[0001] 本发明涉及灰尘的抑制；更具体地，本发明涉及出乎意料有效的可溶性纤维素醚、增塑剂和一种或多种表面活性剂的水溶液，并且混合起尘材料(dusting material)和所述水溶液，由此来降低或消除起尘材料在常规操作期间产生灰尘的能力。

[0002] 在材料的运输和操作期间的灰尘的产生长久以来被视为经济损失和健康危害。通常，有四种使用化学溶液阻止灰尘产生的方法。两种是暂时性的：使用泡沫来形成在材料上的物理屏蔽，其常见于输送带上；或者使用水中的表面活性剂来润湿起尘材料并且通过多处理位点(point)防止灰尘的产生。只有所述泡沫保持完整或所述材料保持湿润才能持续这些补救措施。另外两种方法着重于长期的灰尘控制。它们涉及向储料堆或有轨车(railcar)的表面施加化学粘合剂以形成外壳，从而阻止风化损失，或者用粘合剂处理整个材料堆，从而使较小的灰尘颗粒粘结成半永久性(on a semi-permanent basis)的较大颗粒。前一种方法，视所选择的粘合剂而定，可形成保持一整年的外壳。后一种，视所选择的粘合剂而定，能够在数日至数月的时间内有效地使起尘材料不起尘。本文中，我们介绍的是对后一种技术的改进。

[0003] 在数十年内，已经有许多组合物被推荐用于解决上述问题。这些中的大多数以处理煤为中心。早在1931年，Wallace(美国专利1,910,975号)教导了将吸湿性含糖材料例如糖蜜应用于阻止在煤中的起尘。更值得注意的是，1940年Work等人(美国专利2,250,287号)认识到：“…坚固的、耐磨蚀的涂层…”作为用于煤的防尘试剂是优选的。
尽管先前已经教导了氯化钙和其它吸湿性盐在保持煤的水分方面的用途，但是在1943年，Kleinicke等人(美国专利2,436,146号)添加有机凝胶例如淀粉、明胶或琼脂来增强这些盐的性能。更近一些，Trechock等人(美国专利3,711,318)教导了使用包括硅酸钠、沥青、煤焦油和糖蜜的成膜组合物来大幅降低焦炭块(coke briquettes)上小于325目的灰尘的产生。在1974年，Salyer等人(美国专利3,954,662)教导了使用乙烯基酯和不饱和的二羧酸及酸酐的共聚物和润湿剂来抑制煤上的粉尘。Beck等人(美国专利4,055,471号)报道了在将煤送入炼焦炉之前使用亚硫酸盐废液(木素磺酸盐)来抑制煤上的粉尘。值得注意的是，大约在同一时间，Callahan等人(美国专利4,369,121号)报道了使用水溶性非离子型纤维素醚在料堆表面上形成堆密封，然而，他既没有教导使用该组合物作为用于处理聚集物块(the bulk of the aggregate)的防尘剂，也没有教导该组合物包含增塑剂。随后，Shimizu等人(美国专利4,428,984号)教导了使用多羟基醇(优选丙三醇)和润湿剂作为减尘处理。Fenton(美国专利4,469,612号)教导了使用聚丙烯酸酯和丙烯酸类的共聚物作为特别用于源自油页岩的细粒的灰尘聚集剂。Kittle(美国专利4,561,905号)教导了使用泡沫化重石油(工艺用油)(process oil)来抑制煤尘。几乎在同一时间，Siddoway等人(美国专利4,582,511号)教导了使用糖或糖蜜作为主要处理(body treatment)来抑制煤尘。Yan(美国专利4,462,196号)的胶凝淀粉应用阐述了又一种可能的用于抑制煤尘的组合物。Roberts等人(美国专利4.650,598号)教导了将少量的聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸酯加入水包油乳液中的煤油，以对煤进行灰尘控制。这极其相似于Roe(美国专利4,780,233号)的教导：使用聚异丁烯来增强水包油乳液中的油用于粉尘控制的有效性。
这两篇已有的专利教导了煤油或矿物基油的应用，并且和Zinkan(美国专利4,801,635号)的使用阴离子型和非离子型的水溶性(非纤维素的)聚合物和润湿剂的方法形成对比。回到石油基组合物，Wajer等人(美国专利5,192,337号)教导了使用经矿物油稀释的石油树脂来减少在煤上的起尘。大致在同一时间，Roe等人(美国专利5,194,174号)教导了将聚乙烯醇与交联剂、润湿剂和增塑剂一起用于灰尘控制。特别值得注意的是Winstanley等人的工作(美国专利5,223,165号)，其教导了使用烷基糖苷来控制灰尘。尽管烷基糖苷是润湿剂且是该专利的焦点，但是其教导组合使用包含纤维素衍生物的亲水性粘合剂和润湿剂。另外，其没有提到使用增塑剂来增强灰尘抑制。Roe(美国专利5,271,859号)讨论了在高温(即大于250°F)下使用非离子型纤维素醚的灰尘控制方法。还有其它关于使用多种粘合剂以使材料不起尘的专利。包括在该列表中的教导涉及以下应用：阳离子型聚合物(Roes，美国专利5,256,444号)；木素磺酸盐和添加剂(Bennet，美国专利5,310,494号；美国专利5,578,239号)；水合的粒状胚乳(Roger等人，美国专利5,658,486号)；来自1,6-己二醇制造的蒸馏底沉积物(McNabb等人，美国专利5,820,787号)；以及糖蜜和油或简单的糖蜜蛋白质(Rahm等人，美国专利6,086,647号；Wolff等人，美国专利6,790,245号)。

