一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法

技术领域

本发明属于化学抑尘剂评价技术领域，具体涉及一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法。

背景技术

粉尘污染是我国目前环境污染、职业健康领域的主要问题之一，近年来化学抑尘技术在粉尘防治领域得到广泛的开发与应用，但抑尘剂的开发和优选多采用室内试验和现场应用等评估方法。例如，公开号为CN110746935A的专利公开了一种由改性淀粉、微晶纤维素和麦芽糊精制成的复合型环保抑尘剂，其保水性、抗风蚀性能数据是通过培养皿在模拟实际环境的实验室中测试得出的；公开号为CN111117568A的专利《用于露天矿山粉尘治理的生态抑尘剂及其制备方法》公开了一种由吸湿剂、表面活性剂、聚丙烯酸钠、丙三醇、乳酸钠、柠檬酸和水组成的生态抑尘剂，其抗风蚀率是通过测定其喷洒在尾矿及排土场上的实际效果得出的。

目前，抑尘剂的开发和优选没有系统地从抑尘性能、环保性能、经济性能等多方面来综合评价分析，很难客观科学地得出准确结果。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法。该方法通过设定两级评价指标并合理设定二级评价指对应的评价参数，全面涵盖了化学抑尘剂的评价性能，结合采用量化评分方法，有效实现了对化学抑尘剂抑尘性能的评价，大大提高了评价结果的准确性，克服了现有评价指标单一片面的缺点。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、确定化学抑尘剂的综合评价指标体系；所述综合评价指标体系包含一级评价指标和二级评价指标，以及二级评价指标对应的评价参数；

所述一级评价指标包括抑尘性、经济性和环保性；

所述二级评价指标中抑尘性的指标包括湿润性能、吸湿性能和粘接性能，经济性的指标包括综合使用成本，环保性的指标包括化学抑尘剂溶液酸碱性，化学品毒性和化学腐蚀性；

所述二级评价指标对应的评价参数包括湿润性能的评价参数沉降湿润时间、吸湿性能的评价参数蒸发稳定时间和粘接性能的评价参数表面风蚀率，综合使用成本的评价参数单位面积年平均使用成本，化学抑尘剂溶液酸碱性的评价参数化学抑尘剂溶液pH值，化学品毒性的评价参数化学品急性毒性分级，化学腐蚀性的评价参数Q235钢月腐蚀率；

步骤二、分别设定一级评价指标中各指标的权重值和二级评价指标中各指标的权重值，然后确定步骤一中综合评价指标体系的评分方法；

步骤三、获取化学抑尘剂的二级评价指标对应的评价参数数值，然后根据超限否决机制进行评价，如果任一评价参数数值超过设定限度，则认为化学抑尘剂的性能较差不选用，如果所有评价参数数值均未超过设定限度，再根据步骤二中确定的综合评价指标体系的评分方法，得到二级评价指标中各指标的评分数值，并经加权计算得到一级评价指标中各指标的评分数值；

步骤四、根据步骤三中得到的一级评价指标中各指标的评分数值经加权计算得到化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值，评价化学抑尘剂的抑尘性能。

本发明提供了一种适用于抑尘剂优选的综合评估指标体系，通过设定一级评价指标和二级评价指标，并合理设定二级评价指对应的评价参数，具体采用降湿润时间、蒸发稳定时间、表面风蚀率分别反应化学抑尘剂对应的湿润、吸湿、粘结性能，上述相关参数的获取实验便捷，采用化学抑尘剂溶液pH值、化学品急性毒性分级、Q235钢月腐蚀率作为反应化学抑尘剂溶液酸碱性、毒性、腐蚀性的权威参数，从而从化学抑尘剂多个方面的性能即抑尘性、经济性和环保性进行综合分析评价，全面涵盖了化学抑尘剂的评价性能，同时先对二级评价指对应的评价参数根据超限否决机制进行评价，然后采用量化评分方法，经加权计算依次得到一级评价指标中各指标的评分数值和抑尘性能评价总分数值，进而有效实现了对化学抑尘剂抑尘性能的评价，大大提高了评价结果的准确性。

上述的一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，步骤二中所述一级评价指标中各指标的权重值总和与二级评价指标中各指标的权重值总和均为1。

上述的一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，步骤二中根据化学抑尘剂的应用场所对一级评价指标中各指标的权重值赋予初值，然后根据应用场所的实际需求进行调整。本发明的综合评价方法根据化学抑尘剂的应用场所，合理确定各级评价指标的权重，并可根据实际需求进行调整，从而准确反映了化学抑尘剂的性能，减少了评价误差，提高了该综合评价方法的实用性，扩大了使用范围，灵活方便。

上述的一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，步骤三中所述化学抑尘剂的二级评价指标对应的评价参数数值根据专业基础数据、实验检测或计算获取。本发明的评价参数数值获取方法多样，有利于获得各个评价参数的准确值，方法简单，易于实现。

