浅谈乳化沥青的破乳

田应刚

(贵州通力达公路工程监理咨询有限公司铜仁分公司)

1 乳化剂分子吸附于矿料表面

乳化沥青中有自由阳离子乳化剂存在，当它与矿料接触后，由于阳离子乳化剂与矿料表面的电荷作用强，乳化剂分子亲水基本身与矿料亲和性也强，所以，新型乳化沥青中的自由乳化剂分子会很快吸附于矿料表面，形成亲水基伸向矿料，亲油基伸向乳化沥青的结构，使矿料表面具有亲油性。

2 乳化沥青在矿料表面的破乳

在乳化剂分子的牵动下，乳化沥青在矿料表面展开，将矿料裹覆于其中，乳化沥青胶团相互聚并，形成连续的沥青膜。

3 乳化沥青自身的聚并破乳

由于乳化剂分子在沥青微滴表面吸附形成乳化沥青胶团是动态的，当乳化剂分子吸附于矿料表面后，部分吸附于沥青微滴表面的乳化剂分子脱附，游离于水中，平衡水中乳化剂的浓度，使乳化沥青胶团中的乳化剂分子减少，乳化沥青的平衡体系被打破，乳化沥青发生自身的聚并破乳。新型乳化沥青由于阳离子和非离子乳化剂形成的复合界面膜强度大，体系平衡被打破后，形成乳化沥青胶团的絮凝体，胶团间有大量的分散介质，絮凝体比较疏松，沥青微粒间仍有距离，要使乳化沥青发生自身的聚并破乳，必须使其具有一定的能量以克服微粒之间的界面膜屏障作用，或沉淀放置较长时间，使小颗粒凝结成大颗粒，出现颗粒间连接。

4 沥青的熔结

随着时间延长，水分蒸发，在相似相容作用下，乳化沥青恢复沥青的特性。

5 乳化沥青的工艺流程

5.1 乳化工艺

沥青及水的温度是乳化工艺中较重要的一个工艺参数。如果乳化前沥青温度过低，沥青粘度大，流动困难，功率消耗很大，也影响乳化质量;如果沥青及水的温度过高，不仅消耗能源，增加成本，而且还会使水汽化，水的汽化将导致乳液的油水比例发生变化，同时也导致乳液的质量和产量降低。一般要求沥青和水混合后的平均温度(乳液温度)以85℃左右为好。

(2)沥青乳液的工艺配方要求

根据所需的沥青乳液类型选择乳化剂、添加剂的工艺配方，制配适宜的乳化剂水溶液。乳化剂、添加剂的用量对乳液的性能起着决定性作用，用量少了，将影响乳液的贮存稳定性，用量多了，乳液的成本提高，造成浪费。

制配乳化剂水溶液的配方很多，其工艺也有很多差别。如果采用复配乳化剂(两种以上)生产乳化沥青，则应注意加料顺序、温度等要求。对于胺类乳化剂，还应根据乳化剂使用说明，加酸调整水溶液的pH值(用pH试纸或酸度仪进行测定)。

对于非液态乳化剂(中裂型较普遍)，要求稀释溶解时间长，水温也高些。为了提高溶解效率和效果，一般将乳化剂稀释，再进入搅拌罐中溶解。

当使用的乳化剂是不同的离子类型时，乳化沥青生产线的各个部分都应该予以清洗。

(3)油水比要求

沥青和乳化剂水溶液的流量按比例控制是生产出合格乳化沥青的重要的工艺参数。

(4)乳化间隙要求

(3)黑色金属矿产与建材和其它非金属矿产开采量大。2017年河北省持证矿山企业开采矿石量最大的是黑色金属矿产1.52亿t，占矿山企业开采总量的47.89%；建材和其它非金属矿产开采量为0.63亿t，占矿山企业开采总量的19.99%；能源矿产开采量为0.57亿t，占矿山企业开采总量的17.87%；这三类矿产开采量占开采总量的85.75%。

胶体磨类的乳化机乳化间隙的大小也是一个重要的工艺参数。

(5)乳液贮存要求

乳化沥青的贮存条件是不可忽视的环节，生产出的合格的沥青乳液因贮存不当造成乳液破坏以致不能使用现象，可以说是不乏其例。

5.2 沥青乳化生产流程

(1)沥青配制

在大多数的沥青乳化设备中，沥青配制的作用和流程基本上是一样的，就是保证沥青的温度稳定，能够连续不断地供给乳化机使用。在配制改性沥青时，沥青配制的流程才有所不同。

(2)乳化剂水溶液配制

各种沥青乳化设备在流程上的主要区别是乳化剂水溶液配制的生产流程不同。一般分为分批作业和连续作业的两种流程型式。

分批作业的流程特点是乳化剂和水的掺配，预先在一个溶器内完成，然后用泵将其输入乳化机中，一罐乳化剂水溶液用完后，再进行下一次的掺配。因此，整个生产流程是分批进行的。

连续作业的流程特点是乳化剂水溶液连续不断地进入乳化机中，这类设备还有三种形式:

第一种形式是采用两个容器交替掺配乳化剂水溶液，尽管是分批作业，但可以实现连续输送乳化剂水溶液而不间断。

第二种形式是分批掺配乳化剂水溶液，然后将其泵入一个储存罐中，生产时，从储存罐中抽出乳化剂水溶液送入乳化机中，实现连续生产。

第三种形式是将水、乳化剂和其它添加剂(酸、氯化钙)分别用计量泵将其送入乳化机中，乳化剂水溶液的掺配是在管道中完成。因此，此种设备可以实现连续作业，同时可以使罐体的容积大大减小。但对设备控制精度、运行稳定性和自动化程度要求很高，因为一旦有一种原料在流动中有波动就会影响整个系统的稳定。

(3)沥青乳化

沥青乳化流程是生产出合格乳化沥青的关键步骤。根据沥青和乳化剂水溶液进入乳化机时的状态，乳化沥青设备可连接成开式和闭式两种生产流程。开式生产流程的特点是用阀门控制流量，靠自重流入乳化剂的漏斗，优点是比较直观，控制简单:缺点是容易混入空气，产生气泡，产量一般都达不到乳化机的额定产量。闭式生产流程的特点是用泵直接把沥青和乳化剂水溶液经管路泵入乳化机内，靠流量计指示流量，优点是不易混入空气，便于自动化控制，产量比较稳定，适宜连续大量生产。

(4)乳液贮存

在乳液存放时，将有正常的分层现象。为了延缓分层的速度，一是采用密封容器，减少水分蒸发，另外在容器上加装搅拌装置，定期进行搅拌。长期大容量存放要定期抽样检验。