[0004] 从上述的参考文献中，显而易见的是，有多种选项可用于使材料不起尘。然而，上述处理中的大多数依赖于强粘合剂来发挥其功能。正如Work等人在1940年所教导的，强度是必需的，因为这涉及抑制灰尘的基本机理。当组合物将块状材料(bulk material)的松散颗粒粘合在一起时，灰尘得到抑制。块状材料颗粒之间的键越强，在机械搅动下灰尘从基体上分离的可能性越小。

[0005] 值得注意的是，该公开内容是Roe(美国专利5,271,859号)的在250°F以上的温度下使用水溶性纤维素醚和额外的润湿剂或增塑剂作为灰尘缓和剂的教导。特别地，Roe所声称的发明具体要求加入增塑剂或润湿剂而不是加入两者。

[0006] 在涂料工业中，水溶性纤维素醚是众所周知的。它们和增塑剂的行为已经被大量研究。早在1940年就认识到增塑剂的添加减弱了纤维素醚膜的抗拉强度(Kropscott，美国专利2,226,823号)。Oakley(美国专利2,653,108号)得到了相似的意思。更近一些，Part等人(Park,H.J.,Weller,C.L.,Vergano,P.J.和Testin,R.F.；Journal of Food Science,58,#6,1993pp 1361-1364)在甲基纤维素和羟丙基甲基纤维素中使用在其它增塑剂中的丙二醇和丙三醇(2,3-羟基-1-丙醇)具体量化了相同的行为。DOW公司网站不仅讨论了强度、还讨论了膜的韧性和杨氏模量(http://dowwolff.custhelp.com/app/answers/detail/a_id/2357/～ /methocel-effect-of-plasticizers-on-film-properties-in-tablet-coatings)。在各情形中，丙三醇和丙二醇的加入弱化了这些膜。因此，令人惊讶的且意想不到的结果是向类似于Roe所描述的那些的灰尘控制配方中加入增塑剂会导致强度提高。

[0007] 为了解决以上所讨论的问题和其它问题而提供本发明，并且提供这种类型的已有的灰尘抑制流体所不具备的优点和方面。本发明的特征和优点的全面讨论见于以下的详细描述，其参照附图进行。

