一种环保型煤矿降尘剂的制备方法技术领域
本发明涉及一种环保型煤矿降尘剂的制备方法，属于降尘剂技术领域。
背景技术
在煤炭的生产过程中，许多工序都会产生大量的粉尘，如掘进、综采割煤、放顶、运
煤等。粉尘的危害十分严重，首先，它会造成接触粉尘的矿工罹患尘肺病，这种病目前还没
有根治方法，以致许多一线职工终身患病。其次，当煤尘浓度过高时，某些煤种会有爆炸危
险，引发煤尘爆炸事故，当井下瓦斯爆炸引发沉积的煤尘爆炸时将产生瓦斯煤尘爆炸。为降
低作业场所的粉尘浓度，各企业采取了多种方法，主要有：喷雾降尘、注水降尘、除尘器降尘
等，但这些措施降尘效果有限，尤其是因综采工作面机械化程度的提高，其粉尘浓度比炮采
高数倍，粉尘控制难度大。
目前煤矿采用通风除尘以及煤层注水、喷雾降尘、湿法采掘作业等综合防尘措施，
然而清水的降尘效果是比较差的。关键有2个限制因素:较低的接触频率和煤粉的疏水特
性，所以其降尘效果往往较低，总粉尘降尘效率在40～60%，对呼吸性粉尘的降尘效率只有
20～40%。其原因是由于细小的粉尘微粒所带的静电荷与水雾所带的电荷性质相同，它们之
间相互排斥；粉尘本身具有憎水性，它阻止水与粉尘微粒的结合，致使降尘效果较差，即使
水以雾状形式喷洒，降尘效果也并不理想。在众多防尘技术手段之中，湿式喷雾降尘方式应
用最为广泛，但是，单纯的水喷雾只能在一定程度上控制粉尘的弥散，除尘效果较差。现有
技术中也出现了较多的降尘剂，但其湿润性较差，蒸发较快，容易使粉尘再次扬起，形成二
次污染。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对目前降尘剂湿润性较差，蒸发较快，易使粉尘再
次扬起，形成二次污染，致使降尘效果差的问题，本发明通过以鸡蛋黄为基质，通过酶解分
解其中的蛋白质，由乙醇提取其中的天然表面活性剂及氨基酸，随后将其与淀粉混合，在微
波作用下改性淀粉，在于羟甲基纤维素混合，在硫脲及甲醛作用，接枝改性，增加凝聚作用，
随后通过萃取甜茶中植物单宁及多酚类物质，改善水的张力，增加水的渗透性及与粉尘的
接合力，最后混合，从而制备出增加粉尘自身团聚能力，改善水的张力从而增加湿润性，提
高降尘率且易分解的环保型煤矿降尘剂。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
（1）按体积比2:3，取鸡蛋黄和质量分数为10％氯化钙溶液放入超声振荡器中，在32kHz
振荡6～12min，再加入鸡蛋黄体积1～2倍的无水乙醇，放入45℃水浴锅中，预热38～45min
后加入鸡蛋黄质量1.3～1.6％中性蛋白酶，以130r/min搅拌酶解4～6h；
（2）在上述酶解结束后，将酶解混合物放入离心机中，在7000r/min离心6～10min，收集
上清液，按料液比1:3～5，取淀粉与上清液放入微波炉中，在300～400W加热20～30min，随
后取出放入旋转蒸发仪中，在80℃旋转蒸发去除乙醇溶液，收集剩余物；
（3）按重量份数计，取26～32份上述所得的剩余物、34～36份羟甲基纤维素、10～15份
质量分数为20％双氧水溶液、3～6份硫脲及1～3份甲醛，首先将剩余物与羟甲基纤维素搅
拌均匀，在-10～-5℃下静置8～12min后放入反应釜中，随后将双氧水溶液、硫脲及甲醛放
入反应釜中，使用1.6mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5；
（4）在上述pH调节后，使用氮气保护并升压至0.4～0.6MPa，温度设定为86～92℃，搅拌
反应4～5h，随后降压至标准大气压，并以30mL/min向反应釜中充入5℃氢气，在反应釜温度
降至室温后停止充入氢气，静置20～30min，再进行出料，向出料物中加入1.6mol/L盐酸溶
液直至无沉淀产生，过滤并收集滤渣，备用；
（5）按固液比1:3，取甜茶和质量分数为75％乙醇溶液放入微波萃取仪中，分别加入甜
茶质量3～5％的混合酶，设定频率为500～600MHz，温度为75～80℃，萃取10～15min，收集
萃取液并旋转蒸发去除乙醇，收集剩余液，所述混合酶为纤维素酶和果胶酶按质量2:1，混
合而成；
（6）按重量份数计，取45～50份步骤（4）备用滤渣、28～32份上述剩余液、32～35份蒸馏
水及4～6份蔗糖脂肪酸酯，搅拌均匀，使用2.2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.0～8.5，即可
