Композиция для контроля запыленности и ограничения повторного поглощения влаги

КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗАПЫЛЕННОСТИ И ОГРАНИЧЕНИЯ ПОВТОРНОГО ПОГЛОЩЕНИЯ ВЛАГИ Настоящее изобретение относится к композиции, которая позволяет уменьшить количество пыли в окружающей среде путем нанесения ее на твердую поверхность, при этом рассеивание пыли в окружающую среду минимизировано. Композиция позволяет мгновенно снизить количество пыли и устранить поглощение влаги на поверхностях, которые со временем предрасположены к такому поглощению. Указанное изобретение можно использовать в отношении добытых полезных ископаемых или синтетических материалов, которые проявляют склонность к образованию пыли и поглощению влаги во время хранения и транспортировки, поэтому композиция может обеспечить более безопасную окружающую среду и более длительное хранение продуктов. Область техники Настоящее изобретение относится к получению продукта для контроля запыленности, который со временем проявляет способность к контролю остаточной запыленности. Согласно изобретению предложена композиция и способ нанесения продукта на поверхность для обеспечения контроля запыленности и также предоставляет возможность контроля остаточной запыленности после процесса отверждения. Изобретение позволяет осуществлять не только контроль исходной и остаточной запыленности, но также ограничивает повторное поглощение влаги во время хранения и транспортировки. Уровень техники В настоящем изобретении описана композиция для применения при контроле запыленности поверхностей, при этом такой контроль особенно эффективен при добыче, обработке и хранении полезных ископаемых. Предлагаемый продукт является эффективным при применении в добывающей отрасли,поскольку он также снижает повторное поглощение влаги во время хранения и транспортировки полезных ископаемых. Кроме того, изобретение относится к способу применения композиции для уменьшения пылеобразования и длительного контроля запыленности. Изобретение можно применять для обеспечения контроля запыленности в случае, когда твердые частицы пыли выбраны из группы, состоящей из угля, обогащенного угля, боксита, железной руды, медной руды, песка, гравия, глины, грунта, фосфатной породы, свинца/цинка, таконита, бериллия, трона,каолина, диоксида титана, урана, драгоценных металлов и т.п. При контроле запыленности на всей поверхности может присутствовать более чем один вид твердых частиц. Подавление пыли представляет собой снижение степени, с которой мелкодисперсные твердые частицы вещества суспендируются в воздухе. Разнообразные вещества, такие как уголь, сера, фосфат, глина,поташ и другие мелкодисперсные руды и полезные ископаемые, образуют пыль при транспортных операциях и погрузочно-разгрузочных работах во время добычи, транспортировки, хранения и применения металлов и т.п. При контроле запыленности на всей поверхности может присутствовать более чем один вид твердых частиц. Подавление пыли представляет собой снижение степени, с которой мелкодисперсные твердые частицы вещества суспендируются в воздухе. Разнообразные вещества, такие как уголь, сера, фосфат, глина,поташ и другие мелкодисперсные руды и полезные ископаемые, образуют пыль при транспортных операциях и погрузочно-разгрузочных работах во время добычи, транспортировки, хранения и применения. Пыль представляет чрезвычайно серьезную угрозу безопасности и здоровью при добыче угля, погрузочно-разгрузочных и складских работах. Уголь часто крошится на небольшие куски под действием ветра и дождя, трения, вызванного движением при перевозке, и истирания при погрузочно-разгрузочных работах. Размер частиц вдыхаемой угольной пыли составляет менее чем примерно 10 микрон и ее вдыхание может привести к пневмокониозу, т.е., "болезни черных легких". Кроме того, могут происходить взрывы пыли вследствие самовозгорания, когда пыль заключена в небольшое воздушное пространство,такое как при добыче угля. Известны способы подавления пыли в шахтах путем орошения различными водными системами,содержащими химические добавки, для улучшения условий работы и снижения токсикологических рисков и взрывоопасности. Например, в патенте США 4425252 описан способ снижения выбросов угольной пыли путем применения анионного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, додецилбензолсульфоната натрия, и неионного поверхностно-активного вещества, предпочтительно, полиэтоксилированного нонилфенола, в водном составе. Способ включает орошение участка с угольной пылью с помощью состава, состоящего из воды, содержащей до 0,1 мас.