[0008] 本发明的一方面涉及减少由起尘材料的多个细粒散发气载灰尘(airborne dust)的方法。该方法包括以下步骤：(1)提供包含水溶性纤维素醚、增塑剂和一种或多种表面活性剂的混合物的水溶液的源；(2)将所述水溶液施用于包含多个细粒的起尘材料以形成经处理的起尘材料；和(3)混合所述起尘材料和所述水溶液以使所述水溶液涂覆所述多个细粒。所述方法还可以包括以下步骤：(1)在施用步骤期间转移所述起尘材料，其中在施用所述水溶液于所述多个细粒时，将所述起尘材料从第一位置转移至第二位置，和/或(2)在施用步骤之后，将经处理的起尘材料的多个细粒积聚成起尘材料堆(mass)，其中所述水溶液基本均匀地分布于整个经处理的起尘材料堆的内部。可同时进行混合步骤和积聚步骤。

[0009] 水溶液可具有以下性质。溶解性纤维素醚可以是非离子型纤维素醚，且增塑剂可以是丙三醇。非离子型纤维素醚可具有在水中以2.5％的浓度测得的在3cPs至100,000cPs之间的粘度。非离子型纤维素醚可以是羟丙基甲基纤维素醚。非离子型纤维素醚的百分比不超过水溶液的20重量％。增塑剂在水溶液中的百分比可以不超过非离子型纤维素醚的200重量％。

[0010] 本发明的另一方面涉及处理起尘材料的多个细粒以防止由所述起尘材料散发灰尘的方法。所述方法包括以下步骤：(1)提供包括水溶性纤维素醚、增塑剂和表面活性剂的混合物的水溶液；(2)将所述水溶液施用于包含多个细粒的起尘材料，以形成经处理的起尘材料；和(3)在施用步骤之后，使起尘材料的多个细粒积聚成起尘材料堆，其中所述水溶液基本均匀地分布在整个经处理的起尘材料堆的内部。所述方法还可以包括步骤(1)混合所述起尘材料和所述水溶液以使所述水溶液涂覆所述多个细粒，和或(2)在施用步骤期间转移所述起尘材料，其中在施用所述水溶液于所述多个细粒时，将所述起尘材料从第一位置转移至第二位置。

[0011] 所述水溶液可具有一种或多种单独或任何合理组合的以下性质。所述非离子型纤维素醚为烷基取代的纤维素醚。所述增塑剂可以选自由多元醇、二醇、糖类、脂肪酸、脂肪酸酯或多羟基醇组成的纤维素醚增塑剂组。所述增塑剂可以选自由二乙二醇、丙二醇、丙三醇、三乙醇胺、葡萄糖、和季戊四醇组成的组。所述表面活性剂可以选自由已知的对待处理的起尘材料有效的表面活性剂组成的组。所述非离子型纤维素醚可以是至少部分取代的羟基-烷基纤维素醚。所述羟基-烷基纤维素醚可以是羟丙基纤维素醚或羟乙基纤维素醚。所述增塑剂可以选自由已知的纤维素醚增塑剂组成的组。所述增塑剂可以选自由亚烷基二醇、二亚烷基二醇(dialkylene glycol)、糖类和丙三醇组成的组。所述增塑剂可选自丙二醇、二乙二醇和丙三醇。所述表面活性剂可以选自由烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯、脂肪酸酰胺、季铵化合物、有机磷酸酯、环氧乙烷-环氧丙烷嵌段共聚物、非离子型脂肪酸醇乙氧基化物、非离子型脂肪醇混合乙氧基化物-丙氧基化物(nonionic fatty acid alcohol mixed ethoxylate-propoxylates)、合成醇乙氧基化物、和合成醇混合乙氧基化物-丙氧基化物的溶液组成的组。所述表面活性剂可选自由烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯、非离子型脂肪酸醇乙氧基化物、和合成醇乙氧基化物的溶液组成的组。可将交联剂加入制剂配制物中。所述交联剂可为己二醛或戊二醛。

[0012] 本发明的另一方面涉及处理起尘材料的多个细粒以防止由所述起尘材料散发灰尘的方法。该方法包括以下步骤：(1)提供包括溶解性非离子型纤维素醚、增塑剂和表面活性剂的混合物的水溶液；(2)将所述水溶液施用于包含多个细粒的起尘材料，以形成经处理的起尘材料；(3)在施用步骤期间转移所述起尘材料，其中在施用所述水溶液于所述多个细粒时，将所述起尘材料从第一位置转移至第二位置；(4)混合所述起尘材料和所述水溶液以使所述水溶液涂覆所述多个细粒；以及(5)在施用步骤之后，使经处理的起尘材料的多个细粒积聚成经处理的起尘材料堆，其中所述水溶液基本均匀地分布在整个经处理的起尘材料堆的内部。

