D0I:10.13374/i.issm1001-053x.2004.01.002 第26卷第1期 北京科技大学学报 Vol.26 No.1 2004年2月 Journal of University of Science and Technology Beijing Feb.2004 露天矿公路防冻抑尘剂的研究 金龙哲朱吉茂任志刚魏巍 北京科技大学土木与环境工程学院，北京100083 摘要针对露天矿公路路面扬尘污染问题，进行了喷洒实验，测定了两种卤化物抑尘剂的 16个配方在自然环境中昼夜周期吸湿、放湿的能力和抗冻性能，确定出最佳配方. 关键词卤化物；抑尘剂；粉尘；吸湿率 分类号TD856.4 露天矿公路是露天矿生产运输的动脉，一般 行、经济上合理的配方，共配制了质量分数为0， 为土石或碎石临时路面，公路等级质量差.每当 4%,6%,8%,10%,12%,15%,20%,25%的无水 汽车运行时，特别是重型载重汽车运行时，尘土 CaCl2为主的水溶液，再加入占总质量1%的表面 弥漫，空气中的含尘量高达0.5~1gm以上，超过 活性剂配方（由两种表面活性剂组成），这称为配 国家卫生标准几百倍，造成严重粉尘污染. 方I,按同样的质量分数配成六水MgCL为主水 在抑尘剂的研究及应用方面我国远落后于 的溶液，称为配方Ⅱ.取配方I,Ⅱ共18种溶液， 俄罗斯、美国、日本等.为解决矿山的粉尘污染问 按照矿山日常洒水防尘强度（约2.28kgm),均匀 题，国内常用的方法是用洒水车洒水，这种方法 喷洒在圈定的2m×2m18块公路路旁的非碾压 不但耗费较大，而且耽误生产车辆的正常通行， 区上， 降低了车队的运输能力四.另外，北方冬季气温很 (4)测定的参数.抚顺地区一年中气温一般为 低，洒水根本不能使用.因此用这种方法来控制 -40+35℃，相对湿度为25%95%.所以，本项研 粉尘是不合理也不经济的， 究的实验环境比较有代表性.在实验期内，温度 -274℃，湿度45%~65%，变化不大，每天早晨 1实验方法 9:00左右和下午6：00左右到现场取样，测定实验 本研究在抚顺西露天矿现场路面上进行，分 区风速和干湿球湿度，进而换算出大气的相对湿 路边非碾压区实验和碾压区实验，用称重法研究 度，并参考当地每天的最低、最高温度和风速等 试样的吸湿、放湿过程和有关影响因素. 气候参数.先称出托盘净重m,将所取土样倒入 (1)实验地点的选择.为了使整个实验具有代 托盘，称出托盘及土样总质量m,送用电烘箱烘 表性，选择了一段有一定倾斜度、日照充足、通 千，每次烘干时间均为l00min,待完全冷却后称 风、车辆通过强度适中的沙土路面.这种路面在 出托盘及烘干后土样总质量m.前40min为电烘 车通过时很容易起尘，具有很强的代表性， 箱从常温上升到100℃所用时间，后60min为连 (2)吸湿性卤化物的选择.固体抑尘材料的种 续烘干时间，达到完全烘干，从而保证了实验的 类很多，如NaCl,CaCh和MgCl等，从吸湿性、保 准确性.试样的含水率n定义为n=(m2一m)/ 水性、防冻性、材料来源、成本、危害性等方面综 (m一m)×100%.配方抗冻性能的测定在冷冻试验 合考虑，笔者选择了CaCl,MgCl,这两种卤化物 室用DF3535大连石油低温粘性测定仪测定的. 作为防冻抑尘剂的主要成分， 2实验结果与分析 (3)防冻抑尘剂的制备.为测试出在技术上可 固体卤化物昼夜吸湿、放湿的周期性部分测 收稿日期2003-03-31金龙哲男，39岁，博士后 定结果如图1所示，其中曲线从上到下表示抑尘 +国家自然科学基金资助课题(No.59704002) 剂在试样中的含量（质量分数）分别为0,4%，6%，第 2 6 卷 第 1 期 2 00 4 年 2 月 北 京 科 技 大 学 学 报 JO u r n a l o f U n iv e rs ity o f S e ic n c e a n d Te c h n o lo gy B e ij i n g Vb L2 6 N O . l F e b 。 2 0 0 4 露天矿公路防冻抑尘剂 的研究 金 龙哲 朱吉茂 任志 刚 魏 巍 北 京科技 大学土 木与环 境工程 学 院 , 北 京 10 0 0 83 摘 要 针 对露 天矿公 路路 面扬 尘污 染 问题 , 进行 了喷 洒实验 , 测定 了两种 卤化 物抑 尘剂 的 16 个配 方在 自然环 境 中昼夜 周期 吸湿 、 放湿 的能力 和抗 冻性 能 , 确 定出最佳 配 方 . 关键 词 卤化 物 ; 抑尘剂 ; 粉 尘 ; 吸湿 率 分 类号 T D 8 56 .4 露 天矿 公路是 露 天矿 生产 运输 的动 脉 , 一 般 为土石 或碎 石 临 时路面 , 公路 等级质 量 差 . 