% смеси анионного поверхностноактивного вещества, т.е. водорастворимой соли алкиларилсульфоновой кислоты, и неионного поверхностно-активного вещества, при этом величина гидрофильно-липофильного баланса смеси лежит в диапазоне от 10 до 16. Оптимально, смесь содержит один или более со-растворителей, как правило, из класса моноалкиловых эфиров алкиленгликоля, C2-C5 алканолов и их смесей. Кроме того, для подавления угольной пыли было разработано несколько методик с применением пенообразующих композиций. Например, в патенте США 4551261 описана пена, содержащая воду,пенообразующий агент и эластомерный водонерастворимый полимер. В качестве подходящих для применения пенообразующих агентов описаны разнообразные анионные и неионные поверхностноактивные вещества и моющие увлажняющие средства, и в качестве подходящих для применения эластомерных водонерастворимых полимеров описаны разнообразные эластомерные и воднерастворимые синтетические органические полимерные связующие вещества. Патент США 4971720 относится к способу подавления технологических выбросов пыли. В этом способе применяют пенообразующий агент, который может представлять собой поверхностно-активное вещество с низкой солеустойчивостью, выбранное из солей жирных кислот, алкилсульфатов и алкиларилсульфонатов. В патенте США 4561905 описана смесь для подавления угольной пыли из масла, воды и поверхностно-активного вещества в форме эмульсии, которая при разбавлении образует пену. Затем пену разбрызгивают на падающую массу угля. Подходящие для применения в этой композиции масла представляют собой тяжелые технологические масла и включают асфальт, растворенный в умеренно тяжелом масле, остаточные промывочные нефти или сравнительно высоковязкое нефтяное топливо. Вязкость предпочтительных масел находится в диапазоне приблизительно от 600 до 7000 единиц Сейболда (SUS) при 38 С, температура текучести - в диапазоне приблизительно -18-21C, молекулярная масса составляет по меньшей мере 300 и температура кипения по меньшей мере 204C. В патенте США 4944892 предложена водная композиция, содержащая, наряду с другими вспомогательными веществами, этоксилат линейного первичного спирта в качестве поверхностно-активного вещества, подходящее ароматизирующее масло, такое как хвойное масло или лимонное масло, и воду. В патенте США 4929278 описано водное средство для ванн, содержащее эфирные масла, такие как масло из апельсиновой кожуры, апельсиновое масло, лимонное масло или т.п. Кроме того, средство для ванн содержит мыло или поверхностно-активное вещество, которое может включать неразветвленные алкилбензолсульфонаты, алкиловый эфир серной кислоты, эфир серной кислоты и алкилового эфира и т.п. В патенте США 3367878 предложена композиция, содержащая 20,2 мас.% воды, 1,0 мас.% хвойного масла, 1,8 мас.% ксилолсульфоната натрия в качестве поверхностно-активного вещества. В патенте США 4175062 описана водная композиция, содержащая 7,5 мас.% додецилбензолсульфоната натрия, 0,8 мас.% хвойного масла и другие вспомогательные вещества. В японском патенте JP 44495 описана водная композиция, содержащая 20 мас.% лаурилбензолсульфоната натрия и 1 мас.% D-лимонена вместе с другими вспомогательными веществами. Таким образом, были разработаны различные методы подавления и контроля пыли, в частности,при добыче полезных ископаемых, и многие из этих методов являются эффективными с точки зрения снижения количества пыли. Однако все еще существует потребность в улучшении пылеподавления. Что касается добычи мелкодисперсных руд и полезных ископаемых, многие из прежних методов были разработаны без учета проблем, связанных с современной практикой разработки месторождений. Определения Носитель (масляный носитель, служит для переноса других реагентов). Такие масляные носители на основе углеводородов получают экстракцией из неочищенного нефтяного масла (пример: парафиновый растворитель со слабовыраженным запахом, растворитель Escaid 110 от фирмы Exxon, минеральные масла). Указанные масла также можно получить из сельскохозяйственных источников, таких как биодизельное топливо, которое, например, получают из кукурузы или соевых бобов. Другие сельскохозяйственные источники также существуют и не должны ограничивать настоящее изобретение. Диспергирующий агент (способствует эффективному покрытию поверхности). Эти вещества можно получить из природных или синтетических источников (пример: апельсиновое масло, хвойное масло, эфирные масла, терпены, катионные, неионные, катионные и анионные этоксилированные поверхностно-активные вещества и их смеси). Агент, модифицирующий поверхность (эластомер) Этот материал представляет собой любое вещество, которое увеличивает клейкость составов, например вещества, полученные из источников каучука, как природных (натуральный каучуковый латекс,Юнион карбайд, NC-358) так и синтетических (полиизопреновая суспензия, Кратон IR.401). Связующий агент (способствует однородному перемешиванию) Эти вещества получают из природных источников, таких как соевые бобы и другие сельскохозяйственные культуры. Они представляют собой фосфолипиды. (пример: ALC, Alcotec S, American LecithinCompany). Краткое описание изобретения В настоящем изобретении описаны следующие ключевые аспекты. 