全站搜索
超细粉体的过滤、洗涤与高分子精密微孔过滤技术
作者:管理员    发布于:2015-12-28 08:58:17    文字:【】【】【

  本文叙述超细粉体液体过滤中若干问题,其中主要有关过滤精度、滤速等计算方法,后简单介绍了可过滤洗涤的两种高分子精密微孔过滤机及气固精密过滤的有关数据。

  超细粉体,精密滤饼过滤,过滤精度超细粉体的制备改性、纯化等工艺过程中,往往要对粉体进行过滤与洗涤,过滤技术与装置的性能优劣,对产品质量、收率、成本等有重大影响。

  超细粉体有微米级、亚微米级与纳米级三种超细粉体。微米级范围很广,从1000微米至1微米,究竟微米级中那一粒度范围属于超细粉体,不同领域,不同学者往往有不同理解。作者认为,制备超细粉体的目是利用粉体超‘细“所具有的优异的表面特性,粒度超过一定数值,粉体表面的物理、化学等界面的优异性能就不明显。10微米以上至100微米粉体,虽属于微米级粉体,不应看作超细粉体,更严格看,5微米以上就不应看作超细粉体。作者更倾向于将3微米作为超细的分界线。

  超细粉体的过滤与洗涤属于滤饼过滤。当粉体粒度小于10微米,尤其小于5微米,属于难滤物料。过滤这些小于5微米的微粒,过滤效率低,穿滤严重是普通存在的难题。带有大量穿滤微粒的滤液如直接排放,不仅资源浪费(穿滤的是细的,往往也是粉体中贵重的),还对环境严重污染。如采用长时间的回流过滤或者再串联一个过滤精度更高的过滤机,虽可回收一部份,甚至可绝大部份回收,但造成能源消耗大幅增加,设备投资成本也明显升高,这些状况都是与可持续发展要求相背离的。

  简单叙述超细粉体的过滤中某些基本规律。

  一、超细粉体的在特性欲正确解决超细粉体的过滤与洗涤,必须首先了解有关粉体外在特性的若干事项。

  1、粉体的来源:天然矿产粉碎或人工化学制备,或从天然产品的半成品,再人工化学反应,制备所需粉体。

  2、粉体颗粒的内孔隙:粉体颗粒内有无内孔隙,(可通过测定比表面积了解X 3、亲水性:粉体颗粒是亲水或憎水(目测可定性了解,通过接触角测定可定量了解X 4、粉体颗粒的形状:通过超倍显微镜了解粉体的形状,是球形、不定形、针形或片形。(有条件测定表面积与体积,计算各种形状系数X所有超细粉体均是颗粒多分散体系,即使经过分级效率很高的分级处理,仍是多分散体系,只是粒度分布竞度比分级前缩小。

  粉体粒度分布是粉体外在特性中的重要参数。粉体粒度分布的测定技术有多种,对亚微米级为主的超细粉体,激光光散射法是常用的测量技术,它能快速给出体积、表面积、直径及个数等为基准的粒度分布数据。对同一粉体,四种不同基准的分布参数相差很大。

  现简单举一例,假如将1000颗0L2微米的粉体与一颗2微米的粉粒混在一起,1000颗0L2微米有效体积(非堆积体积)与一颗2微米体积相等,以体积为基准的分布数,两者各为50,因而以重量为基准的粒度分布,0L2微米与2微米,也各为50;如以表面积为基准,0L2微米的表面积占90l9,2微米的表面占9109;如以个数基准,0l2微米的个数占99,而2微米只占0L1相差很大的三种不同基准的粒度分布值,可作不同用途使用。从体积为基准的分布数可整体上了解该粉体中不同粒度的重量比例;从以表面积为基准的分布数值可了解该粉体的基本,因为制备超细粉体的目的是利用粉体超细后所产生的表面特性,粉体愈细,表面积愈大,它比体积为基准的分布更清楚了解该粉体的夕h在品质。对从事超细粉体气固与液固过滤以及粉体洗涤的有关人员则必须充分了解以个数为基准的粒度分布数据,同时对比该超细粉体的体积分布与表面积分布的数据。

  如果过滤与洗涤过程中不能将细颗粒全部滤住,虽然从重量上,亦即从体积上仍有很高收率,如过滤效率为98,只损失2,但穿滤的颗粒数的比例却非常大,粉体的表面积损失比例也就很大,因而粉体的附加值损失就远远超过2,这样就会造成资源与能源极大浪费。

  欲将细粒度能几乎全部滤住,技术难度非常高,过滤装置的投资费与操作成本明显增加,既要能高效滤住细粉体,又能节约投资与操作成本,这是粉体过滤技术工作者必须解决的一项难题。

  二、确保过滤精度所谓过滤精度是指能被全部滤住的小的颗粒大小。超细粉体是多分散体混合体,应分析原粉体的体积分布,表面积分布及个数分布等几种不同分布值,以资源与能源佳利用为原则选定该粉体的过滤精度。

