高純度的硫酸鋇微粒的體積分布與個數(shù)分布的粒徑測定值：
累積百比%分布方式 | 0.53% | 3% | 6% | 10% | 16% | 25% | 50% | 75% | 84% | 90% | 98% | 平均粒徑μm |
按體積分布的粒徑值（μm） | ≤0.1 | ≤0.17 | ≤0.23 | ≤0.29 | ≤0.37 | ≤0.48 | ≤0.82 | ≤1.33 | ≤1.69 | ≤2.09 | ≤3.61 | 1.1 |
按個數(shù)分布的粒徑值（μm） | ≤0.02 | ≤0.025 | ≤0.046 | ≤0.049 | ≤0.055 | ≤0.069 | ≤0.11 | ≤0.19 | ≤0.25 | ≤0.32 | ≤0.62 | 0.17 |
精密微孔過濾介質(zhì)的選擇：
能過濾住0.2μm以下的微粒，只有兩種過濾介質(zhì)。一種是以機(jī)械篩濾為過濾原理的無機(jī)微孔膜，其最大毛細(xì)孔徑應(yīng)小于0.2μm。此類膜孔徑非常小，本體毛細(xì)阻力非常大，如要進(jìn)行濾餅過濾，在濾材表面形成較厚濾餅，其所需的過濾壓差更大，其平均濾速非常低，因此這種濾材只能進(jìn)行增稠的無濾層動態(tài)過濾（實(shí)際上，總有一層極薄濾餅存在），依靠減少濾餅層阻力達(dá)到較高濾速。此種過濾必須在濾材表面形成很高液體線速度，因而動力消耗很大；另外無機(jī)膜的價(jià)格很貴，總投資也很大。另一類過濾介質(zhì)是選用其平均毛細(xì)孔徑大于所過濾的微粒粒徑的剛性高分子微孔過濾介質(zhì)。只要該介質(zhì)的平均孔徑小于固體微粒的波朗擴(kuò)散的平均自由程，只要過濾起動階段保持較低壓差與較低速過濾，就能在過濾介質(zhì)表面的毛細(xì)孔孔口很快形成表層吸附與孔口架橋，使介質(zhì)的表層的毛細(xì)孔徑逐漸減少，依靠吸附作用，將最小微粒截留住，于是該過濾介質(zhì)就成為能高效過濾最細(xì)微粒的濾材。雖然孔口與表層的毛細(xì)孔徑變小，但整個過濾介質(zhì)層大部分仍具有較大毛細(xì)孔徑，因此總毛細(xì)阻力還是不太大。這種過濾方式在起動階段可能有部份小于0.1μm的納米級微粒穿漏，但只要穿漏濾液回流，循環(huán)過濾一次至幾次，依靠小孔徑的吸附、架橋與阻截等作用，就可將所有極細(xì)微粒全部截留，使濾液成為非常澄清的液體。這種表層吸附與孔口架橋的過濾原理使介質(zhì)表層毛細(xì)孔發(fā)生非永久性堵塞，只要用液流或氣流快速反吹，很容易使毛細(xì)孔徑恢復(fù)，不會發(fā)生永久性堵塞而過早失效。
利用這種過濾介質(zhì)進(jìn)行超細(xì)微粒的濾餅過濾，濾餅層厚度可達(dá)5毫米以上，可對濾餅進(jìn)行靜止洗滌與脫水壓干，最后得到干度約70～80%的濾餅，利用壓縮氣體快速反吹法可很簡便地將干濾餅自動卸下。
如果超細(xì)粉體中極細(xì)的納米級微粒比例較高，形成一定厚度的干濾餅的比阻就非常大，以致平均濾速相當(dāng)小，選用的過濾面積就偏大，但由于是低壓差過濾，動力消耗仍較低；剛性高分子精密微孔過濾的價(jià)格比無機(jī)膜低得多，使用壽命又相當(dāng)長，得到又是較干的濾餅，后期干燥操作能耗比無機(jī)膜小，因此總投資與總成本還是相當(dāng)?shù)偷摹?/span>
精密微孔過濾試驗(yàn)：
對表一的超純的硫酸鋇進(jìn)行四批試驗(yàn)，試驗(yàn)?zāi)康氖菍⒘蠞{中小于0.1μm的納米級微粒全部截留，使濾液清澈透明，并對形成一定厚度的濾餅進(jìn)行洗滌，洗出濾液中NaCL（以AgNO3滴定，直到濾液無AgCL沉淀為止）。
表二列出所有實(shí)驗(yàn)測定值。分析表二數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)如下現(xiàn)象：
四批試驗(yàn)的硫酸鋇料漿是同一種物料。實(shí)驗(yàn)1與2的料漿中固體的體積濃度比實(shí)驗(yàn)3與4只增加60～70%，實(shí)驗(yàn)測定出濾餅的平均體積比阻也只增加1～2倍，但1～2的平均濾速只有實(shí)驗(yàn)3～4的1/10～1/20倍，這種現(xiàn)象用傳統(tǒng)的濾餅過濾理論無法解釋，只有依靠表層吸附與孔口架橋?yàn)橹饕^濾原理的過濾介質(zhì)過濾納米等超細(xì)微粒時(shí)才會出現(xiàn)。
超純的硫酸鋇的高分子精密微孔過濾試驗(yàn)數(shù)據(jù)：
