ПРОФИЛАКТИЧЕСКИЙ СОСТАВ ДЛЯ ПЫЛЕПОДАВЛЕНИЯ И СНИЖЕНИЯ ПЫЛЕПЕРЕНОСА
PREVENTIVE COMPOSITION FOR DUST SUPPRESSION AND DUST REDUCTION

Изобретение относится к охране труда и области защиты окружающей среды в горнодобывающей области и может быть использовано для пылеподавления и снижения пылепереноса при ведении горных работ.
Известен пенообразующий состав для защиты от пыли (патент RU № 2332572, опубл. 27.08.2007 г.), который содержит олеиновую кислоту (0,8-1,2%), соду каустическую (0,4-0,6%), глицерин (0,2-0,4%), остальное - вода (до 100%). Состав распыляют на пылящую поверхность и воздушное пространство над ней при выдувании его через сопла форсунки.
Недостатком указанного состава является то, что состав действует в ограниченном диапазоне температур и склонен застывать при 0°С.
Известен обеспыливающий состав (патент RU № 2029775, опубл. 27.02.1995 г.), включающий компоненты в следующих соотношениях, масс.%: сульфатное мыло или омыленный талловый пек 2-10; полиакриламид 0,05-0,20; вода - остальное.
Недостатками данного состава являются резкое снижение биопродуктивности закрепляемых пылящих поверхностей, а также повышенная радиоактивность компонентов.
3
Известен пенообразующий состав для защиты от пыли (патент RU № 2516653, опубл. 20.05.2014 г.), который содержит водный раствор бишофита плотностью 1,01-1,065 г/см. Состав наносят на зерновой поток путем распыления под давлением, через сеть форсунок на просыпаемый зерновой поток
2
Недостатком состава является то, что состав содержит хлорид магния (MgCl), который способен вызывать коррозию автотранспорта, проезжающего по дорогам.
Известно профилактическое средство «универсину» для борьбы с пылеобразованием и прилипанием (авторское свидетельство СССР №519468, опубл. 30.06.1976 г.), где в качестве растворителя предлагается использовать дистиллятные фракции сернистых нефтей с интервалом кипения 270-410°С - 40-60 масс. % и крекинг-остаток термического крекинга в качестве загустителя - 40-60 масс. %.
Недостатком профилактического средства является неэкологичность составляющих его веществ, резкий запах и горючесть компонентов.
Известна композиция для пылеподавления и локализации радиоактивных продуктов горения после тушения пожара с радиационным фактором (патент RU № 2638162, опубл. 12.12.2017 г.) принятая за прототип, которая содержит водный раствор поливинилового спирта (в пересчете на массовую долю сухого продукта) - 3,0-7,0; пластификатор - 0,1-0,3; поверхностно-активное вещество - 11,0-29,0; вода - остальное. Состав распыляют на пылящую поверхность и воздушное пространство над ней при выдувании его через сопла форсунки.
Недостатком композиции является достаточно сложный многокомпонентный состав; кроме того, поверхностно-активные вещества, которые входят в смесь: неионогенные (ОКСИ ПАВ АП.30) и амфотерные (БЕТА ПАВ АП.45), требуют особых условий хранения.
Техническим результатом является улучшение экологических свойств, повышение эффективности, а также расширение сырьевой базы.
Технический результат достигается тем, что в качестве поверхностно-активного вещества используют сульфонол, а в качестве пластификатора - отход производства биотоплива, который содержит глицерин, при следующих соотношениях компонентов, масс. %:
поливиниловый спирт
2-4
отход производства биотоплива
(в пересчёте на чистый глицерин)
0,05-0,15
сульфонол
0,5-1,5
вода
остальное
Заявляемый состав для пылеподавления и снижения пылепереноса включает в себя следующие реагенты и товарные продукты, их содержащие:
- поливиниловый спирт, выпускаемый по ГОСТ 10779-78,
- отход производства биотоплива, представляет собой глицерин с содержанием чистого глицерина 70-80%, а также различных примесей - органические и неорганические соли, мыла, спирты),
- сульфонол, выпускаемый по ТУ 20.41.20-135-07510508-2020,
- вода.
Поливиниловый спирт является плёнкообразующим веществом, который образует плёнку на поверхности материала, предотвращая дальнейшее пыление обработанной поверхности. При содержании поливинилового спирта в диапазоне от 2 до 4 %, на поверхности образуется устойчивая плёнка.
В качестве пластификатора используется сырой глицерин, являющийся отходом производства биотоплива. При содержании пластификатора - глицерина в диапазоне от 0,05 до 0,15 %, состав обладает устойчивым пенообразованием.
