[發(fā)明專利]一種環(huán)保型礦粉抑塵劑及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211714901.8
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116285898A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 霍二福;王延花;王柏楠;馮明;程偉琴;王攀峰;汪心想;楊鵬飛;戚祥;路朝陽;王毅楠;張彥昌;張辰;劉琛;胡玫;張羨;王宏力
• 申請（專利權(quán)）人: 河南省化工研究所有限責(zé)任公司;河南省科學(xué)院
• 主分類號: C09K3/22
• 分類號: C09K3/22
• 代理公司: 北京知元同創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11535
• 代理人: 梁田

本發(fā)明提供了一種環(huán)保型礦粉抑塵劑及其制備方法，包括：對皂莢糖膠和/或亞麻籽膠進行復(fù)合改性以引入了磺乙基基團和羧甲基基團；復(fù)合改性后的皂莢糖膠和/或亞麻籽膠與預(yù)糊化淀粉混合或者不與預(yù)糊化淀粉混合，得到環(huán)保型礦粉抑塵劑。本發(fā)明采用皂莢糖膠和/或亞麻籽膠在乙醇中反應(yīng)，反應(yīng)效率和均勻性好，在皂莢糖膠或亞麻籽膠分子上引入了磺乙基基團和羧甲基基團，增加了其粘度，提高了水溶速度、成膜后強度和韌性。采用復(fù)合改性的皂莢糖膠、亞麻籽膠為成膜劑和粘結(jié)劑，解決了目前現(xiàn)用礦粉抑塵劑制備方法復(fù)雜，使用過程中出現(xiàn)的結(jié)殼層強度和韌性差、難自然降解，環(huán)境污染等問題，解決傳統(tǒng)礦粉抑塵過程中產(chǎn)生污染問題，提升和改善生態(tài)環(huán)境。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于礦粉抑塵技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型環(huán)保礦粉抑塵劑及其制備方法。

背景技術(shù)

鋼鐵工業(yè)是我國工業(yè)體系的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，在國民經(jīng)濟發(fā)展中起著舉足輕重的作用，2021年中國鐵礦石開采量約為3.6億噸，全球第三名，而我國的鐵礦石進口量更高，2021年高達11.24億噸，穩(wěn)居全球各國之首。鐵礦石作為鋼鐵冶煉的最基本原材料，我國鐵礦石主要分布在東北和華北地區(qū)，而鋼鐵企業(yè)較多集中華北、華東、華南地區(qū)，鐵礦石在國內(nèi)產(chǎn)需分布不均勻和大量的進口量必然會導(dǎo)致大量的鐵礦粉長途運輸。

由于鐵路運輸具有速度快、運量大、成本低、受天氣影響小等優(yōu)點，因此成為礦粉運輸?shù)闹饕緩健Ｔ阼F路礦粉運輸過程中，由于路基、道岔和路軌設(shè)施造成的顛簸或經(jīng)過隧道時產(chǎn)生的“活塞風(fēng)”而形成瞬間強大的擾動氣流，使礦粉、礦粒飛落，產(chǎn)生大量粉塵污染和運輸安全等問題，嚴重污染沿線環(huán)境，對周邊城市的空氣環(huán)境構(gòu)成了嚴重威脅，同時帶來了巨大的經(jīng)濟損失。針對鐵礦粉在儲運過程中造成的粉塵污染和資源浪費問題，目前比較實用和新穎的方法是化學(xué)抑塵劑法，通過噴灑礦粉抑塵劑，在礦粉表面形成一層厚度大于10mm結(jié)殼層，由此使得列車行駛中結(jié)殼層不會剝離，很好地抑制了礦粉、礦粒的飛落，起到很好的抑塵效果。該方法施工簡單、效果好、省時省工，成本低、容易實施，是一種很好地解決礦粉、礦粒飛落的方法。

化學(xué)礦粉抑塵劑噴灑于礦粉表面，迅速滲入到礦粉中形成一定厚度(10～20mm)的結(jié)殼層，防止礦粉、礦粒的飛落，雖然起到較好的抑塵效果，但是存在制備工藝復(fù)雜、結(jié)殼層強度和韌性差、難降解、環(huán)境污染等缺點，在一定程度上限制了化學(xué)礦粉抑塵劑的應(yīng)用。因此，開發(fā)出一種能解決上述問題的新型環(huán)保礦粉抑塵劑具有重要意義。

與化學(xué)礦粉抑塵劑相比，新型環(huán)保礦粉抑塵劑因其使用天然可降解的原材料，性能好、無污染,制備工藝簡單，資源與能源的消耗低，具有生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性與相容性，所以具有更大的實用性與發(fā)展推廣潛力。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種環(huán)保型礦粉抑塵劑及其制備方法，通過對皂莢糖膠和亞麻籽膠復(fù)合改性，提高了冷水速溶和全溶性能。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種環(huán)保型礦粉抑塵劑的制備方法，包括：對皂莢糖膠和/或亞麻籽膠進行復(fù)合改性以在皂莢糖膠和/或亞麻籽膠分子上分別引入了磺乙基基團和羧甲基基團；復(fù)合改性后的皂莢糖膠和/或亞麻籽膠與預(yù)糊化淀粉混合或者不與預(yù)糊化淀粉混合，得到所述環(huán)保型礦粉抑塵劑。

在本發(fā)明一個實施方式中，對皂莢糖膠和/或亞麻籽膠進行復(fù)合改性的步驟包括：

S1：漿乳配制：將皂莢糖膠和/或亞麻籽膠加入醇類溶劑中，攪拌制備漿乳；

S2：磺乙基化反應(yīng)：向所述步驟S1中制備得到的漿乳中加入堿，調(diào)節(jié)漿乳pH為11-13，升溫至一定溫度反應(yīng)；再加入磺乙基化試劑，繼續(xù)升溫反應(yīng)；

S3：羧甲基化反應(yīng)：所述步驟S2中的磺乙基化反應(yīng)結(jié)束后，繼續(xù)加入羧甲基化試劑，加熱至一定溫度反應(yīng)；反應(yīng)結(jié)束后自然冷卻，用酸調(diào)節(jié)至pH為7-8，制備得到磺乙基化和羧甲基化產(chǎn)物混合液；

S4：后處理：將磺乙基化和羧甲基化產(chǎn)物混合液濃縮、離心分離、乙醇洗滌，干燥，再經(jīng)粉碎、過篩，得到羧甲基-磺乙基復(fù)合改性產(chǎn)物。