Патент на изобретение №2331729

(54) СРЕДСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЛЬДА И/ИЛИ СНЕГА НА ОСНОВЕ АЦЕТАТОВ, СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ И СПОСОБ РАСПЛАВЛЕНИЯ ЛЬДА И/ИЛИ СНЕГА НА ПОВЕРХНОСТЯХ ДОРОГ С ПОМОЩЬЮ ЭТОГО СРЕДСТВА

(57) Реферат:

Изобретение относится к способу предотвращения скользкости дорожного покрытия, к способу получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия и к противогололедному реагенту для предотвращения скользкости дорожного покрытия. Технический результат – повышение экологической безопасности, уменьшение времени расплавления льда и/или снега, повышение коррозионной безопасности, а также обеспечение стойкости к слеживанию продукта при его производстве и эксплуатации. Противогололедный реагент в виде твердого сыпучего материала, включает в мас.% в пересчете на безводные соли: ацетат натрия 37,0÷68,8, ацетат магния 6,2÷30,6, кристаллизационная вода 15,0÷35,0. Описаны также способ получения указанного реагента и способ предотвращения скользкости дорожного покрытия с использованием указанного реагента. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. 3 н. и 4 з.п. ф-лы, 4 табл.

Изобретение относится к дорожно-эксплуатационному производству, в частности к способам борьбы с гололедом на автодорогах, мостах, путепроводах, аэродромах и т.п. (далее – на поверхностях дорог), посредством способа предотвращения скользкости дорожного покрытия, способа получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия и противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия.

Известен способ предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в нанесении на поверхность дорожного покрытия противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С 09 К 3/18, опубл. 2004.11.10 – аналог и прототип). Здесь же описан способ получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в смешении магнийсодержащего сырья с уксусной кислотой до образования раствора ацетата магния (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С 09 К 3/18, опубл. 2004.11.10 – аналог и прототип). Здесь же описан противогололедный реагент для предотвращения скользкости дорожных покрытий, включающий ацетат магния и металл (см., патент Российской Федерации №2239687, Е01С 11/24, С09К 3/18, опубл. 2004.11.10 – аналог и прототип).

Недостатком известного способа является наличие в сыпучем материале частиц небольшого размера (пыли), что влечет за собой запыленность окружающей территории и снижение экологической безопасности, длительное время расплавления льда и/или снега, повышенная коррозия черных металлов.

Технический результат изобретения заключается в повышении экологической безопасности, за счет устранения в сыпучем материале частиц небольшого размера, уменьшение времени расплавления льда и/или снега, повышение коррозионной безопасности (низкой коррозионной активности). Технический результат заключается так же в обеспечении стойкости к слеживанию продукта при его производстве и эксплуатации.

Достигается технический результат в способе предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающемся в нанесении на дорожное покрытие противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, тем, что противогололедный реагент дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, в мас.% в пересчете на безводные соли:

Твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.

Достигается этот результат в способе получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающемся в смешении магнийсодержащего сырья с уксусной кислотой до образования ацетата магния, тем, что в качестве магнийсодержащего сырья используют сырье, содержащее оксид или гидрооксид магния, причем уксусную кислоту берут с избытком в концентрации 50÷99,95 мас.% и нейтрализуют остаток уксусной кислоты в растворе гидрооксидом натрия в виде водного раствора с концентрацией 38÷46 мас.%, при этом полученный раствор ацетатов магния и натрия упаривают и упаренный расплав кристаллизуют до получения реагента следующего состава, в мас.% в пересчете на безводные соли:

Полученный противогололедный реагент дробят и сушат.

Кристаллизацию и дробление осуществляют на вальцевом кристаллизаторе.

Достигается этот результат в противогололедном реагенте для предотвращения скользкости дорожного покрытия в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, тем, что он дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, в мас.% в пересчете на безводные соли:

Твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.

Согласно изобретению противогололедный реагент (далее по тексту – реагент) представляет собой смесь ацетатов натрия и магния и воды. Ацетаты натрия и магния находятся в нем в виде безводных солей СН₃COONa, Mg(СН₃СОО)₂ и кристаллогидратов CH₃COONa·3H₂O, Mg(СН₃СОО)₂·4Н₂O. Вода входит в состав кристаллогидратов и называется кристаллизационной.