1. Преимущество изобретения заключается в том, что оно обеспечивает улучшенный контроль запыленности. 2. Преимущество изобретения заключается в том, что оно ограничивает повторное поглощение влаги. 3. Преимущество изобретения заключается в том, что оно обеспечивает контроль остаточной запыленности. 4. Обеспечивает способ контроля запыленности во время хранения или транспортировки. Подробное описание изобретения Настоящее изобретение относится к композиции для контроля запыленности, состоящей из эффективного количества носителя, диспергирующего агента и агента, модифицирующего поверхность. Эта композиция предназначена для применения на самых разнообразных поверхностях для уменьшения пылеобразования в открытой или замкнутой окружающей среде. Композиция для контроля запыленности может также включать связующий агент, который может улучшить общий вид композиции, делая ее более однородной. Связующий агент может представлять собой поверхностно-активное вещество, предпочтительно один или более фосфолипидов. Композиция содержит носитель, который может представлять собой смесь синтетических или натуральных масел. Предпочтительными носителями являются одно или более из следующих веществ: биодизельное топливо, минеральные масла, парафиновый растворитель со слабовыраженным запахом,растворитель Escaid 110 от фирмы Exxon и парафиновые масла. Также композиция может включать агент, регулирующий отверждение, который можно применять для регулирования времени отверждения,поскольку это время может варьировать в зависимости от поверхности и окружающей среды. Диспергирующий компонент в составе композиции предпочтительно представляет собой одно или более из следующих веществ: апельсиновое масло, хвойное масло, эфирное масло, терпены, катионные этоксилаты, неионные этоксилаты, пропоксилаты и анионные этоксилаты. Агент, модифицирующий поверхность, входящий в состав композиции, можно получить из природного источника, как, например, натуральный каучуковый латекс, или в результате химического синтеза, как, например, полиизопреновую суспензию. Композиция для контроля запыленности содержит указанные компоненты в следующих диапазонах: 50-98% носителя, 0,05-10% диспергирующего агента, 0,05-20% агента, модифицирующего поверхность, и 0,1-50% связующего агента. Предпочтительный диапазон содержания таких компонентов в композиции для контроля запыленности составляет 80-90% носителя, 0,5-2% диспергирующего агента, 0,55% агента, модифицирующего поверхность, и 5-20% связующего агента. Изобретение также включает способ применения композиции для контроля запыленности, при котором на поверхность наносят эффективное количество композиции для незамедлительного удаления частиц пыли, при этом эффективность композиции сохраняется в течение продолжительного периода времени. Композицию наносят с применением распылителя или установки для нанесения покрытия,сконструированных надлежащим образом. Для контроля остаточной пыли в течение хранения или транспортировки поверхности и для предотвращения повторного поглощения влаги во время хранения и транспортировки нанесение проводят, используя эффективное количество композиции. Композицию можно применять на самых разнообразных поверхностях, включая, но не ограничиваясь ими, добываемые полезные ископаемые, синтезированные сухие материалы, дороги, уголь, поташ и/или фосфат. Примеры Приведенное выше описание можно лучше понять с помощью следующих примеров, предназначенных для иллюстрации способов реализации изобретения, не ограничивающих его объема. Следует учитывать, что специалистам в данной области техники будут очевидны различные изменения и модификации предпочтительных вариантов реализации, описанных в настоящей заявке. Такие изменения и модификации можно сделать, не отклоняясь от сущности и объема изобретения и не уменьшая его предполагаемых преимуществ. Соответственно, предполагают, что такие изменения и модификации включены в прилагаемую формулу