Антигололедное средство

 

Применение: в автодорожной отрасли народного хозяйства для удаления снежно-ледовых образований. Сущность изобретения: антигололедное средство на основе хлорида натрия содержит компоненты при следующем соотношении, мас. ч: хлорид натрия 100; хлорид калия 1 6; сульфат кальция 0,3 1,0; хлорид магния 0,02 0,20; гексацианоферроат калия 0,001 0,0025; вода 0,2 1,0; карбонат кальция 0,2 1,5. 1 табл.

Изобретение относится к физико-химическому воздействию на процессы снежно-ледяных образований и может быть использовано в автодорожной отрасли народного хозяйства, в частности в городском хозяйстве.

Для разрушения снежно-ледовых образований, применяются составы на основе неорганических веществ, которые вызывают плавление или рыхление льда при отрицательных температурах.

Известен материал, являющийся смесью сухого остатка продуктов упаривания шахтных и сточных вод горнорудных предприятий и сернокислого аммония (в соотношении 90:10-95:5), используемый как средство для предотвращения примерзания сыпучих веществ [1] Недостатком указанного материала является его высокая себестоимость (энергоемкое производство при использовании метода упаривания), применение значительных количеств дорогостоящего сульфата аммония, а также повышенное вредное воздействие при его использовании на окружающую среду в связи с возможностью выделения аммиака и хлористого водорода в условиях протекания гидролизных и взаимопревращений компонентов смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является [2] противообледенительный состав с крупностью частиц в пределах от 0 до 5 мм, включающий хлориды натрия, калия, магния (или кальция), сульфат магния и воду в количестве (прототип), мас.ч. Хлорид калия 0,03 Сульфат магния 0,07 Хлорид магния (или каль- ция) 0,5-4,0 Гексацианоферроат калия 0,0005-0,0075 Вода 2 (и более) Хлорид натрия 100 К недостатком указанного состава следует отнести: значительный удельный расход материала на единицу обрабатываемой поверхности в установленном интервале его крупности; уменьшение же среднего диаметра частиц при одновременном сохранении заданной влажности материала приводит к резкому увеличению его слеживаемости и смерзаемости; усиление слеживаемости, комкование материала при открытом хранении его в условиях значительных колебаний температуры и влажности атмосферного воздуха.

Целью изобретения является получение противогололедного материала с высокой плавящей способностью, низким удельным расходом, устойчивостью к смерзанию, стабильностью противогололедного действия при низких температурах на основе галитовых отходов производства калийных удобрений.

Поставленная цель достигается тем, что заявляемое средство для борьбы с гололедом, основу которого составляет хлорид натрия, содержит в качестве одной из природных примесей карбонат кальция, в качестве искусственной добавки гексацианоферроат калия, которые только в совокупности (синергитически), а не аддитивно, обеспечивают хорошие физико-механические свойства (рассыпчатость, низкую смерзаемость и слеживаемость) и высокую плавящую способность для материала с крупностью частиц 0-1 мм при следующем соотношении компонентов, мас.ч. Хлорид натрия 100 Хлорид калия 1-6 Сульфат кальция 0,3-1,0 Хлорид магния 0,02-0,20 Гексацианоферроат калия 0,001-0,0025 Вода 0,2-1,0 Карбонат кальция 0,2-1,5 Все входящие в состав примеси, кроме гексацианоферроата калия, не являются искусственно внесенными, содержание их определяется составом сильвинитовой руды и технологией ее переработки и колеблется в указанных выше пределах. Технология получения материала заявляемого состава заключается в следующем: сильвинит (руда) после операции дробления до крупности менее 0,6 мм проходит стадии обесшламливания и обогащения с выделением в качестве основного продукта товарного хлорида калия и в качестве отхода материала, с основой в виде хлорида натрия и составом примесей (кроме гексацианоферроата калия), соответствующим составу заявляемого средства. Крупность последнего колеблется в интервале 0-0,6 мм (средний диаметр 0,25-0,35 мм). Соотношение природных примесей в галитовом отходе всегда сохраняется в указанных интервалах (по многолетним статистическим данным показателей настройки). Далее материал подвергается процессу сушки и обработки водным раствором гексацианоферроата калия (по ГОСТ 4207-75). Отгрузку противогололедного средства потребителю производят в соответствии с действующими ТУ 113-0203948-04-90 "Противогололедный материал". Способ применения противогололедного средства заключается в его нанесении, с помощью механических устройств, на обрабатываемую снежно-ледовую поверхность в количестве, определяемом толщиной снежного покрова.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод о том, что заявляемый состав средства для борьбы с гололедом отличается от известного наличием карбоната кальция, который в совокупности с гексацианоферроатом калия, при определенном количественном соотношении обеспечивает лучшие физико-механические свойства при более высокой плавящей способности материала с крупностью частиц 0-1 мм, то есть с большой удельной поверхностью. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна".

