淺談乳化瀝青的破乳

田應剛

(貴州通力達公路工程監(jiān)理咨詢有限公司銅仁分公司)

1 乳化劑分子吸附于礦料表面

乳化瀝青中有自由陽離子乳化劑存在，當它與礦料接觸后，由于陽離子乳化劑與礦料表面的電荷作用強，乳化劑分子親水基本身與礦料親和性也強，所以，新型乳化瀝青中的自由乳化劑分子會很快吸附于礦料表面，形成親水基伸向礦料，親油基伸向乳化瀝青的結構，使礦料表面具有親油性。

2 乳化瀝青在礦料表面的破乳

在乳化劑分子的牽動下，乳化瀝青在礦料表面展開，將礦料裹覆于其中，乳化瀝青膠團相互聚并，形成連續(xù)的瀝青膜。

3 乳化瀝青自身的聚并破乳

由于乳化劑分子在瀝青微滴表面吸附形成乳化瀝青膠團是動態(tài)的，當乳化劑分子吸附于礦料表面后，部分吸附于瀝青微滴表面的乳化劑分子脫附，游離于水中，平衡水中乳化劑的濃度，使乳化瀝青膠團中的乳化劑分子減少，乳化瀝青的平衡體系被打破，乳化瀝青發(fā)生自身的聚并破乳。新型乳化瀝青由于陽離子和非離子乳化劑形成的復合界面膜強度大，體系平衡被打破后，形成乳化瀝青膠團的絮凝體，膠團間有大量的分散介質，絮凝體比較疏松，瀝青微粒間仍有距離，要使乳化瀝青發(fā)生自身的聚并破乳，必須使其具有一定的能量以克服微粒之間的界面膜屏障作用，或沉淀放置較長時間，使小顆粒凝結成大顆粒，出現(xiàn)顆粒間連接。

4 瀝青的熔結

隨著時間延長，水分蒸發(fā)，在相似相容作用下，乳化瀝青恢復瀝青的特性。

5 乳化瀝青的工藝流程

5.1 乳化工藝

瀝青及水的溫度是乳化工藝中較重要的一個工藝參數(shù)。如果乳化前瀝青溫度過低，瀝青粘度大，流動困難，功率消耗很大，也影響乳化質量;如果瀝青及水的溫度過高，不僅消耗能源，增加成本，而且還會使水汽化，水的汽化將導致乳液的油水比例發(fā)生變化，同時也導致乳液的質量和產(chǎn)量降低。一般要求瀝青和水混合后的平均溫度(乳液溫度)以85℃左右為好。

(2)瀝青乳液的工藝配方要求

根據(jù)所需的瀝青乳液類型選擇乳化劑、添加劑的工藝配方，制配適宜的乳化劑水溶液。乳化劑、添加劑的用量對乳液的性能起著決定性作用，用量少了，將影響乳液的貯存穩(wěn)定性，用量多了，乳液的成本提高，造成浪費。

制配乳化劑水溶液的配方很多，其工藝也有很多差別。如果采用復配乳化劑(兩種以上)生產(chǎn)乳化瀝青，則應注意加料順序、溫度等要求。對于胺類乳化劑，還應根據(jù)乳化劑使用說明，加酸調整水溶液的pH值(用pH試紙或酸度儀進行測定)。

對于非液態(tài)乳化劑(中裂型較普遍)，要求稀釋溶解時間長，水溫也高些。為了提高溶解效率和效果，一般將乳化劑稀釋，再進入攪拌罐中溶解。

當使用的乳化劑是不同的離子類型時，乳化瀝青生產(chǎn)線的各個部分都應該予以清洗。

(3)油水比要求

瀝青和乳化劑水溶液的流量按比例控制是生產(chǎn)出合格乳化瀝青的重要的工藝參數(shù)。

(4)乳化間隙要求

(3)黑色金屬礦產(chǎn)與建材和其它非金屬礦產(chǎn)開采量大。2017年河北省持證礦山企業(yè)開采礦石量最大的是黑色金屬礦產(chǎn)1.52億t，占礦山企業(yè)開采總量的47.89%；建材和其它非金屬礦產(chǎn)開采量為0.63億t，占礦山企業(yè)開采總量的19.99%；能源礦產(chǎn)開采量為0.57億t，占礦山企業(yè)開采總量的17.87%；這三類礦產(chǎn)開采量占開采總量的85.75%。