Свойства полученного согласно изобретению реагента, характеризующие действие на лед снег (плавящая способность, время растапливания (оттаивания, расплавления) льда и/или снега, температура кристаллизации водных растворов при низких температурах, т.е. основные эксплуатационные (противогололедные) свойства определяются как количеством безводных ацетатов натрия и магния, так и количеством их кристаллогидратов, определяемых и выражаемых количеством кристаллизационной воды в продукте.

Согласно настоящему изобретению получают реагент, который не оказывает токсичного действия на окружающую среду и человека, полностью биологически разлагается, не содержит в своем составе свободной уксусной кислоты. Сочетание в реагенте ацетата натрия от 37,0 до 68,8 мас.% и ацетата магния от 6,2 до 30,6 мас.% обеспечивает низкую температуру кристаллизации от минус 22 до минус 27°С; присутствие в составе кристаллизационной воды от 15 до 35 мас.% способствует уменьшению до максимально короткого времени растапливания снега и льда, а также обеспечивает высокую плавящую способность средства. При содержании кристаллизационной воды 29 мас.% время расплавления снега и/или льда минимально, а увеличение содержания кристаллизационной воды в реагенте более 35 мас.% или снижение до содержания менее 15 мас.% приводит к возрастанию времени расплавления снега и льда. Среднее время расплавления льда при оптимальном количестве реагента для данной толщины снего-ледяного образования и температуры эксплуатации при содержании кристаллизационной воды 15÷35 мас.% составляет 15÷40 минут. При увеличении содержания кристаллизационной воды более 35 мас.% продукт теряет рассыпчатость, слеживается при хранении, при увеличении содержания кристаллизационной воды более 35% и менее 15% время расплавления (удаления) существенно возрастает, падает плавящая способность. Увеличение содержания ацетата магния в средстве более 30,6 мас.% ухудшает его свойства: продукт при хранении теряет рассыпчатость и слеживается. При содержании в средстве ацетата магния менее 6,2 мас.% температура начала кристаллизации уменьшается до минус 18÷20°С. Выполнение реагента в виде сыпучего материала с частицами в форме чешуек и/или пластинок, размеры которых находятся в пределах 3÷20 мм, исключает пыление при нанесении, обеспечивает максимальную плавящую способность и минимальное время расплавления льда и/или снега. Использование частиц больших размеров не обеспечивает эффективного нанесения реагента, снижает время удаления снежно-ледяного образования, а использование частиц менее 3 мм снижает плавящую способность и увеличивает среднее время расплавления более 40 минут. Применение реагента с частицами менее 1 мм еще более ограничивает время расплавления и плавящую способность, снижает эффективность его использования и увеличивает потери реагента из-за пыления.

Таким образом, предлагаемый противогололедный реагент для предотвращения скользкости дорожного покрытия, созданный на основе ацетатов, действует как эффективное средство для удаления льда и/или снега и предотвращения их образования на поверхностях дорог.

Сущность предлагаемого способа получения реагента поясняется следующим.

В качестве магнийсодержащего сырья в способе получения используют порошок магнезитовый каустический (далее по тексту ПМК), брусит, другое сырье, содержащее оксид или гидрооксид магния. В результате смешения ПМК (брусита, оксида магния и.т.п.) с уксусной кислотой происходит растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния. Растворение сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, проводят в избытке уксусной кислоты 50÷99,95 мас.% концентрации. В результате реакции между уксусной кислотой и магнийсодержащим сырьем образуется ацетат магния:

2СН₃СООН+MgO=Mg(СН₃СОО)+Н₂О+21,2 ккал/моль.

Уменьшение концентрации кислоты с 99,95 до 50 мас.%. позволяет сократить время растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, с 75 до 10÷15 минут, но в то же время затраты энергии на стадии выпаривания раствора возрастают в 2 раза. При использовании концентрированной кислоты затраты энергии на стадии выпаривания раствора минимальны, но время растворения сырья, содержащего оксид или гидрооксид магния, в уксусной кислоте достаточно продолжительно – 75 минут. Использование уксусной кислоты с концентрацией менее 50 мас.%, связано со значительным расходом энергии на стадии выпаривания раствора, а время растворения существенно не увеличивается, поэтому использовать более разбавленную уксусную кислоту нецелесообразно.