每 当 汽 车运 行 时 , 特 别是 重型 载重 汽 车运 行 时 , 尘 土 弥漫 , 空气 中的含 尘量 高达 .0 5 一 l g/ m 3 以上 , 超 过 国家卫 生标 准几 百 倍 , 造 成严 重粉 尘污 染`, , . 在抑 尘 剂 的研 究及 应 用 方 面 我 国远 落后 于 俄 罗斯 、 美 国 、 日本 等 . 为解 决矿 山 的粉 尘污 染 问 题 , 国 内常 用 的方 法是 用洒 水 车洒 水 . 这 种方 法 不但 耗 费较 大 , 而 且耽 误 生产 车辆 的正常 通行 , 降低 了车 队的运输 能力`2] . 另外 , 北 方冬 季气温 很 低 , 洒 水根 本 不能 使用 . 因此 用这 种 方法 来控 制 粉尘 是 不合 理也 不经 济 的 . 1 实验 方法 本研 究在 抚顺 西 露天矿 现 场路 面上 进行 , 分 路 边非 碾压 区 实验 和碾 压 区实验 , 用称 重 法研 究 试 样 的吸湿 、 放湿 过程 和 有关 影 响 因素 . ( l) 实验地 点 的选择 . 为 了使 整个 实验 具有代 表 性 , 选 择 了一 段有 一定 倾斜 度 、 日照 充足 、 通 风 、 车辆通 过 强度 适 中 的沙土 路面 . 这种 路 面在 车通 过 时很 容 易起 尘 , 具有 很 强 的代表 性 . (2 ) 吸湿性 卤化 物 的选 择 . 固体 抑尘材 料 的种 类很 多 , 如 N aC I , C aC 1 2和 M g 1C 2 等 . 从 吸湿 性 、 保 水性 、 防冻 性 、 材 料 来源 、 成 本 、 危 害性 等 方面 综 合考 虑 , 笔 者选 择 了 C a 1C 2 , M g 1C 2 这两 种 卤化 物 作 为 防冻抑 尘 剂 的主 要成 分 . (3 )防冻 抑尘 剂 的制 备 . 为测 试 出在技术 上可 行 、 经 济上 合理 的配方 , 共配 制 了质 量分 数 为 O , 4% , 6% , 8% , 10% , 12 % , 15% , 2 0% , 2 5% 的无 水 C a 1C 2 为 主 的水 溶 液 , 再加 入 占总质量 1% 的表 面 活 性剂 配方 ( 由两种表 面活 性剂 组成 ) , 这 称 为配 方 1 . 按 同样 的质量 分 数配 成六 水 M g CI : 为主水 的溶 液 , 称 为配 方 1 . 取 配 方 I , n 共 18 种溶 液 , 按 照矿 山 日常 洒水 防尘强度 ( 约 2 .2 8 k g/ m Z ) , 均匀 喷 洒 在 圈定 的 Z m x Z m ls 块 公路 路 旁 的非 碾压 区 上 . (4 ) 测定 的参 数 . 抚 顺地 区一 年 中气 温 一般 为 一 40 一 +3 5 ℃ , 相对 湿 度 为 25 % 一 95 % . 所 以 , 本 项研 究 的 实验环 境 比 较 有代 表性 . 在 实验 期 内 , 温 度 一 27 ~4 ℃ , 湿度 45 %一 65 % , 变化 不大 , 每 天 早晨 :9 0 0 左 右和 下 午 :6 0 0 左 右到 现场 取样 , 测 定 实验 区风 速和干 湿球 湿度 , 进 而换 算 出大气 的相对 湿 度 , 并 参考 当地 每 天 的最低 、 最 高温度 和 风速 等 气候 参数 . 先 称 出托盘 净 重 m , , 将 所取 土 样倒 入 托盘 , 称 出托 盘及 土样 总 质量 m Z , 送用 电烘 箱烘 干 , 每 次烘 干 时 间均 为 10 0 m in , 待完全 冷却 后称 出托 盘及 烘干 后 土样 总质 量 m 3 . 前 4 0 m in 为 电烘 箱 从 常温上 升 到 10 0℃ 所 用 时 间 , 后 60 m in 为连 续 烘干 时 间 , 达 到完 全烘 干 , 从 而保 证 了实 验 的 准 确 性 . 试 样 的 含 水 率 叮定 义 为叮= (处一 m a)/ m( 2一 m , ) x l o % . 配 方抗 冻性 能 的测 定在 冷冻试 验 室 用 D F 3 5 3 5 大 连 石油低 温 粘性 测 定仪 测 定 的 . 收稿 日期 2 0 03 刁3弓 l 金 龙哲 男 , 3 9 岁 , 博士 后 * 国家 自然科 学基金 资助课 题 ( N 认 5 9 70 4 0 0 2) 2 实验 结果 与分 析 固体 卤化物 昼夜 吸湿 、 放 湿 的周期 性 部分 测 定结 果如 图 l 所 示 , 其 中曲线从上 到下 表示 抑 尘 剂 在试 样 中的含量 (质 量分 数 )分 别为 。 , 4% , 6% , DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 2004. 01. 002