得到环保型煤矿降尘剂。
本发明的应用方法：按质量比1:2000～3000，将本发明所制得的环保型煤矿降尘
剂与水混合均匀，放入除尘器中，在开采煤矿时进行喷雾除尘，检测可得：降尘率达到98％
以上，混合液张力为26.8～28.4mN/m，与固体的接触角为4～9︒，吸水率提高了38～42％，对
人体无毒害。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是:
（1）本发明所制得的环保型煤矿降尘剂对人体无毒害，降尘率达到98％以上；
（2）本发明所制得的环保型煤矿降尘剂易降解，不会产生二次污染，且成本低，易于操
作。
具体实施方式
按体积比2:3，取鸡蛋黄和质量分数为10％氯化钙溶液放入超声振荡器中，在
32kHz振荡6～12min，再加入鸡蛋黄体积1～2倍的无水乙醇，放入45℃水浴锅中，预热38～
45min后加入鸡蛋黄质量1.3～1.6％中性蛋白酶，以130r/min搅拌酶解4～6h；在上述酶解
结束后，将酶解混合物放入离心机中，在7000r/min离心6～10min，收集上清液，按料液比1:
3～5，取淀粉与上清液放入微波炉中，在300～400W加热20～30min，随后取出放入旋转蒸发
仪中，在80℃旋转蒸发去除乙醇溶液，收集剩余物；按重量份数计，取26～32份上述所得的
剩余物、34～36份羟甲基纤维素、10～15份质量分数为20％双氧水溶液、3～6份硫脲及1～3
份甲醛，首先将剩余物与羟甲基纤维素搅拌均匀，在-10～-5℃下静置8～12min后放入反应
釜中，随后将双氧水溶液、硫脲及甲醛放入反应釜中，使用1.6mol/L氢氧化钠溶液调节pH至
8.0～8.5；在上述pH调节后，使用氮气保护并升压至0.4～0.6MPa，温度设定为86～92℃，搅
拌反应4～5h，随后降压至标准大气压，并以30mL/min向反应釜中充入5℃氢气，在反应釜温
度降至室温后停止充入氢气，静置20～30min，再进行出料，向出料物中加入1.6mol/L盐酸
溶液直至无沉淀产生，过滤并收集滤渣，备用；按固液比1:3，取甜茶和质量分数为75％乙醇
溶液放入微波萃取仪中，分别加入甜茶质量3～5％的混合酶，设定频率为500～600MHz，温
度为75～80℃，萃取10～15min，收集萃取液并旋转蒸发去除乙醇，收集剩余液，所述混合酶
为纤维素酶和果胶酶按质量2:1，混合而成；按重量份数计，取45～50份备用滤渣、28～32份
上述剩余液、32～35份蒸馏水及4～6份蔗糖脂肪酸酯，搅拌均匀，使用2.2mol/L氢氧化钠溶
液调节pH至8.0～8.5，即可得到环保型煤矿降尘剂。
实例1
按体积比2:3，取鸡蛋黄和质量分数为10％氯化钙溶液放入超声振荡器中，在32kHz振
荡6min，再加入鸡蛋黄体积1倍的无水乙醇，放入45℃水浴锅中，预热38min后加入鸡蛋黄质
量1.3％中性蛋白酶，以130r/min搅拌酶解4h；在上述酶解结束后，将酶解混合物放入离心
机中，在7000r/min离心6min，收集上清液，按料液比1:3，取淀粉与上清液放入微波炉中，在
300W加热20min，随后取出放入旋转蒸发仪中，在80℃旋转蒸发去除乙醇溶液，收集剩余物；
按重量份数计，取26份上述所得的剩余物、36份羟甲基纤维素、15份质量分数为20％双氧水
溶液、3份硫脲及1份甲醛，首先将剩余物与羟甲基纤维素搅拌均匀，在-10℃下静置8min后
放入反应釜中，随后将双氧水溶液、硫脲及甲醛放入反应釜中，使用1.6mol/L氢氧化钠溶液
调节pH至8.0；在上述pH调节后，使用氮气保护并升压至0.4MPa，温度设定为86℃，搅拌反应
4h，随后降压至标准大气压，并以30mL/min向反应釜中充入5℃氢气，在反应釜温度降至室
温后停止充入氢气，静置20min，再进行出料，向出料物中加入1.6mol/L盐酸溶液直至无沉
淀产生，过滤并收集滤渣，备用；按固液比1:3，取甜茶和质量分数为75％乙醇溶液放入微波
萃取仪中，分别加入甜茶质量3％的混合酶，设定频率为500MHz，温度为75℃，萃取10min，收
集萃取液并旋转蒸发去除乙醇，收集剩余液，所述混合酶为纤维素酶和果胶酶按质量2:1，
混合而成；按重量份数计，取45份备用滤渣、32份上述剩余液、32份蒸馏水及6份蔗糖脂肪酸
酯，搅拌均匀，使用2.2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.0，即可得到环保型煤矿降尘剂。