上述的一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，步骤三中所述设定限度依据经验确定。

上述的一种适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法，其特征在于，步骤三中所述二级评价指标中各指标的评分数值、一级评价指标中各指标的评分数值和步骤四中化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值均采用百分制；步骤四中所述评价的依据为：当化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值为[80,100]时，则该化学抑尘剂的性能较好，优选选用，当化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值为(60，80)时，则该化学抑尘剂的性能较一般，可以选用，当化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值为[30,60]时，则该化学抑尘剂的性能较差，不选用。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明通过设定两级评价指标并合理设定二级评价指对应的评价参数，从化学抑尘剂的抑尘性、经济性和环保性进行综合分析评价，全面涵盖了化学抑尘剂的评价性能，结合采用量化评分方法，有效实现了对化学抑尘剂抑尘性能的评价，大大提高了评价结果的准确性，为抑尘剂开发提供一套通用、直观、可对比的评价方法，克服了现有评价指标单一片面的缺点。

2、本发明的综合评价方法根据化学抑尘剂的应用场所，合理确定各级评价指标的权重并进行调整，从而准确反映了化学抑尘剂的性能，减少了评价误差，提高了该综合评价方法的实用性，扩大了使用范围，灵活方便。

3、本发明的综合评价方法不仅适用于化学抑尘剂的优选，还可扩大到化学抑尘剂配方的优选，进一步扩大了本发明方法的应用范围。

下面通过附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明适用于化学抑尘剂优选的综合评价方法流程图。

图2为本发明适用于化学抑尘剂优选的综合评价指标体系图。

图3为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂中测试尘样完全沉降至试管底部的实物图。

图4为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂在测试尘样蒸发稳定后的实物图。

图5为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂对Q235钢的腐蚀效果图。

具体实施方式

具体地，如图1所示，本实施例的综合评价方法包括以下步骤：

步骤一、确定综合化学抑尘剂的评价指标体系；如图1所示，所述综合评价指标体系包含一级评价指标和二级评价指标，以及二级评价指标对应的评价参数；

所述一级评价指标包括抑尘性A、经济性B和环保性C；

所述二级评价指标中的抑尘性A的指标包括湿润性能A1、吸湿性能A2和粘接性能A3，经济性B的指标包括综合使用成本B1，环保性C的指标包括化学抑尘剂溶液pH值C1、化学品毒性C2和化学腐蚀性C3；

所述二级评价指标对应的评价参数包括湿润性能A1的评价参数沉降湿润时间a1，吸湿性能A2的评价参数蒸发稳定时间a2，粘接性能A3的评价参数表面风蚀率a3，综合使用成本B1的评价参数单位面积年平均使用成本b1，化学抑尘剂溶液pH值C1的评价参数化学抑尘剂溶液pH值c1，化学品毒性C2的评价参数化学品急性毒性分级c2，化学腐蚀性C3的评价参数Q235钢月腐蚀率c3；

步骤二、分别设定一级评价指标中各指标的权重值和二级评价指标中各指标的权重值，通常根据化学抑尘剂的应用场所对一级评价指标中各指标的权重值赋予初值，并根据应用场所的实际需求进行调整，然后确定步骤一中综合评价指标体系的评分方法；所述述一级评价指标中各指标的权重值总和与二级评价指标中各指标的权重值总和均为1；

步骤三、获取化学抑尘剂的二级评价指标对应的评价参数数值，选取80目筛分得到的硫化矿石粉尘作为测试尘样，测试采用的化学抑尘剂溶液的质量浓度为3％，对于粘度大、高聚物等组成化学抑尘剂溶液的质量浓度为1％，具体获取过程如下：

(1)评价参数沉降湿润时间a1：配制化学抑尘剂溶液并缓慢倒入25mL试管中至达到刻度线25mL，然后轻轻放入干燥后的测试尘样，同时开始计时，直至所有测试尘样完全沉降至试管底部时结束计时，记录该沉降时间，重复3次，并取3次沉降时间的平均值作为沉降湿润时间a1；

(2)评价参数蒸发稳定时间a2：将50g测试尘样自然堆积在直径φ100mm的玻璃培养皿中呈自然堆积状，在测试尘样表面滴入10mL质量浓度3％的化学抑尘剂溶液，放置10min后称量并记录初始质量m

(3)评价参数表面风蚀率a3：将50g经干燥后的测试尘样自然堆积在直径φ100mm的玻璃培养皿中并将其表面轻轻刮平，在测试尘样表面滴入10mL质量浓度3％的化学抑尘剂溶液，放置10min后称量并记录初始质量m

(4)评价参数单位面积年平均使用成本b1，年平均使用成本包括材料成本、配套设备费、运行使用费；

1)材料成本：设单次使用有效作用时间为t(天)，单次使用成本为cb(含水费)(元/次)，则一年(取365天)的抑尘剂材料成本为：

2)配套设备费：化学抑尘剂制备通常包括存储设备、搅拌装置、运输喷洒设备等，设所需设备w台，第i个设备的使用年限为n

3)运行使用费成本：化学抑尘剂喷洒使用过程中需要投入电力和人力，设化学抑尘剂喷洒周期为T

4)设单次化学抑尘剂使用面积为S(m

(5)评价参数化学抑尘剂溶液pH值c1：将化学抑尘剂溶液充分搅拌均匀并静置稳定，然后采用pH计测量pH值，重复3次，并取3次pH值的平均值作为化学抑尘剂溶液pH值c1；

