[发明专利]一种防治露天煤扬尘的环保制剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及防治煤矿露天开采、储存、运输过程中煤扬尘的技术领域。具体涉及 一种可使土壤、煤渣等细小颗粒物质团聚或板结的环保制剂及其制备方法。

背景技术

我国拥有丰富的煤矿资源，如新疆、山西、内蒙古等地，其中新疆已探明储量16210 亿吨，占全国总储煤量的30％以上。随着社会经济的发展，我国对煤资源需求日益增 大，煤矿的开采规模大幅增长。使在煤矿露天开采、储存、运输过程的扬尘造成的环 境污染和经济损失不容忽视。特别是我国新疆、内蒙古地区的气候干燥、雨水少、风 大，矿区周围的植被少，露天煤矿扬尘和运输过程扬尘造成的危害就更加严重。不仅 严重影响了煤矿工人的健康、大气环境以及周边居民的生活，还造成了巨大的经济损 失。其中仅散煤运输这一过程就会造成煤炭损失0.3％-0.6％，带来的直接经济损失可 达到数十甚至数百亿元。运输过程的扬尘不仅造成了煤量的损失，也使煤尘污染的范 围进一步加大了，在涡流影响下吹起的大量煤尘甚至会滞留在隧道中，带来了严重的 安全隐患。

针对这些问题，大多数煤矿都会采取洒水的方式防止烟尘飞扬，但水蒸发较快， 只能短时间改善扬尘现象，而且煤矿周围的尘土主要成分是小颗粒的煤渣，煤渣本身 保水性能低于土壤，因此，简单地洒水抑制煤尘飞扬是没有效果的。另外，针对散煤 运输过程，抑制扬尘的方式主要有三种：第一、加盖法，给每节车厢加盖抑制煤尘飞 扬，但成本高，有效负载低，给装卸过程带来了麻烦。第二、篷布遮盖法，加盖的过 程需人工进行，影响了铁路运输的效率也增加了成本。第三，洒水法，与煤矿周边洒 水一样，很难达到较理想的效果，同时还浪费了水资源。因此，开发一种有效抑制扬 尘的方法成为一项具有重要意义的研究。

目前，一些相关方面的研究取得了一定进展。主要包括抑制扬尘、土壤固定、散 煤运输封尘等多个方面。例如，专利申请号：200710063294.2，专利名称为一种煤炭 表层固化剂及制备方法，该专利利用聚乙烯醇、高锰酸钾、淀粉、硼砂、烧碱等成分， 利用改性、氧化、交联等反应方式制备出一种固定剂，喷洒在煤炭表面使其形成固定 层，可起到一定抑制扬尘的作用。专利申请号：200710306831.1，将所用试剂减少到4 种，但同样须在反应釜中高温反应，制作工艺较复杂。还有一些类似的专利，但一般 都成分复杂，需要通过一定的化学反应，而且多数专利要用到强碱或有腐蚀物质，可 能会对环境造成一定影响。

本发明利用天然矿物质、高分子化合物和生物材料为原料制备一种能使微小煤粉 尘及颗粒团聚或板结的制剂，用水配制一定浓度，采用喷洒的方式，可使煤渣或土壤 等小颗粒物质板结，有效降低煤矿露天开采、加工、储存及煤运输过程中的扬尘现象。 实际应用时，可使用普通洒水车。另外，本发明所用的原料均为无毒或可降解环境友 好型材料，还具有一定的保水功能，有利于改善周边植被的生长状况。

发明内容

本发明的目的在于制备一种环境友好型制剂，该制剂通过喷洒的方式，可将露天 土壤、煤渣等颗粒团聚或板结，有效降低煤矿露天开采、储存、运输过程中扬尘的现 象。

本发明设计利用天然矿物质、高分子和生物材料为原料制备制剂，具有无毒和可 降解、环境友好等特性。其关键在于利用三种组分在固体颗粒间粘附过程中的相互强 化作用，配制出具有良好效果的溶液制剂，使土壤和煤渣颗粒团聚或板结，实验发现 任意单一组分或两种组分的效果都不如三种组分按一定比例协同的效果好。其主要成 分用量(质量体积比)及作用性质如下：

水玻璃(硅酸钠)：0.25％-5.0％，具有粘附作用，对某些成分起到粘结作用。

PVA(聚乙烯醇)：0.25％-5.0％，高分子化合物，本身的成型效果好，经溶解后再 凝结可改变形状，同时有表面活性剂的作用。

聚天冬氨酸：0.05％-5.0％，生物材料，具有很好的保水剂，使颗粒之间聚集。

一种防治露天煤矿扬尘的环保制的制备方法：

(1)将聚乙烯醇(固体)在80-100摄氏度的水域中溶解至一定浓度。

(2)将固体硅酸钠颗粒加入水中溶解至一定浓度。

(3)在硅酸钠溶液中加入一定量聚天冬氨酸溶解，最后与聚乙烯醇溶液按照一定 比例混合，既得到本发明制剂。

本发明的特点是：