高純度的硫酸鋇微粒的體積分布與個(gè)數(shù)分布的粒徑測(cè)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(gè)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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(gè)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(dòng)階段可能有部份小于0.1μm的納米級(jí)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(huì)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(duì)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(jiǎn)便地將干濾餅自動(dòng)卸下。

如果超細(xì)粉體中極細(xì)的納米級(jí)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(dòng)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(zhǎng)，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(duì)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(jí)微粒全部截留，使濾液清澈透明，并對(duì)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(cè)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(cè)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(huì)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)：

 

 

 

 

實(shí)驗(yàn)1與2的料漿中固體微粒濃度高，過濾起動(dòng)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(jí)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(dòng)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(dòng)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(jí)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(dòng)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。