D0I:10.13374/j.issn1001-053x.2005.06.003 第27卷第6期 北京科技大学学报 VoL27 No.6 2005年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.2005 露天矿运输道路生态型抑尘因子的选择 谭卓英”刘文静)赵星光》蔡美峰” 1)北京科技大学金属矿山高效开采与安全教育部重点实验室，北京1000832)北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 3)广西大学资源与环境学院，南宁530004 摘要根据露天矿汽车运输土质路面特征及扬尘的发生机理，从环境本底条件出发，建立 了黏结凝并、吸湿、保水等抑尘因子的选择原则.对蔗糖、可溶性淀粉、丙三醇、碳酸钠、硅酸 钠等因子进行了粘度、吸湿、高温抗蒸发及研磨抗辗压等实验模拟研究，并与纯水进行了对 比.结果表明，由可溶性淀粉、硅酸钠和丙三醇组成的抑尘剂，粘度可达510mPa~s,粉尘的饱 和吸剂率达到65.3%，恒高温(45℃)下单位面积的抗蒸发速率为0.03gcm2,h,抗蒸发时间达 65.17,具有强的黏结、凝并、吸湿、保水、抗高温和固结路面等性能，而且吸附性强，不产生喷 洒时的二次扬尘，对矿石加工与治炼无任何副作用，环境友好. 关键词露天矿：简易公路：抑尘因子：吸湿率：二次污染 分类号TD856.4 汽车运输是露天矿最大的粉尘污染源，扬尘 时间为350min,粘度小于8mPas,pH值为8~9， 量占全矿总产尘量的70%90%.目前，露天矿抑 当喷洒量为24L·m2,温度18~32℃时，抑尘时效 尘技术主要是洒水防尘.但是，由于纯水的抗蒸 超过10do. 发性差，当喷洒量为56L·m2时，有效抑尘时间 以上抑尘剂除部分功能单一及性价比低外， 为0.5h左右；当喷洒量为1.5-2.0L·m2时，则只 有些有机物所含有的络合物具有强烈的毒性、挥 能保持10~15min,抑尘时效短.此外，由于纯水 发性、非亲水性及难降解性：卤化物、硫酸盐等无 对粉尘吸附性差及表面张力大等原因，易产生喷 机盐不仅腐蚀设备，同样也会对水体、土壤等产 洒时的二次扬尘以及水土流失而破坏路面，所 生污染.目前，抑尘理论、技术和方法正朝着高分 以，洒水并非高效节约的抑尘办法.近10年来， 子、多组分、多功能、高性价比与环境友好方向发 寻求抑尘剂防尘已成为世界各国研究的主要方 展.为了寻求新的抑尘理论与方法，笔者针对某 向，按抑尘原理，抑尘剂主要有黏结型、湿润型、 露天矿环境本底条件及运输路面粉尘发生机理， 吸湿保水型及复合型几种，它们各具特点.此 提出了生态抑尘的思想，并进行了探索 外，表面活性剂在煤尘抑制及防火方面的研究一 直受到关注，各种分子型表面活性剂已作为抑尘 1基本参数测试与抑尘因子选择 助剂或独立的功能成分用于煤尘的控制” 1.1粉尘基本参数测试 在抑尘性能和效果上，乳化沥青液，当喷洒 (1)粉尘取样与制备，尘样主要根据尘源来取 量为2.7~3.7kgm2时，抑尘时效可达4个月余； 样，选取有代表性的地点进行人工收集，这里，以 水乳焦化重油，粘度1.35~2.20Pas',当喷洒量为 采场运输道路、放矿平台及矿石与采场顶/底板 0.60.8kgm2时，抑尘时效达2~3d,碴油乳化液 围岩为主，对于所采集的尘样，经过烘干并筛分 粘尘剂，当喷洒量为1.5~2.0kgm2时，抑尘时效 滤去粒径大于10m的非吸入性粉尘，筛分采用 达10-12d:当喷洒如高倍吸水树酯在湿度 XSB-70B分析振动标准筛(45~250目).在某露天 45%-75%,温度10-30℃，喷洒量1.5-2.0kgm2 矿中，全区原矿含粘土40.0%，粒径dk0.3mm者占 时，抑尘时效8d,MPS型抑尘剂，60℃时抗蒸发 46.0%.其细粒原矿及尾矿中可吸入性颗粒的含 收稿日期：20041009修回日期：200502-22 量分别为19.0%和72.0%.表层土样中，三个不同 基金项目：国家科技攻关计划重大项目(No,2004BA615A-18) 作者简介：谭卓英(1965一)，男，博士 样点的土样经研磨后的可吸入性颗粒含量分别第 卷 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 〕 露天矿运输道路生态型抑尘 因子 的选择 谭 卓英 ‘， 刘 文静 ” 赵 星 光 ” 蔡 美峰 ” 北 京科技大学金属矿 山 高效开 采 与 安全 教 育部重 点 实验 室 ， 北 京 北京 科技 大学 材料 科 学与 工 程 学 院 ， 北 京 广西 大 学 资源与环 境 学 院 ， 南 宁 摘 要 根 据 露 天矿 汽 车 运输 土 质路面特征 及 扬 尘 的发 生 机理 ， 从 环 境 本 底 条件 出发 ， 建 立 了豁 结凝 并 、 吸 湿 、 保水 