[0013] 以上所述的本发明的这些方面包括使用非离子型纤维素醚溶液以及增塑剂和表面活性剂来长时间地减少或消除起尘材料产生灰尘的能力，例如在运输和操作期间和/或当运输和操作在处理后的若干周进行时。可以0.005加仑/吨至0.2加仑/吨、优选0.02～0.03加仑/吨的比率施用所述溶液。

[0014] 结合以下附图，本发明的其它特征和优点将由下文的说明书变得显而易见的。

[0015] 为了理解本发明，现在参照附图以示例的方式进行描述，其中:

[0016] 图1是起尘材料的多个细粒的示意图，此时其沿着传送带从第一位置被转移至第二位置，同时用本发明的水溶液对其进行处理、并且在施用该水溶液之后其被积聚成非起尘材料堆，其中所述水溶液基本均匀地分布于整个非起尘材料堆的内部。

[0017] 虽然本发明可以具有多种不同形式的实施方式，在附图中显示并且在本文中详细描述了本发明优选的实施方式，要理解，本公开内容视为本发明原理的示例并且不意图将本发明宽的方面限定至所阐述的实施方式。

[0018] 本发明涉及处理起尘材料堆以在操作和储存期间抑制灰尘从中产生的意想不到的有效方法，在处理之前所述起尘材料堆具有在常规操作期间产生灰尘的倾向。所述方法包括向所述起尘材料施用包括溶解性纤维素醚、增塑剂和一种或多种表面活性剂的混合物的水溶液，并且将起尘材料和水溶液充分混合，由此来降低或消除起尘材料在常规操作期间产生灰尘的能力。

[0019] 本文所描述的发明是使用水溶性纤维素醚产生的在水基灰尘控制处理的强度方面的显著的且意想不到的改进。先前的工作，特别是Roe在‘859专利中教导了使用水溶性纤维素醚作为粘合剂，尽管是在比本申请所预期的温度更高的温度下。如上所讨论的，只会预期到增塑剂的加入弱化了粘结剂，并因此已经将增塑剂的使用视为是对灰尘控制制剂的可获得的最佳粘合强度的危害。然而，与预期相反，加入增塑剂实际上反而强化了这些应用中所形成的颗粒与颗粒的粘合性。发现，含增塑剂和表面活性剂的水溶性纤维素醚制剂比不含增塑剂的类似制剂在强度和起尘减少方面提供了显著改进。

[0020] 本工作的大部分已经针对煤来进行。然而，本领域技术人员会认识到，本发明同样适用于大范围的起尘块材料(dusting bulk material)，其实例包括但不限于：铁燧岩、石灰石、碎石、砾石、沙子、石膏、水泥、灰分(ash)、石油和冶金焦碳、木屑、和多种工业矿石。

[0021] 本发明涉及使用水溶性纤维素醚以在将其施用于多种材料时粘合灰尘。通常，将水溶性纤维素醚分散于水中并搅拌至完全水合，从而制造均质溶液。在制造步骤过程中的任何点加入增塑剂和表面活性剂，并且通常稀释所述材料并且将其喷洒在起尘材料的流动堆上。

[0022] 第一步骤，可以以多种方式实现分散和水合纤维素醚，详见“Methocel Cellulose Ethers Technical Handbook”，可从从以下Dow的网站获取：(http://www.dow.com/webapps/lit/litorder.asp？filepath＝/pdfs/noreg/192-01062.pdf&pdf＝true)。发现使用粉末喷射器，例如由Compatible Components(www.cccmix.com)提供的装置来分散纤维素醚粉末是极其方便的。