Нейтрализацию оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты проводят щелочью. В качестве щелочи используют раствор гидроксида натрия концентрацией 38÷46 мас.%. Нейтрализация уксусной кислоты происходит с образованием ацетата натрия:

СН₃ООН+NaOH=CH₃OONa+Н₂O+24,4 ккал/моль.

Применение более концентрированного раствора гидроксида натрия более предпочтительно с точки зрения снижения затрат энергии на стадии упаривания раствора. Использование раствора гидроксида натрия с концентрацией выше 46 мас.% ограничено физическими свойствами раствора: высокой вязкостью, растворимостью гидроксида натрия в воде, а менее 38 мас.% – нецелесообразностью внесения дополнительных затрат на упаривание.

Полученный раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 15÷35 мас.%. При кристаллизации упаренного раствора (расплава) в твердый продукт содержащаяся в расплаве вода переходит в кристаллогидраты ацетатов натрия и магния (CH₃COONa·3H₂O и Mg(СН₃СОО)₂·4Н₂О), становится кристаллизационной (гидратной). При этом часть ацетатов натрия и магния остается в продукте в виде безводных солей. Изменяя содержание воды в расплаве, изменяют содержание кристаллизационной воды в готовом продукте, а за счет этого – свойства получаемого реагента. Быстрая кристаллизация дает возможность получить продукт в твердом состоянии. Дробление твердого продукта обеспечивает получение сыпучего материала требуемой фракции (размеров частиц). Оптимальным является дробление (измельчение) до фракций с размерами 1÷20 мм.

Вальцевый кристаллизатор одновременно реализует функции кристаллизации расплава и формирования частиц продукта с наиболее оптимальными размерами 3÷20 мм в форме чешуек и/или пластинок.

Реализующий изобретение на способ получения вальцевый кристаллизатор состоит из корыта, куда непрерывно поступает расплав реагента, вращающегося полого барабана, через который циркулирует охлаждающий агент (рассол), и ножа, предназначенного для срезания закристаллизовавшегося продукта с поверхности барабана. Температура расплава в корыте составляет 95÷110°С. За время вращения барабана кристаллизатора от точки погружения барабана в корыто до ножа расплав средства успевает закристаллизоваться. Готовый твердый продукт срезается с барабана ножом. При соответствующей настройке ножа получаются частицы в виде чешуек или пластинок с размерами 3÷20 мм, т.е. твердый продукт на барабане ножом подвергается дроблению. Для отвода теплоты кристаллизации ацетатов натрия и магния в кристаллогидраты и охлаждения продукта до 20°С внутри барабана циркулирует охлаждающий агент.

При известности кристаллизации расплавов на вальцевом кристаллизаторе применение вальцевого кристаллизатора для получения реагента осуществлено впервые. Установлено, что возможность получения реагента в виде твердого сыпучего продукта с заданными эксплуатационными характеристиками (свойствами) обусловлена новыми технологическими особенностями получения продукта на вальцевом кристаллизаторе. В частности, установлено, что при использовании вальцового кристаллизатора и контроле воды в расплаве в продукте обеспечивается максимальное воспроизведение содержания воды в виде кристаллизационной воды.

Так, при содержании воды в расплаве от 23 до 15 мас.% получаются чешуйки и/или пластинки, имеющие преимущественно размер около 20 мм, обладающие высокой твердостью и 100% рассыпчатостью, время кристаллизации расплава минимально и составляет 30 секунд. Снижение содержания воды менее 15 мас.% приведет к получению чешуек и/или пластинок с размерами до 100 мм, кроме того, расплав становится высоковязким, неоднородным, высаживается донная фаза, состоящая преимущественно из ацетата магния, изменяется состав расплава и твердого сыпучего средства. При содержании воды до 35 мас.% получаются чешуйки и/или пластинки предлагаемого реагента, имеющие преимущественную фракцию с размерами частиц 3÷8 мм, менее твердые, с рассыпчатостью 95%, время кристаллизации расплава составляет 60 секунд.

Увеличение содержания воды свыше 35 мас.% приводит к существенному снижению рассыпчатости продукта до 50%, время кристаллизации расплава увеличивается от нескольких минут до нескольких часов, что снижает производительность установки, чешуйки или пластинки получаются не твердыми, легко истирающимися в пыль.

Поскольку чешуйки, пластинки имеют неправильную форму, то под размерами в настоящем изобретении понимается фракция, определяемая по просеиванию частиц между ситами.