等抑 尘 因 子 的选 择 原则 对 蔗糖 、 可 溶性 淀粉 、 丙 三 醇 、 碳 酸钠 、 硅 酸 钠 等 因 子进 行 了粘 度 、 吸湿 、 高温抗 蒸发及 研 磨抗辗 压 等 实验 模拟 研 究 ， 并 与纯 水 进 行 了对 比 结 果 表 明 ， 由可 溶性 淀粉 、 硅 酸钠 和 丙 三 醇组 成 的抑 尘 剂 ， 粘度 可 达 ， 粉尘 的饱 和 吸 剂 率达 到 ， 恒 高温 ℃ 下 单位 面 积 的抗 蒸发速 率为 · 一 ， · 一 ，， 抗 蒸发 时 间达 ， 具 有 强 的勃 结 、 凝 并 、 吸湿 、 保水 、 抗 高温和 固结路 面 等性 能 ， 而 且吸 附性强 ， 不 产 生 喷 洒 时 的 二 次扬 尘 ， 对 矿 石 加 工 与 冶炼 无 任 何 副 作 用 ， 环 境 友 好 关键词 露天矿 简易公 路 抑尘 因 子 吸湿 率 二 次污染 分 类号 汽 车运 输 是露 天矿 最 大的粉 尘 污 染源 ， 扬 尘 量 占全 矿 总产 尘 量 的 一 目前 ， 露 天 矿 抑 尘 技 术 主 要 是 洒 水 防尘 但 是 ， 由于 纯 水 的抗 蒸 发性 差 ， 当喷 洒 量 为 一 一 “ 时 ， 有 效抑 尘 时 间 为 左 右 当喷 洒 量 为 一 一 时 ， 则 只 能保 持 一 巧 ， 抑 尘 时 效短 此 外 ， 由于 纯 水 对 粉 尘 吸 附性 差及 表 面 张 力 大 等 原 因 ， 易产 生 喷 洒 时 的二 次扬 尘 以及 水 土 流 失 而 破 坏 路 面 所 以 ， 洒 水 并 非 高效节 约 的抑 尘 办法 近 年 来 ， 寻 求 抑 尘 剂 防 尘 己 成 为世 界 各 国研 究 的主 要 方 向 按 抑 尘 原 理 ， 抑 尘 剂 主 要 有 豺 结 型 、 湿 润 型 、 吸湿 保 水 型 及 复合 型 几 种 ， 它 们 各 具特 点 【卜 此 外 ， 表 面 活性剂 在 煤尘抑 制 及 防火 方面 的研 究一 直 受 到 关注 ， 各种 分子 型表 面 活 性 剂 己作 为抑 尘 助 剂 或 独 立 的功 能成 分 用 于 煤 尘 的控 制 ‘ 一 在抑 尘 性 能和 效 果 上 ， 乳 化 沥 青 液 ， 当喷 洒 量 为 一 · 一， 时 ， 抑 尘 时效 可 达 个 月 余 水 乳焦化重 油 ， 粘 度 一 一 ’ ， 当喷 洒 量 为 一 靶 · 一， 时 ， 抑 尘 时效达 一 〕 碴 油乳化 液 粘 尘 剂 ， 当喷 洒 量 为 一 · 一 ， 时 ， 抑 尘 时 效 达 一 当 喷 洒 如 高 倍 吸 水 树 酷 在 湿 度 一 ， 温 度 一 ℃ ， 喷 洒 量 一 · 一， 时 ， 抑 尘 时效 ， 型抑 尘 剂 ， ℃ 时抗 蒸 发 收稿 日期 一 修 回 日期 一 一 基 金 项 目 国家科 技攻 关 计划 重 大 项 目 一 作者简介 谭卓 英 一 ， 男 ， 博 士 时 间 为 ， 粘 度 小 于 · ， 值 为 一 ， 当喷 洒 量 为 礴 一 ，， 温度 一犯℃ 时 ， 抑 尘 时效 超 过 【，。 〕 以上抑 尘 剂 除部 分 功 能单一及 性价 比低 外 ， 有 些 有机 物 所 含 有 的络 合 物 具有 强烈 的毒 性 、 挥 发 性 、 非 亲水 性及 难 降解 性 卤化物 、 硫 酸 盐 等无 机 盐 不仅 腐蚀 设 备 ， 同样 也 会 对 水 体 、 土 壤 等 产 生污 染 目前 ， 抑 尘理 论 、 技 术和 方法 正朝 着 高分 子 、 多组 分 、 多功 能 、 高性 价 比与环 境友 好 方 向发 展 为 了寻 求 新 的抑 尘 理 论 与方 法 ， 笔 者 针 对 某 露 天矿环 境本 底 条件及 运 输路 面粉 尘 发 生机 理 ， 提 出 了生 态 抑 尘 的思 想 ， 并进 行 了探 索 基 本参数 测 试 与抑 尘 因子 选 择 粉 尘 基 本 参 数 测 试 粉 尘 取 样 与制 备 尘 样 主 要根据 尘 源 来取 样 ， 选 取有 代 表性 的地 点进 行 人工 收集 这 里 ， 以 采 场 运 输道 路 、 放 矿 平 台及 矿 石 与 采场 顶 底 板 围岩 为主 对 于 所 采 集 的尘 样 ， 经 过 烘 干 并筛 分 滤 去 粒 径 大 于 林 的非 吸 入 性粉 尘 ， 筛 分 采 用 一 分 析 振 动标准 筛 一 目 在 某 露天 矿 中 ， 全 区原矿 含粘 土 ， 粒径 者 占 其 细粒 原矿 及 尾 矿 中可 吸 入 性颗 粒 的含 量 分 别 为 和 表 层 土 样 中 ， 三 个 不 同 样 点 的土 样 经 研 磨 后 的可 吸 入 性 颗 粒 含 量 分 别 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2005．06．003