[0023] 纤维素醚的类别包括甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素和常见的羟烷基甲基纤维素(例如由Dow Chemical Corporation出售的商品名为 的那些)。发现甲基纤维素在这种技术中是非常有效的，并且尤其是在2.5重量％下会形成粘度为4,000cPs的溶液的中等粘度材料。
同时，较低粘度的羟丙基甲基纤维素、例如在2.5重量％下会形成400cPs溶液的材料，如果以稍大的浓度来使用的话也是同样有效的。通常使用纤维素醚的粘度来定义不同的分子量。因此，400cPs的甲基纤维素醚在2.5％的浓度下会具有400cPs的粘度，并且4,000cPs的甲基纤维素醚在2.5％的浓度下会具有4,000cPs的粘度。较低的浓度会具有较低的粘度。已发现，增塑剂的强化效果不能延伸至阴离子型羧甲基纤维素。

[0024] 已经测试了多种不同的增塑剂，包括二乙二醇、丙二醇、丙三醇、三乙醇胺、葡萄糖和季戊四醇，并且均表明这是在这种应用中所有增塑剂的常见现象。从经济的角度看，显而易见的是，这些增塑剂中的一些会更加节省成本。具体地，已经发现丙三醇是有效的且在目前市场上是丰富的，因为它是来自生物柴油制造的副产物。随着市场变化，并且尤其是随着丙三醇成为优选的化学原料，我们预期二乙二醇和葡萄糖仍然是丙三醇的经济上可行的替代物。

[0025] 已经验证了将交联剂乙二醛应用于这些体系，并且以这种方式产生且观察到外壳强度的进一步增加。这使预期的，并且会进一步预期使用其它交联体系例如硼酸盐或锆盐基交联体系对强度的类似改进。

[0026] 润湿剂对于确保所述纤维素醚溶液在所述起尘材料上的有效覆盖是必要的。本领域技术人员熟知所述灰尘控制的区域，在过去，烷基苯磺酸盐、二烷基磺基琥珀酸酯、脂肪酸酰胺、季铵化合物、有机磷酸酯、非离子型脂肪酸醇乙氧基化物和混合乙氧基化物-丙氧基化物(mixed ethoxylate-propoxylates)，以及合成醇乙氧基化物和混合乙氧基化物-丙氧基化物的溶液已经全部被使用。商业制品可从很多生产商获得，而在本发明中，使用了由Aurora,IL的Benetech,Inc.制造的材料。(本发明的其它方面组合)发明人预期阳离子型的、阴离子型的或非离子型的表面活性剂是与化学兼容的。

[0027] 在这些制剂中加入不溶性增强剂被预料和它们在未经增塑的纤维素醚制剂中是同样有效的。

[0028] 所述混合物的施用率可以有很大不同。总的来说，越多越好，但是在一些点上实现最大的灰尘控制，并且加入额外的粘合剂并没有性能优势且具有经济劣势。因此，在每吨0.005至0.2加仑的浓缩非离子型纤维素醚溶液的施用一般都会提供足够的短期的和长期的灰尘抑制。发现，更加有效的施加率为0.01加仑/吨至0.05加仑/吨。最有效的施用率通常在0.02加仑/吨至0.03加仑/吨的范围内。

[0029] 如上所述，本发明的方案是使用溶液来减少来自起尘材料的气载灰尘的方法。所述溶液包括非离子型纤维素醚、表面活性剂和水。在于所述起尘材料上干燥液体溶液在之前，将增塑剂加入该液体溶液。所述非离子型纤维素醚优选具有以在水中2.5％的浓度测得的3～100,000cPs的粘度，并且更优选50～10,000cPs的粘度，例如羟丙基甲基纤维素具有指定的粘度且构成不超过所述溶液的20重量％。所述增塑剂优选为不超过非离子型纤维素醚的200重量％的丙三醇。

[0030] 因此，通过如下制造典型的配方：将650磅的低粘度的(对于2.5％的溶液约400cPs)羟丙基甲基纤维素分散于4,150加仑的含145磅丙三醇的水溶液中，并且加入大约
850加仑的商业灰尘润湿制剂例如BT-205W(由Aurora,IL的Benetech,Inc.供应)。将所述溶液搅拌两小时以确保所述纤维素醚完全水合，然后以0.03加仑/吨的比率施用于起尘材料。