Сульфонол является анионоактивным поверхностно-активным веществом, его раствор обладает высокой смачиваемостью, способствует укрупнению пылевых частиц и тем самым снижению концентрации респирабельной пыли в воздухе. При содержании сульфонола в диапазоне от 0,5 до 1,5 % состав обладает необходимым временем защитного действия.
Предлагаемый пылеподавительный состав при высыхании дает сплошное покрытие и обладает продолжительным временем защитного действия.
Предлагаемый пылеподавительный состав получают путём смешения компонентов.
Профилактический состав для пылеподавления и снижения пылепереноса поясняется следующими примерами.
Полученный пылеподавительный состав для горнотранспортной промышленности представляет собой прозрачный раствор.
Пример 1. 1 г поливинилового спирта растворяют в 99,89 г воды в течение 30 минут при температуре 60-70°С. После этого раствор охлаждают и добавляют к нему отход производства биотоплива в пересчёте на чистый глицерин 0,01 г, перемешивают, потом вводят 0,1 г сульфонола и снова перемешивают. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Пример 2. 2 г поливинилового спирта растворяют в 97,45 г воды в течение 30 минут при температуре 60-70°С. После этого раствор охлаждают и добавляют к нему отход производства биотоплива в пересчёте на чистый глицерин 0,05 г, перемешивают, потом вводят 0,5 г сульфонола и снова перемешивают. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Пример 3. 3 г поливинилового спирта растворяют в 95,9 г воды в течение 30 минут при температуре 60-70°С. После этого раствор охлаждают и добавляют к нему отход производства биотоплива в пересчёте на чистый глицерин 0,1 г, перемешивают, потом вводят 1 г сульфонола и снова перемешивают. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Пример 4. 4 г поливинилового спирта растворяют в 94,35 г воды в течение 30 минут при температуре 60-70°С. После этого раствор охлаждают и добавляют к нему отход производства биотоплива в пересчёте на чистый глицерин 0,15 г, перемешивают, потом вводят 1,5 г сульфонола и снова перемешивают. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Пример 5. 5 г поливинилового спирта растворяют в 92,8 г воды в течение 30 минут при температуре 60-70°С. После этого раствор охлаждают и добавляют к нему отход производства биотоплива 0,2 г в пересчёте на чистый глицерин, перемешивают, потом вводят 2 г сульфонола и снова перемешивают. Далее проводят анализ отобранной пробы.
Качественный и количественный (%, масс) состав пылеподавляющих составов представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Качественный и количественный (% масс.) состав пылеподавляющих составов
Перечень компонентов
Состав 1
Состав 2
Состав 3
Состав 4
Состав 5
Поливиниловый спирт
1
2
3
4
5
Сульфонол
0,1
0,5
1
1,5
2
Отход производства биотоплива в пересчёте на чистый глицерин
0,01
0,05
0,1
0,15
0,2
Вода
остальное
остальное
остальное
остальное
остальное
Физико-химические характеристики составов и их пылеподавляющие свойства пылеподавляющих составов представлены в таблице 2.
Таблица 2 - Физико-химические характеристики составов и их пылеподавляющие свойства
Показатели
Состав 1
Состав 2
Состав 3
Состав 4
Состав 5
Плотность, кг/м<sup>3</sup>
1002
1006
1010
1014
1021
Вязкость при 20°С, м<sup>2</sup>/c
0,62*10<sup>-6</sup>
5,07*10<sup>-6</sup>
12,09*10<sup>-6</sup>
33,71*10<sup>-6</sup>
50,13*10<sup>-6</sup>
Степень окомкования пылящего материала сразу после обработки составом, %
98
100
100
100
100
Степень окомкования пылящего материала через 7 дней после обработки составом, %
82,2
90,3
95,2
92,1
96,8
Эффективность применения предлагаемого состава изучали по степени окомкования материала, обработанного изучаемыми составами.
В составах №2, №3, №4, №5 степень окомкования сразу после обработки составляет 100%, а спустя 7 дней после обработки 90,3%, 95,2%, 92,1%, 96,8% соответственно. Это позволяет снизить количество респирабельной пыли, которая может быть поднята в воздух порывами ветра на отвалах.
При содержании поливинилового спирта более 4% и сульфонола более 1,5% наблюдается сильное увеличение вязкости раствора, и его затруднительно распылять форсункой.
При содержании поливинилового спирта менее 2% и сульфонола менее 0,05% снижается степень окомкования материала.
Использование глицерина из отходов производства биотоплива позволяет расширить сырьевую базу для получения пылеподавительных составов.
Таким образом, заявляемый пылеподавительный состав позволит улучшить аэрологию местности и снизить количество респирабельной пыли в воздухе.