  因素有关,既与过滤介质的平均毛细孔径dm有关,与过滤介质的厚度AS有关,与液体通过过滤介质毛细孔的线速度,与滤液粘度U有关,与被过滤固体颗粒与过滤介质界面相互作用有关。

  国外某些学者提出,ds仅与过滤介质平均孔径dm有关。

  从球形镍粉与蒙乃尔烧结多孔介质的过滤归纳出:ds=Kdra〈1)K对不同粉体伪1/3-1/8微米微粒为主的固体颗粒的过滤提出如下计算公式:上式:4过滤精度(M)dm过滤介质平均孔径(mrr)V一一滤液通过过滤介质毛细孔的平均线A、B――与粉体颗粒与过滤介质界面相互作用有关的系数可作到一次将滤液滤清,不穿滤。表一给出这些粉体颗粒粒度及不穿滤的滤速等基本数据。

  三、超细粉体液体过滤的其他计算1、滤饼层的平均比阻(X及同过滤压差AP之间关系:在确保过滤精度基础上,应测定滤饼层的平均比阻CX与过滤压差AP之间的关系,并归纳出a与AP之间的数学模型。存在两种数学模型,即:议用(3)归纳。

  以上两:s――与物料中固体颗粒粒度等因素有关的系数系式:超细炭酸钙:2、佳过滤压差:对不可压缩滤饼,不存在佳过滤压差,对大部份粉体物料,都存在或多或少可压缩性,都有一个佳过滤压差,可根据(3)计算佳压差APJ. Rm――过滤介质阻力(1/m)4s――滤饼层度(m)如果I   静止洗涤液用量,搅拌洗涤的洗涤次数,每次洗涤液用量,只能通过试验才能大致确定。静止洗涤的洗涤液的滤速及搅拌洗涤后的过滤速度等规律与滤饼过滤的规律性基本相同,可按照滤饼过滤的规律进行计算。

  四、可进行超细粉体过滤与洗涤的东瓯微孔“的高分子精密微孔过滤机:近五年,东瓯微孔过滤公司成功开发了两种专利产品,专□用于超细粉体的过滤与洗涤的PCP型与PGX型高分子精密微孔过滤机。

  东瓯微滤长期从事新型高分子精密微孔过滤技术研发、生产与推广应用。所研发与生产的刚性的分子精密微孔过滤介质(过滤管、板或其他形状),具有过滤精度特别高(可过滤混合粉体中ai~a2微米)滤液非常清澈透明,可避免一般滤网、滤布等滤材需长时间循环过滤,可大量节约能源消耗;它可采用简易气体反吹法快速卸除干度较干的滤饼,避免繁重体力劳动;可用简便的“气一水反吹法”对微孔过滤介质进行简单的反冲洗再生,再生效率很高,可使微孔过滤介质长时间使用;微孔过滤介质耐酸(除98以上硫酸,30以上硝酸),碱、盐及大部份有机溶剂。除了以上四大特色外,东瓯微滤所生产的精密微孔过滤机结构比较简单,操作机械化程度比较高,过滤机与物料接触部件可用不锈钢、炭钢或炭钢内衬5的防腐材料,使之可用于各种化学物料。

  早在二十多年前,高分子精密微孔过滤技术己成功用于亚微米级的超细硫酸钡、氨氧化钽、氨氧化铌的过滤与洗涤;十五年前,东瓯微滤公司的精密过滤机己成功用于氨氧化钼,钼硅酸镁催化剂,氨氧化铁,磁粉等超细粉体的过滤与洗涤。

  PCP型精密微孔过滤机可用于超细粉体的过滤与静止洗涤,大过滤面积为20n2,PGX型精密微孔过滤机的机体内部装有搅拌浆,可用于超细粉体的过滤与机内搅拌洗涤(大过滤面积为100nU这两种型号过滤机己成功用于超细氨氧化亚镍、氨氧化钛、超细硅胶、超细锌粉及一些超细晶体的过滤与洗涤。目前正在开发推广用于无机粉体,金属盐类粉体及金属粉体等超细粉体的过滤与洗涤。

  五、可用于气体高效除尘的精密微孔过滤:刚性高分子精密微孔过滤介质也是高效气固过滤介质,表二给出过滤空气中尘埃的过滤效率的测定值:由表二的数据可见,过滤效率大部份都超过99,压降随气速变化,一般在500nn水柱之内。连续过滤400小时,过滤效率不下降,压差增加很小。

  早在20多年前高分子精密微孔过滤成功用于三聚氰胺生产上的氨气除油、水与灰尘过滤,水洗装饮料和药汁的玻璃容器后需空气吹干的空气预除尘过滤;用于仪表上的气体过滤。五年前成功用于淀粉厂的干燥尾气的回收淀粉的过滤。在超细粉体生产,可以用以用于粉体粉碎后或干燥后的尾气回收超细粉末的精密过滤。

访问统计
51客服