Дополнительная сушка дробленого продукта повышает и обеспечивает 100% рассыпчатость продукта. Дробление или измельчение некондиционного продукта с размерами больше оптимальных до уровня не более 1 мм повышает выход продукта.

При реализации предлагаемого согласно изобретению способа получения в зависимости от вида и состава магнийсодержащего сырья в получаемом продукте могут содержаться примеси ацетатов железа, кальция, диоксида кремния, следы гидрата натрия и другие примеси в суммарном количестве не более 4,1 мас.%, которые образуются в процессе реакции из присутствующих в магнийсодержащем сырье побочных соединений. Примеси не оказывают сколь-либо заметного влияния на противогололедные, антикоррозионные и экологические свойства реагента.

Сущность предлагаемого изобретения на способ предотвращения скользкости с помощью противогололедного реагента на основе ацетатов в соответствии с изобретением состоит в нанесении на дорожное покрытие реагента известными методами. В случае нанесения реагента с размерами частиц 1÷20 мм или 3÷20 мм его наносят механизированным или ручным способом на поверхность дорог в количествах, зависящих от толщины снега и/или льда и температуры окружающего воздуха. При достаточном количестве реагента, например 30÷80 г/м², через 15÷40 минут происходят полное расплавление снега и/или льда на поверхности дорог и длительное предотвращение формирования снежно-ледяного образования. Такое использование способа эффективно для расплавления льда, снега и сочетаний снега и льда. Способ расплавления может быть осуществлен нанесением реагента на поверхность дорог с целью разрыхления льда, снежно-ледяного образования для последующей механизированной уборки (удаления). Использование реагента в форме частиц в виде чешуек и/или пластинок с размерами 3÷20 мм обеспечивает максимальный эффект расплавления снега и/или льда. Нанесение реагента в виде порошка менее эффективно вследствие пыления и замедления взаимодействия со снегом при более низких температурах использования.

Настоящее изобретение по способу получения реагента и по его составам иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Магнийсодержащее сырье – порошок магнезитовый каустический ПМК-90, в количестве 25,7 кг растворяют в избыточном количестве 763,7 кг уксусной кислоты 75 мас.% концентрации. В результате реакции между уксусной кислотой и магнийсодержащим сырьем образуется ацетат магния. Время растворения порошка магнезитового каустического в уксусной кислоте составляет 10 минут. Нейтрализацию оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты проводят раствором гидроксида натрия с концентрацией 46 мас.%. Нейтрализация уксусной кислоты происходит с образованием ацетата натрия. Для нейтрализации раствор гидроксида натрия берут в количестве 729,6 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 23 мас.%. Расплав ацетатов натрия и магния с температурой 95÷110°С непрерывно подается в корыто вальцевого кристаллизатора. Время кристаллизации расплава составляет 30 секунд. С поверхности барабана готовый продукт срезается ножом. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2; ацетат натрия 68,8; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 2.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 95,8 кг, растворение проводят в 797,6 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 492,1 кг. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 30,6; ацетат натрия 46,4; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 3.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 57,6 кг, растворение проводят в 779,1 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 521,6 кг. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 18,4; ацетат натрия 58,6; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 4.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 том, что ПМК-90 расходуется в количестве 21,2 кг, растворение проводят в 702,7 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 680,8 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 6,8; ацетат натрия 64,2; кристаллизационная вода 29,0.

Пример 5.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 88,2 кг, растворение проводят в 735,2 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 453,9 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,2; ацетат натрия 42,8; кристаллизационная вода 29,0.

Пример 6.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 55,1 кг, растворение проводят в 719,4 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 566,3 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 29 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 100%. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 17,6, ацетат натрия 53,4, кристаллизационная вода 29,0.

Пример 7.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 19,4 кг, растворение проводят в 643,6 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 623,5 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 6,2, ацетат натрия 58,8, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 8.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 87,6 кг, растворение проводят в 676,4 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 392,4 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,0, ацетат натрия 37,0, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 9.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что ПМК-90 расходуется в количестве 50,4 кг, растворение проводят в 658,5 кг уксусной кислоты. Расход гидроксида натрия для нейтрализации оставшейся в растворе ацетата магния уксусной кислоты составляет 516,6 кг. Раствор ацетатов натрия и магния упаривают до содержания воды 35 мас.%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки и/или пластинки с размерами менее 3 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 16,1, ацетат натрия 48,9, кристаллизационная вода 35,0.

