露天礦路面抑塵技術的研究

1 論題的提出

在露天礦生產(chǎn)中，會產(chǎn)生大量的粉塵，其中汽車路面揚塵占露天礦總揚塵量的90%以上。大量的粉塵不僅損害人體健康、影響植物生長及生態(tài)平衡，還會造成很大的經(jīng)濟損失。目前，一些先進的國家已研制出有效的汽車路面抑塵劑，如蘇聯(lián)的((( ( (，美國的Coherex和英國的Dust-A-Tac等，它們的共同特點是：抑塵效果好，抑塵有效期均在10天以上；采用化學試劑配方；使用天然聚合物和樹脂或石油工業(yè)副產(chǎn)品作為原材料，來源廣泛，價格便宜；無毒、無害、無腐蝕性。

我國在這項技術方面的研究比較落后，現(xiàn)在大部分礦山仍然采用最原始也是最落后的抑塵法──灑水抑塵。國內(nèi)有些研究單位雖然已研制出化學藥劑抑塵劑，但有些性能還不理想，例如，使用時出現(xiàn)板結、打滑現(xiàn)象，抗凍性通病左，價格較高，難以推廣使用。

為了填補國內(nèi)空白，筆者在北京科技大學讀研究生期間參與了露天礦路面抑塵技術的研究課題，與其他同志共同研制出化學藥劑抑塵劑CDR。

2 抑塵劑抑塵機理的研究

抑塵劑具有以下功能：吸濕作用、凝并作用、保濕作用和滲透作用。抑塵劑藥劑由基料和助劑構成。基料的作用以吸濕性為主，助劑主要是彌補基料的不足，增強抑塵性能，它由三類物質組成：凝并劑、保濕劑和滲透劑。凝并劑一般為高分子物質，它具有較長的分子鏈，通過“搭撟”的方式把多個粉塵質點連接在一起，以增加粉塵粒徑，減少粉塵分散度，使粉塵不易揚起；保濕劑是為了在含濕粉塵外表覆蓋一層薄膜，以阻擋和減緩水分子逃逸到空氣中，保證粉塵具有一定的含水量；滲透劑能夠降低固、液界面的表面張力，使粉塵易于被抑塵劑乳液潤濕。

3 抑塵劑的實驗研究

本課題的研究方法以實驗為主，實驗分為實驗室實驗和道路模擬試驗。實驗的關鍵一是藥劑的選擇，二是各類藥劑的濃度配比。

通過綜合考察有機和無機吸濕劑的各方面性能，如溶解度、黏度以及價格等。我們選擇氯化鈣和氯化鎂作為抑塵劑的基料，選用的助劑都屬于表面活性物質。

本實驗采用正交實驗方法對各類藥劑的濃度進行配比實驗，實驗結果采用直接分析和綜合分析兩種方法，通過幾輪實驗，得出了實驗室優(yōu)良配方：氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.05%，保濕劑為1.0%。

在實驗室配方的基礎上，通過進一步的理論分析，本著高效、低成本的原則，我們對配方進行了改進，并用于露天礦道路模擬試驗，得出了抑塵劑優(yōu)良配方：配方，其氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.1%，保濕劑為1.0%，配方，其氯化鈣和氯化鎂濃度為10%，凝并劑為0.1%。

4 抑塵劑效果分析

除了上述的實驗，我們還進行了滲透性實驗、腐蝕性實驗和表面張力測定實驗，對所配制的抑塵劑乳液得出了如下結論：

1)吸濕、保濕性能優(yōu)良，即使在較高溫度和較低濕度下，在10天內(nèi)仍可使路面含濕量保持在4%以上，無粉塵產(chǎn)生；

2)原材料屬于石油副產(chǎn)品，來源廣泛，價格便宜；

3)具有一定的防凍性能；

4)加工、制作工藝簡單，使用方便；

5)所用藥劑種類少，用量小，成本低；

6)經(jīng)抑塵劑噴施的路面，無板結、打滑現(xiàn)象；

7)無毒、無腐蝕性，對人畜無害。

5 結束語

CDR抑塵劑不僅對露天礦的粉塵治理有很好的效果，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域也有較高的實用價值，一旦推廣使用，將產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。