Эмульсия для подавления пыли Советский патент 1993 года по МПК C09K3/22 C08L95/00 

Изобретение относится к эмульсии, применяющимся для обеспыливания сыпучих материалов в горнодобывающей и угольной промышленности, а также в строительной отрасли при переработке и хранении строительных материалов.

Целью изобретения является повышение устойчивости эмульсии и продолжительности защитного действия от пыления при одновременном снижении себестоимости.

Поставленная цель достигается тем, что в эмульсии для обеспыливания сыпучих материалов, автомобильных дорог и шламох- ранилищ. включающей битум нефтяной, воду и эмульгатор, в качестве эмульгатора используют щелочной сток производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас.%: нефтяной битум 5, щелочной сток производства капролактама 30-35 и вода - до 100.

Приготовление эмульсии осуществляется путем смешивания подогретого до 90- 100°С битума со щелочным стоком производства капролактама, подогретым до 80-90°С и последующего смешивания ком- . понентов с подогретой до 60-70°С водой при соотношении мас.%: битум 5-10; щелочной сток производства капролактама 30-35; вода - до 100. При этом смешивание компонентов производят в емкости мешалкой, после чего эмульсия готова к применению.

При обеспыливании эмульсию разливают из расчета 0.-5-2.5 л/м2 в зависимости от состояния обрабатываемой поверхности. Разлив производят дождевальными аппаратами, пожарными автомобилями, мотопомпой, поливочной машиной, напорными Струями, формируемыми сжатым воздухом.

00

ON XI 00 Os

После разлива эмульсии на поверхность сыпучих материалов, дорог или шламохра- нилищ образуется покрытие, устойчивое против ветровых воздействий, атмосферных осадков и перепадов температур. От- вердевшая пленка на гранитном щебне, аглоруде, угле, на железобетонных и стальных конструкциях обладает хорошей водоустойчивостью. Защитная пленка сохраняется на поверхности хвостов обога- щения после неоднократного залива их поверхности водой. Высокая прочность адгезионной связи с сыпучими материалами и строительными конструкциями, водостойкость и механическая прочность позволяют использовать эмульсию в качестве гидроизоляционных и антикоррозионных покрытий в строительстве. Прочность, морозоустойчивость и эластичность покрытия обеспечивается присутствием в эмульсии щелочного стока производства капролакта- ма, который обладает высокой смачивающей и пластифицирующей способностью. Эти свойства сохраняются при температуре наружного воздуха от -35 до +50°С. Низкая стоимость товарного продукта значительно удешевляет себестоимость обеспыливаю- щей эмульсии. Кроме того, утилизация щелочного стока производства капролактама, являющегося отходом химической промыш- ленности, позволяет снизить загрязнение окружающей среды.

Образцы защитных покрытий предлагаемой эмульсии, нанесенные на аглоруду, на гранитный щебень и хвосты шламохрани- лищ испытывались Via прочность и сдувае- мость пыли с поверхности в аэродинамическом канале и экспериментальном открытом складе в условиях аналогичных естественным: вибрации от работы погрузочно-транспортной техники, дождь, сильные порывы ветра, температура (-28) - (+37)°С Скорость ветрового потока была 8 15 м/с, а круглосуточный дождь превысил 80 мм. Результаты испытаний представлены в таблице.

Как видно из таблицы, при содержании битума в эмульсии более 10% качество покрытия и эффективность обеспыливания не повышаются, а стоимость обработки 1 м2 поверхности сыпучего материала возрастает. Эффективность обеспыливания определяласьследующим образом, Приготавливалось несколько образцов сыпучего материала, часть из них (не менее 3-х) обрабатывалась эмульсией с определенным содержанием компонентов, мас.%: например битум нефтяной 5, щелочной сток производства капролактама 30, вода 65. Другие образцы (не менее 3-х) эмульсией не обрабатывались. Каждый из образцов п одвер- . гался обдуву ветровым потоком в аэродинамической трубе. Во время обдува измерялась скорость потоков и запыленность воздуха в аэродинамической трубе Со и Сн, мг/м , соответственно обработанного (Со) и необработанного (Сн) эмульсией образца. После этого вычислялась эффективность обеспыливания Э, % по формуле, которая является общепринятой при аналогичных испытаниях

Сн - Со

сГ

- -юо%

(1)

Например, запыленность воздуха в аэродинамической трубе при обдуве необработанного эмульсией образцов была Сн 36,2 мг/м , а запыленность при обдуве обработанного эмульсией образца была Со 1,6 мг/м3. Тогда, подставив численные значения в формулу (1) получим эффективность обеспыливания

Э

36,2 -1,6 36,2

100% 95,6%.