Пример 10.

Способ осуществляли аналогично примеру 1, отличия от примера 1 в том, что растворение порошка магнезитового каустического проводят в 573,0 кг 99,95 мас.% уксусной кислоты. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2, ацетат натрия 68,8, кристаллизационная вода 23,0.

Пример 11.

Способ осуществляли аналогично примеру 10, отличия от примера 10 в том, что растворение порошка магнезитового каустического проводят в 1146,0 кг 50 мас.% уксусной кислоты. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 98%, оставшиеся 2% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 8,2, ацетат натрия 68,8, кристаллизационная вода 23,0.

Пример 12. Способ осуществляли аналогично примеру 3. Отличия от примера 3 состояли в том, что раствор ацетатов магния и натрия упаривали до содержания кристаллизационной воды 15%. Выход товарной фракции 3÷20 мм – 97%, оставшиеся 3% составляют чешуйки или пластинки с размерами более 20 мм. Получается 906 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок следующего состава, мас.%: ацетат магния 20,3; ацетат натрия 64,7; кристаллизационная вода 15,0.

Пример 13. Способ осуществляли аналогично примеру 3. Отличия от примера 3 состояли в том, что некондиционный продукт с размерами более 20 мм дополнительно измельчали в дробилке до фракции 3÷20 мм. Получается 1000 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок и частиц неопределенной формы следующего состава, мас.%: ацетат магния 18,4; ацетат натрия 58,6; кристаллизационная вода 23,0.

Пример 14. Способ осуществляли аналогично примеру 9. Отличия от примера 9 состояли в том, что полученный на вальцевом кристаллизаторе продукт дополнительно сушили в кипящем слое до содержания кристаллизационной воды 23%. Получается 844,16 кг твердого продукта в виде чешуек и/или пластинок и частиц неопределенной формы следующего состава, мас.%: ацетат магния 19,1; ацетат натрия 57,9; кристаллизационная вода 23,0.

Примеры реагента приведены в таблице 1, его основные эксплуатационные свойства приведены в таблице 2, а свойства, зависящие от способа получения, и параметры технологического режима способа получения представлены в таблице 3.

Как видно из приведенных в таблице 2 данных, по своим коррозионным свойствам по отношению углеродистым сталям реагент не является коррозионно-активным, он не загрязняет окружающую среду уксусной кислотой и другими вредными веществами, обладает высокими эксплуатационными (противогололедными) свойствами.

Как видно из приведенных примеров, меньшее время кристаллизации обеспечивает большую производительность вальцевого кристаллизатора по твердому реагенту. Рассыпчатость, выход товарной фракции реагента определяются количеством в его составе кристаллизационной воды. Уменьшение содержания кристаллизационной воды до 15÷23 мас.% приводит к снижению выхода товарной фракции вследствие появления пластинок с размерами более 20 мм; увеличение содержания кристаллизационной воды до 35 мас.% приводит к появлению пыли, что снижает выход товарной фракции. Наилучшими эксплуатационными свойствами обладает реагент в виде чешуек и/или пластинок с размерами 3÷20 мм, реагент с размерами частиц 1÷20 мм имеет более низкие эксплуатационные свойства. Для сравнения в таблице 3 приведены результаты исследования выхода продукта по двум фракционным размерам частиц.

Оценку плавящей способности предлагаемого реагента в сравнении с известным осуществляли следующим образом («плавящая способность» – это количество грамм расплавленного льда на грамм средства (продукта) при различных температурах за фиксированный интервал времени).

В металлические формы размером 200×200×30 мм заливалась предварительно прокипяченная, а затем охлажденная дистиллированная вода. Формы помещались в морозильную камеру и выдерживались при минус 5, минус 10 и минус 15°С в течение 20 часов. После этого поверхность льда в каждой форме выравнивалась металлическим диском, и формы со льдом повторно помещались в морозильную камеру на 20 часов при температуре минус 5, минус 10 и минус 15°С для замораживания любой поверхностной воды. Навески реагента с массой 2,00 г помещались в криостат и охлаждались в течение 2 часов при необходимых для проведения опытов температурах: минус 5, минус 10 и минус 15°С. После повторного замораживания формы со льдом вынимались из морозильной камеры, и охлажденная до температуры проведения опыта навеска равномерно распределялась по поверхности льда. Формы с реагентом помещались в криостат на 30 минут при разных температурах: минус 5, минус 10 и минус 15°С. По окончании времени опыта определялся вес образовавшейся воды, соответствующий весу расплавленного льда.