(6)评价参数化学品急性毒性分级c2：

1)采用半数致死量LD50作为化学品毒性分级评价的依据，对于已知化学品可查询相关数据，参照世界卫生组织(WHO)的急性毒性分级标准，根据表1的化学品经口毒性分级标准LD50数据进行分类；

2)对于没有数据来源的化学品，按照《化学品毒性鉴定技术规范》有关要求开展规范化的实验测试，获得相关毒性分级数据；

表1化学品经口急性毒性分级标准

(6)评价参数Q235钢月腐蚀率c3：按照《金属和合金的腐蚀盐溶液周浸试验》(GB/T19746-2018)测试方法和测试过程，采用薄板矩形(90mm×120mm×2mm)Q235钢作为测试试块，将其洗净干燥后称量初始质量并记录为m

然后根据超限否决机制对上述化学抑尘剂的二级评价指标对应的评价参数数值进行评价，先采用绝对值评分标准评价化学抑尘剂的评价参数化学抑尘剂溶液pH值c1和评价参数化学品急性毒性分级c2，化学抑尘剂溶液pH值c1的设定限值范围为4.0～10.0，化学品急性毒性分级c2的设定限值范围为：化学品经口急性毒性不低于3级(低毒)，即LD50≥501mg/kg，如果化学抑尘剂溶液pH值c1和化学品急性毒性分级c2中的任一参数数值超过限值，则判断化学抑尘剂不宜选用，然后以水作为评价基准数值、采用相对比值评分标准评价其他评价参数即沉降湿润时间a1、表面风蚀率a3、单位面积年平均使用成本b1和Q235钢月腐蚀率c3，各评价参数的取值划分标准见表2；

表2各评价参数的取值划分标准

注：表中相对比值为化学抑尘剂与水的数值比值。

根据表2中各评价参数的取值划分标准可计算得出最小评价分数S

步骤四、根据步骤三中得到的一级评价指标中各指标的评分数值经加权计算得到化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值，根据表3综合评价结果分类方法判断化学抑尘剂的抑尘性能。

表3综合评价结果分类方法

本发明的综合评价方法通过实施例1～实施例4进行详细描述。

实施例1

本实施例选用水作为化学抑尘剂，且骤二中均分别设定一级评价指标中各指标的权重值：抑尘性A、经济性B和环保性C的权重值分别为0.60、0.10和0.30，对应的各指标的评分分别为A、B和C；设定二级评价指标中各指标的权重值：湿润性能A1、吸湿性能A2和粘接性能A3的权重值均为1/3，即0.33，对应的各指标的评分分别为A1、A2和A3，使用成本B1的权重值为1，对应的评分为B1，化学抑尘剂溶液pH值C1、化学品毒性C2和化学腐蚀性C3的权重值分别0.30、0.30和0.40，对应的评分为C1、C2和C3，确定综合评价指标体系中化学抑尘剂的抑尘性能评价总分数值S＝0.60×A+0.10×B+0.30×C，A＝0.33×A1+0.33×A2+0.33×A3，B＝B1，C＝0.30×C1+0.30×C2+0.40×C3。

实施例2

本实施例与实施例1的不同之处在于：选用氯化钙作为化学抑尘剂。

实施例3

本实施例与实施例1的不同之处在于：选用曲拉通X-100作为化学抑尘剂。

实施例4

本实施例与实施例1的不同之处在于：选用聚丙烯酰胺作为化学抑尘剂。

图3为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂中测试尘样完全沉降至试管底部的实物图，从图3可以看出，各化学抑尘剂的沉降湿润时间排序为：水＞氯化钙＞曲拉通X-100＞聚丙烯酰胺。

图4为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂在测试尘样蒸发稳定后的实物图，从图4可以看出，各化学抑尘剂蒸发稳定时间排序为：聚丙烯酰胺＜水＜氯化钙＜曲拉通X-100。

图5为本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂对Q235钢的腐蚀效果图，从图5可看出，各化学抑尘剂腐蚀性能排序为：聚丙烯酰胺＜氯化钙＜水＜曲拉通X-100。

本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂即水、氯化钙、曲拉通X-100和聚丙烯酰胺的抑尘性能包括评价数值和分值及总分数值如下表4所示。

图4实施例1～实施例4中各化学抑尘剂的抑尘性能

从表4可以看出，本发明实施例1～实施例4中各化学抑尘剂即水、氯化钙、曲拉通X-100和聚丙烯酰胺的抑尘性能评价总分数值均在(60,80)区间内，说明化钙、曲拉通X-100、聚丙烯酰胺溶液的综合抑尘性能总体评价结论为一般，可以选用，评价结果与实际抑尘剂使用情况相符。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制。凡是根据发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。