過濾介質(zhì)的精度規(guī)格：0.3μm 最小可過濾住的微粒粒徑：＜0.1μm 過濾介質(zhì)厚度：9mm 過濾溫度：20℃ 過濾面積：70.85cm2 | 每次過濾的總料漿量：1000ml 洗滌水：無離子蒸餾水 洗滌要求：洗至AgNO3滴定，濾液無白色沉淀 洗滌后氣壓壓力：0.2MPa | |||||||||||
序號 | 料漿中硫酸鋇體積濃度(%) | 過濾壓差(MPa) | 過濾速度測定 | 最終濾餅層厚度(mm) | 洗滌試驗(yàn) | 濾餅壓干 | 濾餅平均體積比阻(1/m2) | 備注 | ||||
過濾時(shí)間 (分) | 濾餅層厚(mm) | 平均過濾濾速(L/m2·h) |
(—) | 總洗滌時(shí)間(分) | 壓干時(shí)間(分) | 濾餅干度(%) | ||||||
1 | 4.7% | 0.05～0.1 | 40.8 | 1 | 31.1 | 6.0 | 4.5 | 247.3 | 10 | 82.4% | (5.1～5.3)×1015 | 過濾起動后回流過濾量很少 |
99.8 | 2 | 25.5 | ||||||||||
169.4 | 3 | 22.5 | ||||||||||
258.2 | 4 | 19.7 | ||||||||||
340.7 | 5 | 18.6 | ||||||||||
414.6 | 6 | 18.4 | ||||||||||
2 | 4.9% | 0.03～0.05 | 35.3 | 1.05 | 36.0 | 6.0 | 4.5 | 186.1 | 7 | 81.2% | (2.2～3)×1015 | 過濾起動后回流過濾量少 |
87.1 | 2.1 | 29.2 | ||||||||||
145.4 | 3.2 | 26.2 | ||||||||||
202.8 | 4.2 | 25.1 | ||||||||||
261.2 | 5.3 | 24.3 | ||||||||||
319.5 | 6 | 23.9 | ||||||||||
3 | 2.9% | 0.03～0.05 | 5.9 | 0.61 | 257.7 | 3.5 | 4.5 | 120.5 | 5 | 81% | (1.2～1.6)×1015 | 過濾起動后回流過濾量900ml |
9.8 | 1.22 | 309.3 | ||||||||||
13.8 | 1.83 | 327 | ||||||||||
18 | 2.44 | 336 | ||||||||||
22.1 | 3.05 | 340.6 | ||||||||||
— | — | — | ||||||||||
4 | 2.8% | 0.05～0.07 | 4.5 | 0.6 | 333.8 | 3.8 | 4.5 | 142.5 | 7 | 82% | (1.3～1.7)×1015 | 過濾起動后回流過濾量3100ml |
7.5 | 1.2 | 404.8 | ||||||||||
10.7 | 1.8 | 424.1 | ||||||||||
14.2 | 2.4 | 424.2 | ||||||||||
17.6 | 3.0 | 427.9 | ||||||||||
21.2 | 3.6 | 426.4 | ||||||||||
實(shí)驗(yàn)1與2的料漿中固體微粒濃度高，過濾起動后，過濾介質(zhì)孔口表層內(nèi)的淺層很快發(fā)生表層吸附與孔口架橋，使孔口的毛細(xì)孔徑很快變細(xì)，濾液很快就達(dá)到清澈透明，小于0.1μm的納米級微粒全部被截濾下來，由于孔口毛細(xì)孔徑約減少至原來1/3～1/4，因而總過濾阻力與總過濾時(shí)間也成10多倍增加。
實(shí)驗(yàn)3與4的料漿濃度小，過濾起動后，由于濾液濾速比較快，表層吸附與孔口架橋的縱向距離比實(shí)驗(yàn)1與2深，也由于起動濾速較快，表層的毛細(xì)孔徑不可能很快變得很小，因而穿漏與循環(huán)量大量增加，直到孔口的平均孔徑小于微粒的平均自由程之值，使這些最細(xì)微粒全部被吸附或阻截住，才使濾液變得清澈透明；由于表層吸附與孔口架橋的深度較深，截濾全部最細(xì)納米級微粒的毛細(xì)孔徑不必特別小，其架橋?qū)拥钠骄讖饺匀槐容^大；雖然起動后穿漏總量與循環(huán)次數(shù)比實(shí)驗(yàn)1與2增加幾倍到10幾倍，但總過濾時(shí)間仍然只有前者十分之一左右。
技術(shù)支持：
設(shè)備咨詢前請完善我司工況調(diào)查表，以便我司工程師提供更完善的過濾方案！
常用過濾設(shè)備-流體化學(xué)適應(yīng)性表；
規(guī)范過濾機(jī)濾布的更換、使用和維護(hù)；
