糊化淀粉在40～80目粒径范围内的比例大于或等于60％。
优选地，在所述抑尘粉料中，成胶剂为10～35重量份，辅料为5～40重量份。
基于上述技术方案，本发明的优点是：
本发明通过变性淀粉的合理搭配使其具有如下特点：无毒、无腐蚀性、可生物降解，使用后对矿粉无不良影响，使用在裸露地面不影响植物生长；可冷水稀释，使用方便；稀释比例高，可用水稀释100倍以上；与矿粉(包括煤炭)粘结力强、抗风蚀抑尘效果好；抑尘剂溶液粘度低，喷洒需要的动力小；配制后的抑尘剂溶液稳定性好、不易分层；使用成本低，抑尘剂本身的生产原料易得，价格低廉。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂，包括质量比为1:(30～150)的抑尘粉料与水，所述抑尘粉料包括5～45重量份的成胶剂、5～55重量份的辅料以及占抑尘粉料总质量2～18‰的食品级防腐剂，所述成胶剂包括田菁胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、乳胶粉、麦芽糖糊精、瓜尔胶、黄原胶中的一种或多种，所述辅料为玉米预糊化淀粉。
优选地，所述玉米预糊化淀粉在40～80目粒径范围内的比例大于或等于60％。优选地，在所述抑尘粉料中，成胶剂为10～35重量份，辅料为5～40重量份。
所述抑尘粉料中辅料还可以包括30～40重量份的木薯预糊化淀粉、腐殖酸钠、葡萄糖、腐殖酸、凹凸棒、硅藻土中的一种或多种，其中木薯预糊化淀粉在30～90目的粒径范围内的比例大于或等于60％。或着所述抑尘粉料中辅料还可以包括10～20重量份的马铃薯预糊化淀粉。
本发明通过变性淀粉的合理搭配使其具有如下特点：无毒、无腐蚀性、可生物降解，使用后对矿粉无不良影响，使用在裸露地面不影响植物生长；可冷水稀释，使用方便；稀释比例高，可用水稀释100倍以上；与矿粉(包括煤炭)粘结力强、抗风蚀抑尘效果好；抑尘剂溶液粘度低，喷洒需要的动力小；配制后的抑尘剂溶液稳定性好、不易分层；使用成本低，抑尘剂本身的生产原料易得，价格低廉。
本发明的还提供了一种抑制矿粉及裸露地面粉尘的抑尘剂制备方法，包括如下步骤：
a、将5～45重量份的成胶剂和5～55重量份的辅料混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料，其中所述成胶剂包括田菁胶、羧甲基纤维素、聚丙烯酰胺、乳胶粉、麦芽糖糊精、瓜尔胶、黄原胶中的一种或多种，所述辅料为玉米预糊化淀粉；
b、将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:(30～150)，并搅拌至少40分钟以上制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
优选地，所述玉米预糊化淀粉在40～80目粒径范围内的比例大于或等于60％。优选地，在所述抑尘粉料中，成胶剂为10～35重量份，辅料为5～40重量份。
采用本发明的制备方法制备的抑尘剂溶液至少72小时不出现明显分层现象，完全符合铁路总公司tb/t3210-02009如下所述部分指标：
抑尘剂外观：色泽透明、乳白或浅色的无可见机械杂质及无明显刺激性的液体；
抑尘剂密度：20℃下1～1.1g/m3；
抑尘剂黏度：25℃下＞5mpa*s；
抑尘剂酸碱度：ph值6～8；
抑尘剂闪点：＞61℃；
皮肤刺激度：＜2.0；
抑尘剂甲醛含量：≤5；
风蚀率：小于1％；
固化层厚度：大于10mm；
经口毒性试验：≥60.0ml/kgbw；
对煤炭的高低位发热量的减少量均要≤0.1；
喷洒后形成的固化层厚度不小于10mm，喷洒量不少于2.2l/m2，均匀喷洒，且喷洒后不遮盖车辆标记。
抑尘效果测试采用风蚀率进行测定，测试方法是将定量的煤渣(10-30目)喷洒抑尘剂溶液，完全干燥后在30米/秒的风洞中进行测试，然后再次进行称重，经过风洞后损失的煤渣重量除以抑尘前段煤渣这重量即为风蚀率。
实施例1
将5重量份的田菁胶和55重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:30，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒在煤粉上，形成的固化层厚度大于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例2
将5重量份的田菁胶和55重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:150，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例3
将45重量份的田菁胶和5重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:150，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例4
将10重量份的田菁胶和40重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例5
将35重量份的田菁胶和5重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例6
将25重量份的田菁胶和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例7
将25重量份的羧甲基纤维素和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例8
将10重量份的田菁胶、15重量份的羧甲基纤维素和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例9
将25重量份的麦芽糖糊精和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例10
将10重量份的麦芽糖糊精、15重量份的黄原胶和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例11
将10重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的麦芽糖糊精、10重量份的黄原胶和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例12
将10重量份的田菁胶、5重量份的羧甲基纤维素、5重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的乳胶粉和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例13
将5重量份的田菁胶、5重量份的羧甲基纤维素、5重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的乳胶粉、5重量份的麦芽糖糊精和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例14
将5重量份的田菁胶、5重量份的羧甲基纤维素、5重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的乳胶粉、5重量份的麦芽糖糊精、5重量份的瓜尔胶和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
实施例15
将5重量份的田菁胶、5重量份的羧甲基纤维素、5重量份的聚丙烯酰胺、5重量份的乳胶粉、5重量份的麦芽糖糊精、5重量份的瓜尔胶、5重量份的黄原胶和30重量份的玉米预糊化淀粉混合均匀，同时添加2～18‰的食品级防腐剂，制得抑尘粉料；将抑尘粉料通过胶体磨与水混合均匀，其中抑尘粉料与水的质量比为1:90，并搅拌40分钟制得抑尘剂，用液体输送设备将配制好的抑尘剂溶液输送至储夜罐备用。
将制得的抑尘剂喷洒量不少于2.2l/m2均匀喷洒，形成的固化层厚度大于或等于10mm，抑尘剂喷洒后不遮盖车辆标记。经测定，本实施例中抑尘剂溶液的风蚀率小于10％。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。