[0031] 实施例

[0032] 实施例1：经增塑的和未经增塑的纤维素醚制剂的强度测量：

[0033] 向18目至60目(1-0.25mm)潮湿的亚烟煤的样品加入1.5重量％的400cPs的羟丙基甲基纤维素(HPMC)的溶液。所述溶液包含1.0重量％的商业煤润湿溶液浓缩物(由Benetech,Inc.供应的BT-205W)。所述溶液还包含所示组成的增塑剂。所加入的量使得所述样品的总量由20重量％或25重量％的所述溶液以及其余的80重量％或75重量％的煤构成。将所述样品混合并压入深15mm的30mm直径的圆形塑料模板中。将所述样品加热至40℃过夜、在早晨冷却、并使用测力计碎裂。碎裂该样品所需的最大力(以毫牛顿计)除以样品的质量(以克计)得到比强度(specific strength)，其和样品的质量无关。结果示于表1中，最低强度的测量结果被加以下划线，并且最高强度的测量结果被加以双下划线。组合结果简单为全部的26个测试的平均值：

[0034] 表1：在干燥后煤-HPMC制品的比强度

[0035]

[0036] 可以看出，在所有情形中，增塑剂的加入增强了制品。清楚地暗示为当将这些溶液施用于基体时，相比用不含增塑剂的纤维素醚和表面活性剂的溶液或只用纤维素醚的溶液处理过的基体，使用含有增塑剂的纤维素醚和表面活性剂的溶液处理过的基体会更强地结合灰尘颗粒。

[0037] 实施例2：纤维素醚化学性质对煤-灰尘结合强度的影响的检验

[0038] 向18目至60目(1-0.25mm)亚烟煤的样品加入1.5重量％的各种纤维素醚的溶液。所述纤维素醚由Dow制造，并且它们的化学性质和命名在前面所引用的可从Dow网站获得的“Methocel Cellulose Ethers Technical Handbook”中讨论过。所有的纤维素醚属于相同的粘度等级：在2.5重量％的溶液下4,000cPs。所述化学性质范围从为纯甲基纤维素的“A”化学性质("A"chemistry)至“E”、“F”、“J”和“K”化学性质。在羟丙基取代的纤维素醚的化学性质中，值得注意的是“F”化学性质具有最小量的羟丙基取代。所述溶液包含大约22重量％的商业煤润湿溶液浓缩物(由Benetech,Inc.供应的BT-205W)。所加入的量使得所述样品的总量由25重量％的溶液和其余的75重量％的煤构成。将所述样品混合并压入深为15mm的30mm直径的圆形塑料模板中。将所述样品加热至40℃过夜、在早晨冷却、并使用测力计碎裂。所述结果详见于表2。每个结果是9个测试的平均值。

[0039] 表2：

[0040]化学性质 A E F J K
碎裂力 84N 32N 38N 24N 20N

[0041] 可以看出，“A”化学性质，即纯甲基纤维素，产生比各种羟丙基取代的甲基纤维素中的任一种强得多的复合物。

[0042] 实施例3：经增塑的和未经增塑的羧甲基纤维素钠醚制剂的强度测量：

[0043] 向18目至60目(1-0.25mm)的干燥的刚研磨的亚烟煤样品加入4.0重量％的羧甲基纤维素钠的溶液(由Ashland Chemical,Aqualon Division供应，型号7L)。所述溶液包含0.5重量％的商业煤润湿溶液浓缩物(由Benetech,Inc.供应的BT-210WF)。所述溶液还包含所示组成的增塑剂。所加入的量使得所述样品的总量包括25重量％的溶液和其余的75重量％的煤。将所述样品混合并压入深为15mm的30mm直径的圆形塑料模板中。将所述样品加热至41℃过夜、在早晨冷却、并使用测力计碎裂。碎裂所述样品所需的的最大力(以牛顿计)除以样品的质量(以克计)得到比强度，其和样品的质量无关。结果示于表#3，并且每个数字代表九个样品的平均值。

