АНТИГОЛОЛЕДНОЕ СРЕДСТВО Российский патент 1995 года по МПК C09K3/18 

Изобретение относится к физико-химическому воздействию на процессы снежно-ледяных образований и может быть использовано в автодорожной отрасли народного хозяйства, в частности в городском хозяйстве.

Для разрушения снежно-ледовых образований, применяются составы на основе неорганических веществ, которые вызывают плавление или рыхление льда при отрицательных температурах.

Известен материал, являющийся смесью сухого остатка продуктов упаривания шахтных и сточных вод горнорудных предприятий и сернокислого аммония (в соотношении 90:10-95:5), используемый как средство для предотвращения примерзания сыпучих веществ [1] Недостатком указанного материала является его высокая себестоимость (энергоемкое производство при использовании метода упаривания), применение значительных количеств дорогостоящего сульфата аммония, а также повышенное вредное воздействие при его использовании на окружающую среду в связи с возможностью выделения аммиака и хлористого водорода в условиях протекания гидролизных и взаимопревращений компонентов смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является [2] противообледенительный состав с крупностью частиц в пределах от 0 до 5 мм, включающий хлориды натрия, калия, магния (или кальция), сульфат магния и воду в количестве (прототип), мас.ч. Хлорид калия 0,03 Сульфат магния 0,07
Хлорид магния (или каль- ция) 0,5-4,0
Гексацианоферроат калия 0,0005-0,0075
Вода 2 (и более) Хлорид натрия 100
К недостатком указанного состава следует отнести:
значительный удельный расход материала на единицу обрабатываемой поверхности в установленном интервале его крупности; уменьшение же среднего диаметра частиц при одновременном сохранении заданной влажности материала приводит к резкому увеличению его слеживаемости и смерзаемости;
усиление слеживаемости, комкование материала при открытом хранении его в условиях значительных колебаний температуры и влажности атмосферного воздуха.

Целью изобретения является получение противогололедного материала с высокой плавящей способностью, низким удельным расходом, устойчивостью к смерзанию, стабильностью противогололедного действия при низких температурах на основе галитовых отходов производства калийных удобрений.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемое средство для борьбы с гололедом, основу которого составляет хлорид натрия, содержит в качестве одной из природных примесей карбонат кальция, в качестве искусственной добавки гексацианоферроат калия, которые только в совокупности (синергитически), а не аддитивно, обеспечивают хорошие физико-механические свойства (рассыпчатость, низкую смерзаемость и слеживаемость) и высокую плавящую способность для материала с крупностью частиц 0-1 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Хлорид натрия 100 Хлорид калия 1-6 Сульфат кальция 0,3-1,0 Хлорид магния 0,02-0,20 Гексацианоферроат калия 0,001-0,0025 Вода 0,2-1,0 Карбонат кальция 0,2-1,5
Все входящие в состав примеси, кроме гексацианоферроата калия, не являются искусственно внесенными, содержание их определяется составом сильвинитовой руды и технологией ее переработки и колеблется в указанных выше пределах. Технология получения материала заявляемого состава заключается в следующем: сильвинит (руда) после операции дробления до крупности менее 0,6 мм проходит стадии обесшламливания и обогащения с выделением в качестве основного продукта товарного хлорида калия и в качестве отхода материала, с основой в виде хлорида натрия и составом примесей (кроме гексацианоферроата калия), соответствующим составу заявляемого средства. Крупность последнего колеблется в интервале 0-0,6 мм (средний диаметр 0,25-0,35 мм). Соотношение природных примесей в галитовом отходе всегда сохраняется в указанных интервалах (по многолетним статистическим данным показателей настройки). Далее материал подвергается процессу сушки и обработки водным раствором гексацианоферроата калия (по ГОСТ 4207-75). Отгрузку противогололедного средства потребителю производят в соответствии с действующими ТУ 113-0203948-04-90 "Противогололедный материал". Способ применения противогололедного средства заключается в его нанесении, с помощью механических устройств, на обрабатываемую снежно-ледовую поверхность в количестве, определяемом толщиной снежного покрова.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав средства для борьбы с гололедом отличается от известного наличием карбоната кальция, который в совокупности с гексацианоферроатом калия, при определенном количественном соотношении обеспечивает лучшие физико-механические свойства при более высокой плавящей способности материала с крупностью частиц 0-1 мм, то есть с большой удельной поверхностью. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов для борьбы с гололедом показал, что такие вещества, как карбонат кальция, гексацианоферроат калия, входящие в заявляемое решение, известны. Однако их применение в этих составах в сочетании с другими компонентами не придает противогололедным материалам такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно значительное увеличение плавящей способности, устойчивость к смерзанию и, как следствие, увеличение эффективности использования, снижение удельного расхода на единицу поверхности. Таким образом, данный состав компонентов придает материалу новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Для экспериментальной проверки свойств заявляемого состава были проведены испытания образцов; подготовленных на основе галитовых отходов согласно заявляемому составу и на основе реактивного хлорида натрия, согласно составу прототипа.

