ОБЕСПЫЛИВАЮЩИЙ СОСТАВ Российский патент 1995 года по МПК C09K3/22 E21F5/06 

Изобретение относится к горной промышленности и может быть использовано для закрепления пылящих поверхностей на отвалах горных пород, хвостохранилищах и автодорогах.

Известен обеспыливающий состав, содержащий, мас. %: сульфатное мыло 1,94-2,85; гидроксид натрия 0,58-1,14; стеарин 0,49-0,95; тяжелая сланцевая смола остальное [1].

Недостатком состава является сложность его приготовления (многокомпонентность) и нанесения, а также применение агрессивных и высокотоксичных реагентов (гидроксид натрия, тяжелая сланцевая смола).

Известен состав для закрепления пылящих поверхностей, содержащий, мас.% : сульфитно-спиртовая барда 5-10; полиакриламид 0,2-0,5; вода остальное [2] .

Покрытие, образующееся на пылящей поверхности, при использовании известного состава обладает высокой механической прочностью.

Недостатком состава является низкая водостойкость покрытия и большой расход химических реагентов. Пpи использовании на карьерных автодорогах или на горных отвалах расход пылесвязующего компаунда составляет от 5 до 10 л/м².

Целью изобретения является повышение водостойкости образующегося покрытия и снижение расхода химических реагентов.

Указанная цель достигается тем, что обеспыливающий состав для обработки пылящих поверхностей, включающий продукт переработки древесины, полиакриламид и воду, в качестве продукта переработки древесины содержит сульфатное мыло или омыленный талловый пек при следующем соотношении компонентов, мас. % : Сульфатное мыло или омыленный талловый пек 2-10 Полиакриламид 0,05-0,20 Вода Остальное
Характеристика используемых веществ:
Сульфатное мыло (СМ) - ТУ 13-0281078-28-118-88 - побочный продукт переработки древесины, представляет собой смесь натриевых солей высших жирных и смоляных кислот с примесью нейтральных веществ. Получают СМ при отстаивании черного щелока в процессе сульфатной варки целлюлозы (Лесохимические продукты сульфатцеллюлозного производства. А.И.Головин, А.И.Трофимов, Г.А. Узлов и др. - М.: Лесная промышленность, 1988, 288 с.).

Омыленный талловый пек (ОТП) - ОСТ 13-145-82 - смесь натриевых солей смоляных и жирных кислот. Получают при омылении таллового пека, являющегося кубовым остатком ректификации таллового масла - побочного продукта сульфатной варки целлюлозы. Используется для проклейки древесных плит, картона, технических сортов бумаги; для производства сельскохозяйственных креолинов.

Полиакриламид - получают омылением нитрила акриловой кислоты сеpной кислотой с последующей нейтрализацией аммиачной водой или известью и полимеризацией полученного раствора акриламида. Технические гелеобразные полиакриламиды представляют собой водорастворимые высоковязкие реагенты с содержанием основного вещества не менее 6-7%. Для приготовления состава используют водный раствор полиакриламида с содержанием основного вещества 8 мас.% (ТУ 6-01-1049-76). Плотность 1120 кг/м³, мол.м. (3,5-4,5)˙10⁶.

Состав готовят смешиванием компонентов при нормальных условиях.

П р и м е р 1. Для приготовления состава в 98,96 мас.ч. воды растворяют при перемешивании 1 мас.ч. сульфатного мыла и 0,04 мас.ч. полиакриламида (в пересчете на 100%-ный полиакриламид). Приготовленный состав наносят поливом равномерно на поверхность участков хвостохранилища в количестве 3 л/м².

Химический состав хвостов, мас. %: FeO 10; Fe₂O₃ 6,4; SiO₂ 75,3; CaO 2,38; MgO 3,86; Al₂O₃ 0,84; P₂O₅ 0,078; MnO 0,119. Фракционный состав, мас. %: размер частиц более 2 мм 0,5; 1...2 мм 26...18; 1...0,5 мм 22...26; 0,5. ..-0,25 мм 27...33; менее 0,25 мм 25...30.

Испытания осуществляют на 5 участках размером 0,5 м².

Оценку водопрочностных свойств образующегося покрытия осуществляют, определяя величину сопротивления продавливаемости.