[0044] 表3：

[0045]测试溶液 比强度
4％7L CMC 0.5％210WF 13.10N/g
4％7L CMC 0.5％210WF，0.8％丙三醇 12.10N/g
4％7L CMC 0.5％210WF，1.6％丙三醇 11.98N/g
4％7L CMC 0.5％210WF，0.8％二乙二醇 12.38N/g
4％7L CMC 0.5％210WF，1.6％二乙二醇 12.59N/g

[0046] 可以看出，不同于非离子型纤维素醚，我们发现由羧甲基纤维素和增塑剂形成的制品的强度没有增大，并可能在强度上稍有减小。相比于第一实施例的更高强度归因于相比第一实施例中所讨论的HPMC的更高浓度的羧甲基纤维素钠。

[0047] 评估外壳的一般程序：

[0048] 为了进一步量化将增塑剂加入抑尘配方的优势，我们在模拟水露、下雨和太阳加热的条件下检测了非压实煤的强度，其中将抑制剂施用于一个表面并允许其固定(set)。对于实施例4-6，使用本文描绘的步骤来评估亚烟煤的强度，其中已经对所述亚烟煤施用灰尘抑制剂作为粘合剂。

[0049] 筛分亚烟煤，收集小于1英寸(25.4mm)的部分。使所述煤变湿直至出现可见的表面湿气，大致和新采煤的表面湿气匹配。取3至6千克的所述煤的部分，并且分成每个约990克的样品。将这些样品放置且松散地平铺(没有压实)在使用一次性8.5”直径铝制饼盘(pie plate)的碟(tray)中。将所述样品标记并用测试溶液以指定的比率处理。然后，使所述样品干燥过夜、并且随后以1/20英寸(～1mm)的雨或重露(heavy dew)的当量施加去离子水。将所述样品再次干燥并且然后用1/10英寸(2.5mm)的雨的当量润湿。使所述样品再次干燥并且然后在加热灯下加热至40℃至60℃的温度4小时以模拟热太阳对经处理的煤的影响。将样品冷却并使用安装有9.5mm钝杆探针(blunt rod probe)的测力计碎裂煤堆。记录最大力并称量碎块以确定所粘合样品的质量。然后，使用煤的密度和样品的直径计算厚度。

[0050] 实施例4：向HPMC加入增塑剂或表面活性剂

[0051] 用1.0％BT-205W表面活性剂混合物(A)或5.00％丙三醇(B)处理2.5％400cPs的HPMC和1.0％BT-205W的溶液。以每平方英尺0.024加仑的施用率施用所述溶液。制备三碟的每种溶液和煤并且根据上文的一般程序进行处理得到以下结果(表4)：

[0052] 表4：

[0053]测试 厚度，英寸 强度，psi
溶液A(表面活性剂) 0.41 112
溶液B(增塑剂) 0.49 116

[0054] 可以看出，相比含表面活性剂溶液的HPMC溶液，用增塑剂处理过的HPMC溶液给出更大的厚度和强度的测量结果。

[0055] 实施例5：向HPMC和表面活性剂配方中加入增塑剂

[0056] 以每平方英尺0.035加仑的施用率测试了1.5％400cPs的HPMC和1.0％BT-205W的溶液(A)以及1.5％400cPs的HPMC和1.0％BT-205W和0.5％丙三醇的溶液(B)。制备四碟的每种溶液和煤并且根据上文的一般程序进行处理以得到以下结果(表5)：

[0057] 表5：

[0058]测试 厚度，英尺 强度，psi
溶液A 0.26 64
溶液B 0.27 94

[0059] 可以看出，增塑剂的加入在增大煤粘合的强度方面是有效的。

[0060] 实施例6：加入交联剂的益处

[0061] 制备了两种不同的纤维素醚溶液。溶液A包含1.5％400cPs的HPMC、0.50％丙三醇和1.0％BT-205W。溶液B包含1.5％400cPs的HPMC、0.50％丙三醇、1.0％BT-205W、0.1％乙二醛溶液(40％)和使pH<5的足够量的乙酸。制备三碟的每种溶液和煤并且根据上文的一般程序进行处理得到以下结果(表6)：

