Vol.27 No.6 谭卓英等：露天矿运输道路生态型抑尘因子的选择 ·651· 可溶性淀粉作为黏结、凝并因子 结果如图2.为了寻求更好的吸湿保水效果，对不 (3)吸湿因子，吸湿因子要求能够从大气中吸 同配比的尘样在相同条件下进行实验，其结果如 收足够的水分，其最佳效果是吸收水分的速率大 图3所示.模拟是在室温28~34℃及相对湿度 于或等于水分蒸发的速率：而且，吸湿因子在采 83.0%~91.0%下进行的.图3中，1为0.5%碳酸 用无机盐时，应能根据土壤的酸碱度对土壤特性 钠+2.5%硅酸钠，2为1%碳酸钠+2%硅酸钠，3为 进行适当调节，达到改良土壤的性能.常见的吸 1.5%碳酸钠+1.5%硅酸钠，4为2%碳酸钠+1%硅 湿剂包括无机盐和某些有机溶剂，由于有机溶剂 酸钠，5为2.5%碳酸钠+0.5%硅酸钠 类的成本比无机盐高，故首选无机盐，这些无机 23保水因子抗蒸发性实验 盐主要包括卤化物，Na,CO,NaSO2,(NH)SO, (1)室温下的吸湿保水.其实验条件与Na,CO NaHCO,及Na.SiO,等.由于卤盐和硫酸盐具有强 和Na,SiO3不同，是将120mL水加入相应溶质配 烈的腐蚀作用，会造成对设备和环境的损害，一 制成0.5%的丙三醇溶液，洒到装有200g该矿运 般不应予以考虑，根据本次研究所在矿区的土壤 输路面的尘样蒸发皿中，待尘样润湿后，做吸湿 呈弱酸性，pH值(5.6~6.S),本次实验选用NaCO, 抑尘实验，测定其含湿量的变化，结果如图4. 和Na2SiO.作为吸湿因子， 10r ◆ (4)保水因子，保水因子同时也是吸水因子， 能在粉尘颗粒表面形成一层保护膜，从而降低溶 。一蔗糖 ◆一可溶性淀粉 液的表面张力，减少喷洒时的流失，并提高粉尘 4 的表面吸附作用，阻止水分的快速蒸发，此外，降 低在粉尘中的入渗速度，延长吸湿保水时间：同 时，又增强粉尘颗粒之间的分子吸引力，加强颗 0 10 152025303540 粒间的凝并效果.在各种表面活性因子中，根据 质量分数% 保水性效果测试，这里选择丙三醇作为保水因 图1蔗糖和可溶性淀粉的粘度随质量分数的变化曲线 子.在以上各因子的选择中，必须遵循抑尘功能、 Fig.1 Change in viscosity with mass fraction of sucrose and dissol- uble starch specimens 性价比与环境效应的统一，抑尘剂的酸碱度取决 50 于环境本底的pH值以及抑尘剂粘度的要求，以 日-3%碳酸钠 40 使用后能中和水土环境的酸碱度为标准， +3%硅酸钠 30 纯水 2实验模拟结果 如20 2.1凝并因子粘度实验 粘度是评价凝并因子凝并效果优劣的重要 0 12 36 60 84 108 参数.可定义为两层液体间一定面积、一定速度 时间h 梯度时的摩擦力，单位质量分数下，凝并因子的 图2吸湿保水因子含湿量随时间的变化曲线 粘度越高，其黏结凝并效果越好，质量分数均指 Fig.2 Change in moisture content with time of individual mois. ture-absorbing factors 固含量，溶剂为普通自来水.实验时，水的粘度为 0 ◆1 1.56mPas,水的温度为17-23℃.蔗糖和可溶性 9-2 40 淀粉的粘度随质量分数变化的曲线如图1. 2.2吸湿因子吸湿保水实：验 30 根据单因素实验，无机盐质量分数在3%左 赠20 右时即能达到吸湿保水的效果.为了区分Na,CO 10 和NazSiO,的吸湿保水性，参照上述粉尘的饱和 吸水率实验所测结果，分别按90mL水加入相应 0 20 406080100120 吸湿因子配制成质量分数为3.0%的Na.CO和 时间h 图3多吸湿因子的含湿量随时问的变化曲线 Na:SiO,溶液，分别洒到装有200g尘样蒸发皿中， Fig.3 Change in moisture content with time of multi moisture-ab- 待尘样饱和吸水后，测定一定时间后的含湿量， sorbing factors谭 卓 英等 露 天 矿 运输 道路生 态 型抑 尘 因 子 的选 择 一 结果如 图 为 了寻求 更好 的吸湿 保 水效 果 ， 对 不 同配 比 的尘样 在 相 同条 件 下 进行 实验 ， 其 结 果 如 图 所 示 模 拟 是 在 室 温 一 ℃ 及 相 对 湿 度 、 下 进 行 的 图 中 ， 为 碳 酸 钠 硅 酸 钠 ， 为 碳 酸钠 硅 