本发明的应用方法：按质量比1:3000，将本发明所制得的环保型煤矿降尘剂与水
混合均匀，放入除尘器中，在开采煤矿时进行喷雾除尘，检测可得：降尘率达到98.8％，混合
液张力为26.8mN/m，与固体的接触角为4︒，吸水率提高了38％，对人体无毒害。
实例2
按体积比2:3，取鸡蛋黄和质量分数为10％氯化钙溶液放入超声振荡器中，在32kHz振
荡12min，再加入鸡蛋黄体积2倍的无水乙醇，放入45℃水浴锅中，预热45min后加入鸡蛋黄
质量1.6％中性蛋白酶，以130r/min搅拌酶解6h；在上述酶解结束后，将酶解混合物放入离
心机中，在7000r/min离心10min，收集上清液，按料液比1:5，取淀粉与上清液放入微波炉
中，在400W加热30min，随后取出放入旋转蒸发仪中，在80℃旋转蒸发去除乙醇溶液，收集剩
余物；按重量份数计，取32份上述所得的剩余物、34份羟甲基纤维素、10份质量分数为20％
双氧水溶液、3份硫脲及1份甲醛，首先将剩余物与羟甲基纤维素搅拌均匀，在-5℃下静置
12min后放入反应釜中，随后将双氧水溶液、硫脲及甲醛放入反应釜中，使用1.6mol/L氢氧
化钠溶液调节pH至8.5；在上述pH调节后，使用氮气保护并升压至0.6MPa，温度设定为92℃，
搅拌反应5h，随后降压至标准大气压，并以30mL/min向反应釜中充入5℃氢气，在反应釜温
度降至室温后停止充入氢气，静置30min，再进行出料，向出料物中加入1.6mol/L盐酸溶液
直至无沉淀产生，过滤并收集滤渣，备用；按固液比1:3，取甜茶和质量分数为75％乙醇溶液
放入微波萃取仪中，分别加入甜茶质量5％的混合酶，设定频率为600MHz，温度为80℃，萃取
15min，收集萃取液并旋转蒸发去除乙醇，收集剩余液，所述混合酶为纤维素酶和果胶酶按
质量2:1，混合而成；按重量份数计，取50份备用滤渣、28份上述剩余液、32份蒸馏水及4份蔗
糖脂肪酸酯，搅拌均匀，使用2.2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.5，即可得到环保型煤矿降
尘剂。
本发明的应用方法：按质量比1:2000，将本发明所制得的环保型煤矿降尘剂与水
混合均匀，放入除尘器中，在开采煤矿时进行喷雾除尘，检测可得：降尘率达到99.2％，混合
液张力为28.4mN/m，与固体的接触角为9︒，吸水率提高了42％，对人体无毒害。
实例3
按体积比2:3，取鸡蛋黄和质量分数为10％氯化钙溶液放入超声振荡器中，在32kHz振
荡10min，再加入鸡蛋黄体积1.5倍的无水乙醇，放入45℃水浴锅中，预热41min后加入鸡蛋
黄质量1.5％中性蛋白酶，以130r/min搅拌酶解5h；在上述酶解结束后，将酶解混合物放入
离心机中，在7000r/min离心8min，收集上清液，按料液比1:4，取淀粉与上清液放入微波炉
中，在350W加热25min，随后取出放入旋转蒸发仪中，在80℃旋转蒸发去除乙醇溶液，收集剩
余物；按重量份数计，取28份上述所得的剩余物、35份羟甲基纤维素、12份质量分数为20％
双氧水溶液、5份硫脲及2份甲醛，首先将剩余物与羟甲基纤维素搅拌均匀，在-8℃下静置
10min后放入反应釜中，随后将双氧水溶液、硫脲及甲醛放入反应釜中，使用1.6mol/L氢氧
化钠溶液调节pH至8.2；在上述pH调节后，使用氮气保护并升压至0.5MPa，温度设定为88℃，
搅拌反应4.5h，随后降压至标准大气压，并以30mL/min向反应釜中充入5℃氢气，在反应釜
温度降至室温后停止充入氢气，静置25min，再进行出料，向出料物中加入1.6mol/L盐酸溶
液直至无沉淀产生，过滤并收集滤渣，备用；按固液比1:3，取甜茶和质量分数为75％乙醇溶
液放入微波萃取仪中，分别加入甜茶质量4％的混合酶，设定频率为550MHz，温度为78℃，萃
取12min，收集萃取液并旋转蒸发去除乙醇，收集剩余液，所述混合酶为纤维素酶和果胶酶
按质量2:1，混合而成；按重量份数计，取48份备用滤渣、30份上述剩余液、34份蒸馏水及5份
蔗糖脂肪酸酯，搅拌均匀，使用2.2mol/L氢氧化钠溶液调节pH至8.2，即可得到环保型煤矿
降尘剂。
本发明的应用方法：按质量比1:2500，将本发明所制得的环保型煤矿降尘剂与水
混合均匀，放入除尘器中，在开采煤矿时进行喷雾除尘，检测可得：降尘率达到98.9％，混合
液张力为27.4mN/m，与固体的接触角为8︒，吸水率提高了40％，对人体无毒害。