[0062] 表6：

[0063]测试 厚度，英尺 强度，psi
溶液A 0.80 74
溶液B 0.83 93

[0064] 可以看出，交联剂的加入进一步增强了煤-煤的粘合。

[0065] 实施例7：向颗粒聚集物加入增塑剂的益处

[0066] 将228克的18-60目的亚烟煤的混合物和5.85克的在200目以下(sub-200mesh)的亚烟煤充分混合。移去所述混合物的20克样品，并且以每20克亚烟煤混合物3.3克液体的比率与水、或1.5％400cPs的HPMC和21.％BT-205W的混合物(溶液A)、或1.5％400cPs的HPMC和21.％BT-205W以及0.5％丙三醇的混合物(溶液B)混合。

[0067] 用钢制刮刀将所述样品缓慢地混合并且置于在40-41℃下的烘箱中过夜。次日早晨，将所述样品从烘箱中移出并进行筛分。筛分系统包括两个筛堆叠(sieve stacks)，从而允许同时筛分两种样品。所有结果代表重复尺寸测定(表7)。

[0068] 表7

[0069]

[0070] 可以看出，相比于经水处理的材料或者经纤维素醚和表面活性剂但未经增塑剂处理的材料，含增塑剂的配方引人注目地增加了大于1,000微米的材料的量。通过加入增塑剂仅使小于250微米的部分减少几乎40％。

[0071] 由此我们可以总结出，向溶解性纤维素醚和表面活性剂的混合物加入增塑剂会通过使灰尘颗粒更强地粘合为较大颗粒而显著增大配方减少灰尘的能力。

[0072] 本领域普通技术人员容易认识到，本发明的流体溶液在起尘材料的整体(full body)处理中使用。例如，随着起尘材料的各个颗粒在传送带上输送，可将本发明的灰尘抑制剂喷洒在起尘材料的各个颗粒上。再次，本发明处理起尘材料的单独细粒。这有别于如下灰尘抑制剂，其被干燥以在整个起尘材料例如煤的块或堆的暴露表面上形成外壳。起尘材料的块或堆可以在有轨车、堆料场或类似位置内。正如在本申请中所使用的，术语“起尘材料的块或堆”具体指任何起尘材料碎块或碎片的团块聚集。因此，在整个起尘材料的块或堆的暴露表面上形成的外壳本质上不同于使用灰尘抑制剂的整体处理，其中喷洒起尘材料的各个颗粒而不是起尘材料堆的暴露表面。

[0073] 参照附图，本发明还涉及减少由起尘材料的多个细粒散发气载灰尘(airborne dust)的方法、和处理起尘材料的多个细粒以防止由所述起尘材料散发灰尘的方法。参照图1，一个或多个施用器(applicators)14将本发明的液体溶液18喷洒在包括起尘材料22的多个细粒的起尘材料22的流20上。通常正在传送带或类似设备26上处理所述起尘材料
22(以将起尘材料22从一个位置转移至另一位置)。通常，如所示的在输送设备26上或同样示出的在流从设备26中转移时，将所述溶液18施用于起尘材料22的移动流上。在转移所述流20时，并且尤其是在从输送设备转移流20且在堆积位置处(at a bulk location)积聚成例如起尘材料22的块或堆30时，进行细粒和溶液18的混合。在堆30中，水溶液18基本均匀地分布于整个起尘材料22的堆的内部。在所述堆内干燥所述溶液18，其减少或防止气载的细粒或灰尘颗粒散发进入周围的环境。

[0074] 根据本发明的方法和方面，通常在使用根据本文所述的原理使用溶液处理之后超过24小时、更优选在处理后超过48小时、甚至更优选在处理后超过7日、并且最优选在处理后超过3周，在起尘材料的输送和操作期间减少或消除了气载灰尘。相应地，在将堆30转移至不同位置之前，高达数日可如图1所示用本发明的溶液处理所述起尘材料22，而不会造成起尘减少品质的明显下降，从而相比于未处理的起尘材料和/或用替代的溶液处理后的起尘材料的相同的堆30，由堆30散发的气载灰尘仍能被消除或至少被大大地减少。

[0075] 虽然已经解释并描述了具体的实施方式，但想到在不明显背离本发明精神的情况下的大量修改，并且保护的范围仅由所附权利要求的范围限制。