Эффективность противогололедного действия определяли по изменению количества расплавленного льда, образующегося с 1 см² поверхности при взаимодействии с 1 г вещества в диапазоне температур от -5 до -15^оС.

Оценку смерзаемости материала производили при -25^оС методом бурения образца.

Рассыпчатость образцов определяли после их хранения под грузом в течение месяца при -5^оС.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Данные, полученные для материалов предлагаемого состава и состава прототипа, свидетельствуют о равнозначной плавящей способности этих образцов при одинаковом значении среднего размера частиц (одинаковой удельной поверхности). Однако, если для материалов со средним размером частиц 2,5 мм обеспечивается одинаково низкая смерзаемость и слеживаемость, хорошая рассыпчатость, то переход к составам более мелкодисперсным (0,25-0,50 мм), обеспечивающим значительно меньший удельный расход материала, ухудшает физико-механические свойства материала состава прототипа, при этом резко снижается рассыпчатость, усиливается смерзаемость и слеживаемость, то есть снижаются эксплуатационные свойства материала состава прототипа. В заявляемом составе с указанным соотношением примесей подобного снижения физико-механических свойств не наблюдается, что позволяет использовать материал с лучшими, чем прототип, плавящей способностью, низкой смерзаемостью и слеживаемостью.

Одновременно присутствие только одного из указанных компонентов (либо карбонат кальция, либо гексацианоферроат калия) в заявляемом составе не обеспечивает необходимые свойства материала. То есть только при их совместном присутствии в заявляемом составе можно получать материал с хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами, низким удельным расходом, высокой плавящей способностью.

Использование заявляемого изобретения позволяет:
использовать для получения эффективного противогололедного состава отходы производства калийных удобрений с размерами частиц от 0 до 1 мм.

Необходимые физико-механические свойства для такого мелкодисперсного материала обеспечиваются только при определенном соотношении двух одновременно присутствующих в материале соединений: карбоната кальция (природная примесь) и гексацианоферроата калия (искусственная добавка). Применение более мелкодисперсного материала позволяет в 1,5-2 раза снизить удельный расход противогололедного средства на единицу поверхности, значительно удешевляет проведение работ, снижает коррозионное воздействие.

Применение: в автодорожной отрасли народного хозяйства для удаления снежно-ледовых образований. Сущность изобретения: антигололедное средство на основе хлорида натрия содержит компоненты при следующем соотношении, мас. ч: хлорид натрия 100; хлорид калия 1 6; сульфат кальция 0,3 1,0; хлорид магния 0,02 0,20; гексацианоферроат калия 0,001 0,0025; вода 0,2 1,0; карбонат кальция 0,2 1,5. 1 табл.

АНТИГОЛОЛЕДНОЕ СРЕДСТВО на основе хлорида натрия, включающее хлорид калия, хлорид магния, гексацианоферроат калия, воду и сульфат щелочноземельного металла, отличающееся тем, что в качестве сульфата щелочноземельного металла он содержит сульфат кальция и дополнительно содержит карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Хлорид натрия 100
Хлорид калия 1 6
Сульфат кальция 0,3 1,0
Хлорид магния 0,02 0,20
Гексацианоферроат калия 0,001 0,0025
Вода 0,2 1,0
Карбонат кальция 0,2 1,5