Таким образом обдувались образцы сыпучего материала обработанные эмульсией с различным содержанием компонентов.

После многократного воздействия атмосферных осадков и высушивания образцов прочностные характеристики покрытия не ухудшаются. Эмульсия предлагаемой состава наносилась на поверхность щебня, бетонных плиток и металлических пластинок. Образцы с защитными покрытиями воз- действовались солнечными лучами и дождем, при этом разрушения или отслоения пленки не наблюдалось.

Используемый щелочной сток производства капролактама (ЩСЛК) имеет следующие паспортные данные по ТУ 113-03-488-84: жидкость коричневого цвета, непрозрачная, рН раствора 10-13, плотность при 20°С 1,1-1,2 г/см3.

1) Анон (техническое название содержащихся в щелочном стоке производства капролактама некоторых кетонов) - следы.

2) Анол (то же, касающееся ряда спиртов)-1,9%.

3) Сухое вещество - 28,3%, в т.ч. NaOH - 1,6% и адипинат Na - 26,7%, Содержание адипината натрия (26,7%) определяет эмульгирующие свойства щелочного стока производства капролактама. Например, щелочной сток является хорошим пенообразователем, т.е. обладает свойствами ПАВ. Предотвращение пылимости связано с укрупнением мелких частиц и образованием крупных агломератов под влиянием адипи- ната натрия.

Пример (обеспыливание открытого склада аглоруды).

Разогретые до 95°С 50 г битума марки БНД-130/200 и до 85°С 350 кг щелочного стока производства капролактама ТУ 113- 03-488-84 смешивают в смесителе емкость 1-,5-2,0 м в течение 5 мин, а затем в смеси- тель наливают подогретую до 65°С воду в количестве 600 кг и продолжают смешивать компоненты в течение 10 мин. Полученную эмульсию заливают в емкость и доставляют ее на место хранения аглоруды. Разлив эмульсии производят насосом, установленным вместе с емкостью на пневмоколесной тележке. В процессе разлива эмульсия не подогревается. Расход эмульсии в зависимости от состояния поверхности аглоруды: укатанная бульдозером - 1.0-1,5 л/м ; после разгрузки самосвалов - 1,5-2,0 л/м2; откосы - 1,5-2,5 л/м2. Толщина образовавшейся пленки от 0,2 до 3,0 мм. Размер аглоруды находился в пределах от пылевидных частиц до 100 мм. Наносилась защитная, пленка в сентябре. Наблюдения проводились в течение осенне-зимнего периода. За этот период было неоднократное выпадение атмосферных осадков более 50 мм вод.ст., снег, скорость ветра до 13 м/с, температура от +20 до -21°С. Покрытие приобрело эластичность без полного затвердения, трещин не обнаружено. Блеск был утерян, уменьшилась прилипаемость, но не утратилась полностью, Сдувания пыли

на всей обработанной поверхности не наблюдалось.

Вместе с этим эмульсия разливалась на автодорогу, на грунт, породный отвал, сухие участки шламохранилища. Продолжительные наблюдения за состоянием защитных пленок на обработанных участках показали, что устойчивость на вышеперечисленных объектах практически везде хорошая. Разрывов, трещин и отслоений защитной пленки не обнаружено, сдувания пыли не наблюдалось.

Как показали,результаты испытаний, предлагаемая эмульсия может быть использована при перевозках железной руды, угля и торфе в открытых вагонах. Нанесенная на поверхность руды, угля и торфа, эмульсия образует защитную пленку, которая предотвращает сдувание пыли и мелких фракций из открытого вагона при его движении, тем самым снижается загрязнение атмосферы и потери минерального сырья при транспортировке..

Формула изобретения

Эмульсия для подавления пыли, включающая нефтяной битум, эмульгатор и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости и продолжительности защитного действия от пыления, в качестве эмульгатора она содержит щелочной сток производства капролактама при следующем соотношении компонентов, мас,%:

нефтяной битум5-10

щелочной сток произво дства капролактама30-35

вода До 100.

Продолжение таблицы

Применение: для обеспыливания сыпучих материалов в горнодобывающей и угольной промышленности, а также в строительной отрасли при переработке и хранении строительных материалов. Сущность изобретения; предложенная эмульсия для подавления пыли содержит, мас.%: нефтяной битум 5-10. щелочной сток производства капролактама 30-35, вода - до 100, что обеспечивает повышение устойчивости и продолжительности защитного действия от пыления эмульсии, нанесенной на различные материалы. 1 табл.