изобретения. Испытания проводят с использованием устройства с измерительной камерой, в котором демонстрируют эффективность контроля запыленности согласно заявленному изобретению. Основная часть устройства с измерительной камерой представляет собой полую алюминиевую деталь с передвижной стальной пластиной в верхней части устройства, куда загружают пробы, и системой обнаружения в нижней части, состоящей из лазера, источника питания, детектора и съмной детали, необходимой для очистки. Такая система установлена на основании, содержащем вкладыш, который вставлен внутрь алюминиевой части. Ниже описана методика испытаний, применяемая для оценки проб в приведенных примерах. Пробоподготовка С помощью этого устройства можно исследовать только сухие пробы. При необходимости вещества измельчают до получения пыли в керамическом контейнере, заполненном стальными шарами. Многочисленные шары помещают в керамический контейнер с исследуемым веществом и позволяют перекатываться в течение заранее установленного промежутка времени. Затем частицы просеивают через сито 30 меш для отделения более крупных частиц. Затем вещество нагревают до подходящей температуры в 180F (82 С) печи в течение одного часа(при необходимости). Подходящее количество агента для контроля запыленности наносят на пыль, все еще находящуюся в печи (при необходимости) и тщательно перемешивают. Затем пыль, содержащую агент для контроля запыленности, оставляют охлаждаться до комнатной температуры перед испытанием в устройстве с измерительной камерой. Пробоотбор Включают систему обнаружения в измерительной камере и запускают систему сбора данных. Закрепляют стальной поддон в горизонтальном положении с помощью магнита. Загружают предварительно заданное количество пробы в откидной поддон (масса пробы 5-15 г). Собирают данные из программы связи. Начинают испытание, подключаясь к системе обнаружения. Официально начинают измерение оптических плотностей. С помощью детектора определяют величину рассеяния света во времени. Сначала определяют базовую линию, чтобы гарантировать отсутствие загрязнителей в лазерном поле. После установления базовой линии магнит можно убрать, что вызовет падение пробы в нижнюю часть устройства и приведет к увеличению оптической плотности. Через предварительно установленный промежуток времени сбор данных прекращают. Пример 1. (Стандартный образец мелкодисперсного лангбейнита) Проба Y: 98% носителя, 1% диспергирующего агента и 1% агента, модифицирующего поверхность. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Композиция для контроля запыленности, содержащая 50-98% масляного носителя на основе углеводородов, 0,05-10% диспергирующего агента, 0,05-20% эластомера, увеличивающего клейкость композиции, и 0,1-50 % связующего агента, представляющего собой фосфолипид, причем масляный носитель на основе углеводородов представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей биодизельное топливо, минеральное масло, парафиновый растворитель со слабовыраженным запахом, растворитель Escaid и парафиновое масло, и диспергирующий агент представляет собой по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, включающей апельсиновое масло, хвойное масло, эфирное масло, терпен, катионный этоксилат, неионный этоксилат, пропоксилат и анионный этоксилат. 2. Композиция для контроля запыленности по п.1, дополнительно содержащая агент, регулирую-4 020223 щий отверждение. 3. Композиция для контроля запыленности по п.1, отличающаяся тем, что содержит натуральный эластомер, увеличивающий клейкость композиции. 4. Композиция для контроля запыленности по п.1, отличающаяся тем, что содержит синтетический эластомер, увеличивающий клейкость композиции. 5. Композиция для контроля запыленности по п.3, отличающаяся тем, что эластомер, увеличивающий клейкость композиции, представляет собой натуральный каучуковый латекс. 6. Композиция для контроля запыленности по п.4, отличающаяся тем, что эластомер, увеличивающий клейкость композиции, представляет собой полиизопреновую суспензию. 7. Способ контроля запыленности, включающий нанесение композиции по п.1 на поверхность. 8. Способ по п.7, отличающийся тем, что композицию наносят с применением распылителя или устройства для нанесения. 9. Способ по п.7, отличающийся тем, что поверхность представляет собой добываемое полезное ископаемое. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что добываемое полезное ископаемое представляет собой уголь, поташ или фосфат. 11. Способ по п.7, отличающийся тем, что поверхность представляет собой дорогу и частицы пыли представляют собой дорожную пыль.