Для определения сопротивления продавливаемости используют пенетрометр ЛП ГОСТ 1440-42 с конусным продавливающим элементом (α= 60^o). Величина сопротивления определяется делением стандартной нагрузки (в кгс) на площадь образующегося на покрытии следа от конуса.

Сопротивление продавливаемости защитного покрытия определяют через 24 ч после нанесения пылесвязующего состава. Затем участки периодически в течение 6-8 ч обрабатывают водой с таким расчетом, чтобы поверхность защитного покрытия постоянно находилась под слоем воды. После схода воды определяют сопротивление продавливаемости в водонасыщенном состоянии. После этого поверхность высушивают в течение 24 ч и вновь замеряют сопротивление продавливаемости.

Для определения водостойкости покрытия используют 2 стеклянных стакана высотой 150 мм, внутренним диаметром 80 мм имеющие в дне три отверстия диаметром 8-10 мм. На дно каждого стакана укладывают металлическую сетку с ячейками размером 0,05 мм, затем насыпают слой воздушно-сухого речного песка высотой 80 мм. Пипеткой в один из стаканов на поверхность песка наносят приготовленную композицию из расчета 3 л/м²поверхности. Слой песка с нанесенным пылеудерживающим составом оставляют на 24 ч при комнатной температуре.

В приготовленный стакан наливают дистиллированную воду высотой 40 мм и определяют время исчезновения зеркала фильтруемой через слой песка воды. Оба стакана выдерживают в течение 2 ч для полного стока воды и подсыхания поверхности слоя. Опыт повторяют многократно до момента совпадения времени исчезновения зеркала воды в стакане с покрытием и без него.

Суммарное количество воды, необходимое для полного разрушения покрытия, служит критерием его водостойкости.

П р и м е р ы 2-18. По условиям примера 1 готовят композиции с использованием сульфатного мыла и омыленного таллового пека при соотношении компонентов в соответствии с таблицей.

Данные испытаний представлены в таблице.

П р и м е р 19 (известный состав). Для приготовления композиции в 94,8 мас.ч. воды растворяют при перемешивании 5 мас.ч. сульфитно-спиртовой барды (ССБ) (лигносульфонаты технические ОСТ 13-183-83) и 0,2 мас.ч. полиакриламида (ПАА). Приготовленную композицию наносят на поверхность участков хвостохранилища в количество 3 л/м².

П р и м е р 20 (известный состав). Для приготовления композиции используют 10 мас. ч. ССБ, которую разбавляют 89,5 ч.воды. В полученный раствор добавляют 0,5 мас.ч. полиакриламида. Испытания композиции проводят по условиям примера 1.

Как показывают приведенные данные, композиции, соответствующие предлагаемым составам (N 4-6, 13-15), позволяют значительно повысить водостойкость образующегося покрытия.

Такие результаты не достигаются с использованием известной композиции (N 19-20) или композицией с использованием предлагаемых компонентов в количествах, выходящих за пределы предлагаемых (N 1-3, 10-12).

При содержании компонентов состава выше предлагаемых параметров (N 7-9, 16-18) увеличения показателей водостойкости и водопрочности не наблюдается, однако при этом в связи с ростом вязкости раствора возникают сложности в процессе нанесения состава.

При использовании предлагаемого состава значительно сокращается расход реагентов для приготовления композиции (необходимый для образования прочного покрытия расход состава не превышает 3 л/м²поверхности).

Ингредиенты состава недефицитны, имеют широкую производственную базу.

Использование: для закрепления пылящих поверхностей на отвалах горных пород, хвостохранилищах и автодорогах. Сущность изобретения: обеспыливающий состав содержит помпоненты в следующих соотношениях, мас.%: сульфатное мыло или омыленный талловый пек 2 - 10; полиакриламид 0,05 - 0,20; вода остальное, что обеспечивает водостойкость покрытия из этого состава на пылящихся поверхностях и снижение расхода реагентов. 1 табл.

ОБЕСПЫЛИВАЮЩИЙ СОСТАВ для обработки пылящих поверхностей, включающий продукт переработки древесины, полиакриламид и воду, отличающийся тем, что в качестве продукта переработки древесины он содержит сульфатное мыло или омыленный талловый пек при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Сульфатное мыло или омыленный талловый пек - 2 - 10
Полиакриламид - 0,05 - 0,20
Вода - Остальное