Анализ известных составов для борьбы с гололедом показал, что такие вещества, как карбонат кальция, гексацианоферроат калия, входящие в заявляемое решение, известны. Однако их применение в этих составах в сочетании с другими компонентами не придает противогололедным материалам такие свойства, которые они проявляют в заявляемом решении, а именно значительное увеличение плавящей способности, устойчивость к смерзанию и, как следствие, увеличение эффективности использования, снижение удельного расхода на единицу поверхности. Таким образом, данный состав компонентов придает материалу новые свойства, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого решения критерию "существенные отличия".

Для экспериментальной проверки свойств заявляемого состава были проведены испытания образцов; подготовленных на основе галитовых отходов согласно заявляемому составу и на основе реактивного хлорида натрия, согласно составу прототипа.

Эффективность противогололедного действия определяли по изменению количества расплавленного льда, образующегося с 1 см² поверхности при взаимодействии с 1 г вещества в диапазоне температур от -5 до -15^оС.

Оценку смерзаемости материала производили при -25^оС методом бурения образца.

Рассыпчатость образцов определяли после их хранения под грузом в течение месяца при -5^оС.

Результаты испытаний приведены в таблице.

Данные, полученные для материалов предлагаемого состава и состава прототипа, свидетельствуют о равнозначной плавящей способности этих образцов при одинаковом значении среднего размера частиц (одинаковой удельной поверхности). Однако, если для материалов со средним размером частиц 2,5 мм обеспечивается одинаково низкая смерзаемость и слеживаемость, хорошая рассыпчатость, то переход к составам более мелкодисперсным (0,25-0,50 мм), обеспечивающим значительно меньший удельный расход материала, ухудшает физико-механические свойства материала состава прототипа, при этом резко снижается рассыпчатость, усиливается смерзаемость и слеживаемость, то есть снижаются эксплуатационные свойства материала состава прототипа. В заявляемом составе с указанным соотношением примесей подобного снижения физико-механических свойств не наблюдается, что позволяет использовать материал с лучшими, чем прототип, плавящей способностью, низкой смерзаемостью и слеживаемостью.

Одновременно присутствие только одного из указанных компонентов (либо карбонат кальция, либо гексацианоферроат калия) в заявляемом составе не обеспечивает необходимые свойства материала. То есть только при их совместном присутствии в заявляемом составе можно получать материал с хорошими технологическими и эксплуатационными свойствами, низким удельным расходом, высокой плавящей способностью.

Использование заявляемого изобретения позволяет: использовать для получения эффективного противогололедного состава отходы производства калийных удобрений с размерами частиц от 0 до 1 мм.

Необходимые физико-механические свойства для такого мелкодисперсного материала обеспечиваются только при определенном соотношении двух одновременно присутствующих в материале соединений: карбоната кальция (природная примесь) и гексацианоферроата калия (искусственная добавка). Применение более мелкодисперсного материала позволяет в 1,5-2 раза снизить удельный расход противогололедного средства на единицу поверхности, значительно удешевляет проведение работ, снижает коррозионное воздействие.

Формула изобретения

АНТИГОЛОЛЕДНОЕ СРЕДСТВО на основе хлорида натрия, включающее хлорид калия, хлорид магния, гексацианоферроат калия, воду и сульфат щелочноземельного металла, отличающееся тем, что в качестве сульфата щелочноземельного металла он содержит сульфат кальция и дополнительно содержит карбонат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Хлорид натрия 100
Хлорид калия 1 6
Сульфат кальция 0,3 1,0
Хлорид магния 0,02 0,20
Гексацианоферроат калия 0,001 0,0025
Вода 0,2 1,0
Карбонат кальция 0,2 1,5

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2