酸 钠 ， 为 碳 酸 钠 硅 酸钠 ， 为 碳 酸 钠 硅 酸钠 ， 为 ， 碳 酸 钠十 硅 酸钠 保 水 因子 抗 蒸 发 性 实 验 室温 下 的吸湿 保 水 其 实验条件 与 灸 和 灸 ， 不 同 ， 是 将 水 加 入 相 应 溶 质 配 制 成 的丙 三 醇 溶 液 ， 洒 到装 有 该矿 运 输路 面 的尘 样 蒸 发 皿 中 ， 待 尘 样 润 湿 后 ， 做 吸湿 抑 尘 实验 ， 测 定 其 含 湿 量 的变 化 ， 结 果 如 图 一 一 一 一 一一一一 蔗糖 可溶性淀粉 一 目 一 ︵侧︾姆由 一土一 一一土 － 一 一 上一一 一 」一 一 ‘ 一 一一上一习 质量 分数 图 蔗 糖和 可 溶 性 淀粉 的粘度 随 质量 分 数 的变化 曲线 卜 ， 卜 代 一 一 一一 一一门 王斗 一 碳酸钠 斗 硅酸钠 创卜 纯水 门，山、 八 咧嚎如冬 可 溶 性 淀 粉 作 为郭 结 、 凝 并 因 子 吸湿 因子 吸湿 因子 要求 能够 从大气 中吸 收足 够 的水 分 ， 其最佳 效果 是 吸 收水 分 的速 率 大 于 或 等 于 水 分 蒸 发 的速 率 而 且 ， 吸湿 因子 在采 用 无机 盐 时 ， 应 能根据 土 壤 的酸 碱度对 土壤特 性 进 行 适 当调 节 ， 达 到 改 良土 壤 的性 能 常 见 的吸 湿 剂包 括无 机 盐 和某 些 有机 溶 剂 ， 由于 有机 溶剂 类 的成 本 比无 机 盐 高 ， 故 首选 无 机 盐 这 些 无 机 盐 主 要 包 括 卤化 物 ， 灸 ， ， 月 ， ， 及 灰 。 等 由于 卤盐 和硫 酸 盐 具 有 强 烈 的腐 蚀 作用 ， 会 造 成 对 设 备 和 环 境 的损 害 ， 一 般 不应 予 以考虑 根据 本 次研 究所 在矿 区 的土 壤 呈 弱 酸 性 ， 值 一 ， 本 次 实验 选 用 灸 和 作 为吸湿 因子 保 水 因子 保 水 因 子 同时 也 是 吸 水 因 子 ， 能在 粉尘颗 粒表面 形成 一 层 保 护 膜 ， 从而 降低 溶 液 的表 面 张 力 ， 减 少 喷 洒 时 的流 失 ， 并 提 高粉 尘 的表 面 吸 附作用 ， 阻止 水 分 的快 速 蒸 发 此 外 ， 降 低 在 粉 尘 中 的入渗 速 度 ， 延 长 吸湿 保水 时 间 同 时 ， 又 增 强粉 尘颗 粒 之 间 的分 子 吸 引力 ， 加 强颗 粒 间 的凝 并效果 在 各 种 表 面 活 性 因子 中 ， 根 据 保水 性 效 果 测 试 ， 这 里 选 择 丙 三 醇 作 为 保 水 因 子 ， 在 以上 各 因子 的选择 中 ， 必 须遵 循抑 尘 功 能 、 性价 比与环 境 效应 的统 一 ， 抑 尘 剂 的酸 碱 度 取 决 于环 境 本底 的 值 以及 抑 尘 剂 粘 度 的要 求 ， 以 使 用 后 能 中和 水 土 环 境 的酸碱 度 为标 准 山一一 一一 一一一一日‘ 一 一‘ 一 一止 时间压 图 吸 湿 保 水 因 子 含湿 量随 时间的 变化 曲线 代 一 比 一今 峨 ，奋一 一么一 州 一 ︸︺气气，‘ 、 八曰 咧赌和芝 实验 模拟结 果 凝 并 因子 粘 度实验 粘 度 是 评 价 凝 并 因 子 凝 并 效 果 优 劣 的 重 要 参 数 可 定义 为两 层 液 体 间一 定面 积 、 一 定速 度 梯 度 时 的摩 擦 力 单位 质 量分 数 下 ， 凝 并 因子 的 粘 度 越 高 ， 其 赫 结凝 并 效 果越 好 ， 质 量 分数 均 指 固含 量 ， 溶剂为普通 自来水 实验 时 ， 水 的粘度 为 · ， 水 的温 度 为 一 ℃ 蔗 糖 和 可 溶 性 淀 粉 的粘 度 随质 量 分 数 变 化 的 曲线如 图 吸 湿 因子 吸湿 保 水 实验 根 据 单 因 素实验 ， 无 机 盐 质 量 分数 在 左 右 时 即能达 到吸湿 保 水 的效 果 ， 为 了区分 灸 和 ， 的吸湿 保 水 性 ， 参 照 上 述 粉 尘 的饱 和 吸 水 率 实验 所 测 结 果 ， 分 别按 水 加 入 相 应 吸 湿 因 子 配 制 成 质 量 分 数 为 的 灸 ， 和 灸 。 溶 液 ， 分别 洒 到装 有 尘样蒸 发皿 中 ， 待 尘样 饱 和 吸 水 后 ， 测 定 一 定 时 间后 的含湿 量 ， 一一 ‘ 一一二 一一 一一 一上一 一 一 一 时 间小 图 多吸 湿 因子 的含湿 量随 时 间 的变 化 曲线 代 代 一