本发明属于环境污染治理技术领域，具体涉及一种绿色高效矿山路面抑尘剂及其制备方法。
背景技术：
露天矿采场道路多由碎石和砂土构成，在露天开采过程中，由于大型剥离、采矿、装卸和运输设备的使用，路表面聚集大量细颗粒粉尘，这些粉尘颗粒之间相互作用力小，在自然风或汽车行驶时会扬起大量粉尘，特别是大型运输车在采场路面行驶。路面扬尘不仅造成全矿粉尘污染，恶化采场空气质量，诱发尘肺病，而且高浓度粉尘会影响汽车的运输能力和采场各类机械设备的效率，加速大型设备运转部件的磨损，增加动力消耗。因此，采取相关技术措施控制露天矿山路面扬尘，降低其对矿山环境空气质量的影响，是当下矿山开采过程必须应对的问题。
露天矿山运输路面抑制扬尘的传统方法是洒水，这种方法需要消耗大量的水资源和能耗，而且抑尘时间短，缺乏高效性。采用抑尘剂控制路面扬尘是露天矿山运输路面抑尘的发展趋势，虽然城市路面抑尘剂在市面已有产品，但是针对高粉尘浓度的露天矿山相关抑尘剂研究相对较少，特别是满足无卤型、腐蚀性小、可适应冬季环境、降解型、多功能型、绿色环保等要求的抑尘剂。公开号为cn1468930a的专利“生态型路面抑尘剂”中介绍了一种可用在矿山的抑尘剂，但是其抑尘剂润湿性较差，抑尘有效时间较低；公开号为cn104355984b的专利“醋酸钙镁的制备工艺和应用”中介绍了一种无卤醋酸钙镁溶抑尘剂中的应用，但是其保湿性较差，而且配方并不绿色环保，会造成二次污染。
因此，有必要开发一种绿色高效矿山路面抑尘剂及制备方法。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的之一是提供一种绿色高效矿山路面抑尘剂，为了解决现有露天矿山运输路面抑尘剂存在润湿性较差、抑尘时间短、对土壤污染严重的问题；本发明的目的之二是提供一种绿色高效矿山路面抑尘剂的制备方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐15％～30％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.1％～0.3％，腰果酚基甜菜碱0.01％～0.15％，甘油0.2％～1％，余量为去离子水。
进一步，所述绿色高效矿山路面抑尘剂包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐20％～30％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.2％～0.25％，腰果酚基甜菜碱0.01％～0.1％，甘油0.4％～0.8％，余量为去离子水。
进一步，所述绿色高效矿山路面抑尘剂包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐25％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.25％，腰果酚基甜菜碱0.06％，甘油0.6％，余量为去离子水。
进一步，所述乳酸钙镁盐按质量百分数计，包括20％～80％的乳酸钙，余量为乳酸镁。
进一步，所述木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物的合成方法为：按质量百分数计，以20％木质素磺酸钙、45％丙烯酸、14％丙烯酰胺、0.5％n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5％过硫酸钾、20％氢氧化钠为原料，分别进行中和度调节，交联反应和聚合反应，即得到木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸-丙烯酰胺复合物。
进一步，在70℃条件下先交联反应1h，再聚合反应1.5h，最后在80℃下干燥24h。
进一步，所述腰果酚基甜菜碱的合成方法为：第一步：以腰果酚缩水甘油醚、二乙胺为原料，乙醇为溶剂，在45℃下搅拌5h，反应结束后，过滤掉盐、蒸除多余二乙胺和溶剂，得到中间体腰果酚叔胺；第二步：将中间体腰果酚叔胺缓慢加入氯乙酸钠溶液中，在80℃下季铵化反应24h，得到腰果酚基甜菜碱表面活性剂；其中，所述腰果酚缩水甘油醚与二乙胺的添加量按摩尔比为1:2.5；所述中间体腰果酚叔胺与氯乙酸钠的添加量按摩尔比为1:1.5。
上述绿色高效矿山路面抑尘剂采用如下方法制得：
(1)将去离子水和木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物加入搅拌罐中，搅拌至混合均匀，得到混合物a；
(2)向混合物a中分别加入上述乳酸钙镁盐、腰果酚基甜菜碱和甘油，搅拌至完全溶解后，静置60～90min，即得到绿色高效矿山路面抑尘剂。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明提供的抑尘剂组分中的乳酸钙镁盐，能增加抑尘剂溶液对路面粉尘的渗透性，保持土壤湿润，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸-丙烯酰胺复合物使细小粉尘颗粒凝并在一起，增大粉尘颗粒，同时其具有较好的吸水保湿性，与表面活性剂腰果酚基甜菜碱复合使用，降尘效率可达98％，有效抑尘时间超过10天，抑尘具有较好的高效性；此外原料均是生物质衍生物，具有生物可降解性，对环境无毒无害；因此本发明提供的抑尘剂是一种绿色环保型抑尘剂，经济效益和社会效益显著。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明方法进行详细说明。
一、制备绿色高效矿山路面抑尘剂
实施例1