Результаты определения плавящей способности предлагаемого и известного реагентов (хлорида натрия) представлены в таблице 4.

Плавящая способность заявленного реагента для удаления по настоящему изобретению превышает плавящую способность известного реагента – хлорида натрия – при тех же температурах за время 30 минут.

Испытание предлагаемого способа предотвращения скользкости дорожного покрытия, иллюстрируемое как способ расплавления льда и/или снега, проводилось в наружных условиях при различных дородных покрытиях.

Пример 15. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 3°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 5÷10 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером 3÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 17,6, ацетат натрия 53,4, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 15 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 16. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 15, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 30 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 17. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и пластинок размером 3÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 15 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 18. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 17, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 25 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 19. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на бетонном покрытии. Толщина на бетоне снега составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером 3÷20 мм следующего состава, мас.%: ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 20 минут снег превращался в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 20. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 19, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега. Через 30 минут после нанесения происходило полное расплавление снега, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Пример 21. Испытание предлагаемого способа расплавления проводилось в наружных условиях при температуре воздуха минус 6°С на асфальтовом покрытии. Толщина на асфальте уплотненного снега и льда составляла 30 мм. Реагент в виде чешуек и/или пластинок размером и частиц иной формы с размерами 1÷20 мм состава, мас.%, ацетат магния 28,2, ацетат натрия 42,8, кристаллизационная вода 29,0 равномерно в количестве 50 г/м² распределялся (наносился) механическим способом на обрабатываемом покрытии и выдерживался заданное время. Через 20 минут снег и лед превращались в жидкую кашицу, которую легко счищали механическим способом.

Пример 22. Способ расплавления осуществляли аналогично примеру 21, отличие состояло в том, что после нанесения реагент выдерживали до полного расплавления снега и льда. Через 36 минут после нанесения происходило полное расплавление снега и льда, после чего асфальт оставался чистым от снега и льда в течение 24 часов.

Аналогичные испытания способа расплавления с использованием заявляемого реагента других составов показали его высокую эффективность на разных видах поверхностей дорог. Реагент на основе ацетатов натрия и магния может применяться на любых дорожных покрытиях.

Таким образом, изобретение повышает экологическую безопасность за счет устранения в сыпучем материале частиц небольшого размера, уменьшает время расплавления снега и/или льда, повышает коррозионную безопасность.

Промышленная применимость

Изобретение может быть использовано для изготовления противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия.

Формула изобретения

1. Способ предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в нанесении на дорожное покрытие противогололедного реагента в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, отличающийся тем, что противогололедный реагент дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, мас.% в пересчете на безводные соли:

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.

3. Способ получения противогололедного реагента для предотвращения скользкости дорожного покрытия, заключающийся в смешении магнийсодержащего сырья с уксусной кислотой до образования ацетата магния, отличающийся тем, что в качестве магнийсодержащего сырья используют сырье, содержащее оксид или гидрооксид магния, причем уксусную кислоту берут с избытком в концентрации 50÷99,95 мас.% и нейтрализуют остаток уксусной кислоты в растворе гидрооксидом натрия в виде водного раствора с концентрацией 38÷46 мас.%, при этом полученный раствор ацетатов магния и натрия упаривают и упаренный расплав кристаллизуют до получения реагента следующего состава, мас.% в пересчете на безводные соли:

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что полученный противогололедный реагент дробят и сушат.

5. Способ по п.3, отличающийся тем, что кристаллизацию и дробление осуществляют на вальцевом кристаллизаторе.

6. Противогололедный реагент для предотвращения скользкости дорожного покрытия, в виде твердого сыпучего материала, включающего ацетат магния, отличающийся тем, что он дополнительно содержит ацетат натрия и кристаллизационную воду при следующих соотношениях входящих компонентов, мас.% в пересчете на безводные соли:

7. Противогололедный реагент по п.6, отличающийся тем, что твердый сыпучий материал выполняют в форме чешуек и/или пластинок с размером 3÷20 мм.