膠體磨類的乳化機乳化間隙的大小也是一個重要的工藝參數(shù)。

(5)乳液貯存要求

乳化瀝青的貯存條件是不可忽視的環(huán)節(jié)，生產(chǎn)出的合格的瀝青乳液因貯存不當造成乳液破壞以致不能使用現(xiàn)象，可以說是不乏其例。

5.2 瀝青乳化生產(chǎn)流程

(1)瀝青配制

在大多數(shù)的瀝青乳化設備中，瀝青配制的作用和流程基本上是一樣的，就是保證瀝青的溫度穩(wěn)定，能夠連續(xù)不斷地供給乳化機使用。在配制改性瀝青時，瀝青配制的流程才有所不同。

(2)乳化劑水溶液配制

各種瀝青乳化設備在流程上的主要區(qū)別是乳化劑水溶液配制的生產(chǎn)流程不同。一般分為分批作業(yè)和連續(xù)作業(yè)的兩種流程型式。

分批作業(yè)的流程特點是乳化劑和水的摻配，預先在一個溶器內完成，然后用泵將其輸入乳化機中，一罐乳化劑水溶液用完后，再進行下一次的摻配。因此，整個生產(chǎn)流程是分批進行的。

連續(xù)作業(yè)的流程特點是乳化劑水溶液連續(xù)不斷地進入乳化機中，這類設備還有三種形式:

第一種形式是采用兩個容器交替摻配乳化劑水溶液，盡管是分批作業(yè)，但可以實現(xiàn)連續(xù)輸送乳化劑水溶液而不間斷。

第二種形式是分批摻配乳化劑水溶液，然后將其泵入一個儲存罐中，生產(chǎn)時，從儲存罐中抽出乳化劑水溶液送入乳化機中，實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

第三種形式是將水、乳化劑和其它添加劑(酸、氯化鈣)分別用計量泵將其送入乳化機中，乳化劑水溶液的摻配是在管道中完成。因此，此種設備可以實現(xiàn)連續(xù)作業(yè)，同時可以使罐體的容積大大減小。但對設備控制精度、運行穩(wěn)定性和自動化程度要求很高，因為一旦有一種原料在流動中有波動就會影響整個系統(tǒng)的穩(wěn)定。

(3)瀝青乳化

瀝青乳化流程是生產(chǎn)出合格乳化瀝青的關鍵步驟。根據(jù)瀝青和乳化劑水溶液進入乳化機時的狀態(tài)，乳化瀝青設備可連接成開式和閉式兩種生產(chǎn)流程。開式生產(chǎn)流程的特點是用閥門控制流量，靠自重流入乳化劑的漏斗，優(yōu)點是比較直觀，控制簡單:缺點是容易混入空氣，產(chǎn)生氣泡，產(chǎn)量一般都達不到乳化機的額定產(chǎn)量。閉式生產(chǎn)流程的特點是用泵直接把瀝青和乳化劑水溶液經(jīng)管路泵入乳化機內，靠流量計指示流量，優(yōu)點是不易混入空氣，便于自動化控制，產(chǎn)量比較穩(wěn)定，適宜連續(xù)大量生產(chǎn)。

(4)乳液貯存

在乳液存放時，將有正常的分層現(xiàn)象。為了延緩分層的速度，一是采用密封容器，減少水分蒸發(fā)，另外在容器上加裝攪拌裝置，定期進行攪拌。長期大容量存放要定期抽樣檢驗。