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐25％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.25％，腰果酚基甜菜碱0.06％，甘油0.6％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括20％的乳酸钙和80％的乳酸镁。
上述绿色高效矿山路面抑尘剂的制备方法为：
(1)将去离子水和木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物加入搅拌罐中，搅拌至混合均匀，得到混合物a；
(2)向混合物a中分别加入上述乳酸钙镁盐、腰果酚基甜菜碱和甘油，搅拌至完全溶解后，静置60～90min，即得到绿色高效矿山路面抑尘剂。
实施例2
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐15％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.1％，腰果酚基甜菜碱0.01％，甘油0.2％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括80％的乳酸钙和20％的乳酸镁。
实施例3
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐30％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.3％，腰果酚基甜菜碱0.15％，甘油1％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括50％的乳酸钙和50％的乳酸镁。
实施例4
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐20％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.2％，腰果酚基甜菜碱0.01％，甘油0.4％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括40％的乳酸钙和60％的乳酸镁。
实施例5
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐30％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.25％，腰果酚基甜菜碱0.1％，甘油0.8％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括60％的乳酸钙和40％的乳酸镁。
实施例6
一种绿色高效矿山路面抑尘剂，包括如下质量百分数的组分：乳酸钙镁盐27％，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物0.15％，腰果酚基甜菜碱0.12％，甘油0.7％，余量为去离子水。
其中，乳酸钙镁盐，以质量百分数计，包括70％的乳酸钙和30％的乳酸镁。
其中，实施例1-6中，木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物的合成方法为：按质量百分数计，按质量百分数计，以20％木质素磺酸钙、45％丙烯酸、14％丙烯酰胺、0.5％引发剂n,n-亚甲基双丙烯酰胺、0.5％交联剂过硫酸钾、20％中和剂氢氧化钠为原料，先采用氢氧化钠对溶液进行中和度调节，降低溶液的酸度，之后在70℃条件下先交联反应1h，再聚合反应1.5h，最后在80℃下干燥24h，即得到木质素磺酸钙接枝聚丙烯酸/丙烯酰胺复合物。其中，n,n-亚甲基双丙烯酰胺作为引发剂，过硫酸钾作为交联剂，氢氧化钠作为中和剂。
其中，所述腰果酚基甜菜碱的合成方法为：第一步：以腰果酚缩水甘油醚、二乙胺为原料，乙醇为溶剂，在45℃下搅拌5h，反应结束后，过滤掉盐、蒸除多余二乙胺和溶剂，得到中间体腰果酚叔胺；第二步：将中间体腰果酚叔胺缓慢加入氯乙酸钠溶液中，在80℃下季铵化反应24h，得到腰果酚基甜菜碱表面活性剂；其中，腰果酚缩水甘油醚与二乙胺的添加量按摩尔比为1:2.5；中间体腰果酚叔胺与氯乙酸钠的添加量按摩尔比为1:1.5。
实施例2-6的绿色高效矿山路面抑尘剂的制备方法与实施例1的制备方法相同，仅各组分的用量不同。
二、现场试验
在某露天石灰石矿山进行工业试验，在矿岩运输路面选取一段长度为10km、宽度为15m的路面为试验对象(分成10段，每段1km，分别作为实施例1～6和抑尘剂为清水的试验对象)，运输路面由碎石和土质为主，浮层厚度约为30～35mm；矿岩运输车辆为30吨的重型汽车，车流量为15辆/h；采用5吨的洒水车对试验对象路面分别喷晒实施例1～6中制备的抑尘剂和清水(对照例)。喷晒前，未改变试验对象原来的路面概况；喷洒过程中每段路面喷晒均匀，尽量保持单位面积的喷晒量一致；在同样的试验条件下，检测喷晒抑尘剂后每段路面的抑尘效果，比与喷晒水后的路面抑尘效果做对比。测试所有实施例中抑尘剂的抑尘性能，结果如表1。
表1为采用本发明制备的抑尘剂和对照例(清水作为抑尘剂)的抑尘效果对比
备注：表中抑尘性能测试皆采用常规测试方法，测试风蚀率时，风速为30m/s。
从上表可知，本发明提供的抑尘剂对路面杨尘具有显著的抑制作用，能够高效降低路面粉尘浓度，同时抑尘周期维持在8天以上。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。