固液分离技术.pdf

囤 外套 矿选矿 固一液分离技术的新进展及发展动向 曲景奎 隋智慧周桂英肖宝清张强 摘 要 介绍了近年来固一 蒗分离技术的研究成果及发展趋势 并对各项技术的原理及其优缺点和下一步的研究重点进行了简 要的分析 关键 词固一液分离新进展动向 前 言 固一液分离技术广泛应用于各个行业 如选矿 造纸 医药卫生 环境保护和食品等 传统的固液分 离技术主要集中在过滤 压滤 重力沉降和浮选等方 面 随着矿 物资 源的 不断开采 和利 用 矿 石 日趋 贫 细 杂 有用矿物经选别 作业的后期处理 日渐 困难 许多选矿 厂通过助磨剂的添加等 措施 解决 了微 细矿粒的单体饵离问题 前段建别作业也能够 很好地 回收有用矿物 而后段则大大地损失了有用 矿物 1 3 J 如东鞍 山铁矿浓缩机溢 流跑浑 水最 高可 达到 5 的固体含量 其结果一是损失严重 二是给 附近造成环境污染 全球水 资源急剧短缺 生存环 境 日益恶化 于是 人们对固 一液分离技术提出了更 高要求 并倾注 了很多心血去研究开发新 的分离技 术 l 传 统 圊 一液分 离技 术概述 传统的 固 一液分离技术 中 占主导地位 的是过 滤 沉降 筛分 干燥和离心沉降技术 其中 沉降技 术又分为浓缩和澄清 首先 对于过滤技术 工业上 基本使用 圆盘过滤机 利用真空使固液分离 形成滤 饼 滤液循 环再用 盘式真空过滤机结构简单紧凑 占地面积小 处理量大 价格低 维修工作量小 初期 投资比其他脱水方式都低 但对粘性微细粒物料脱 水效果差 实验室内用滤纸分离晶体与滤液 其次 是沉降 沉降技术应用的范围较广 在选矿厂 水厂 中随处可见 如各式各样的沉淀池 澄清池 浓缩池 等 沉降过程以及所用的机械设备 比较 简单 使得 重力沉降在各种固液分离技术中最便宜 这是因为 它使用较少的金属构件 能处理高水流速率 而且滥 北京科技大学土木与环境工程学院矿物加工系 博士 流常能达到较高的澄清度 有些难于过滤的物料能 借助沉降法有效地分离 而干燥分商技术多用于寒 冷地区的精矿脱水 以防冻车 筛分分离技术 应用 最为普遍 主要用于大块物料的脱水 如前所述 传统的固液分离技术虽然对世界各 国的工矿业发展起过非常重要的作用 但时代的发 展却要求有更为先进 更为精确的固液分离技术 应 用于现代工矿企业 乃至家庭生活中 2固 一液分 离技 术的新进展 2 I 沉降技术 沉降分离技术的发展除了设计使用不同机械原 理的沉淀 澄清 浓缩设备外 主要集 中于絮凝剂的 开发上 当物料粒度很细时 特别是粒度小于 5 1 0 m 的矿泥 细 小颗粒之间 由于范德华力的相互 作用使其吸引 经常呈无选择 的粘附状态 又 由于 细粒物料本身具有很大 的 比表面 质量小 表面 能 高 属于热力学不稳定体系 故细粒物料之间的粘附 现象 经常可 以自发产生 絮凝剂的研究和开发在固液分离技术中深受重 视 并取得了较 大进展 如美国 内华达大学麦凯矿 山学院化学和冶金工程系的A M 雷查等关于生物 絮凝剂絮凝粉煤 的研究就是一个很好的发展方向 为了生产符合标准质量的煤以及提高粉煤的脱 水性能 以前就研究过煤絮凝 其中大多数人的研 究重点放在合成聚合絮凝剂的使用上 已用于煤处 理的絮凝剂包括 部分水解的聚丙烯酰胺 非离子型 的聚丙烯酰胺 聚苯乙烯磺酸盐 含有螯合基和络合 基团的聚丙烯酰 胺 在许多情 况下 需同时用表面 活性剂与聚合絮凝剂来提高煤的疏水性 如果使用 条件不当 合成絮凝剂就没有选择性 生物絮凝荆 维普资讯 2 0 0 1 7 国 外金 矿选矿 1 3 则正相反 在 自然状态有选 择性 并 可在较宽的 p H 范围内作业 而且比合成絮凝剂的浓度要低 该研 究所用生物絮凝剂为微 生物分支杆菌属 呈一种冻干细菌培养的状态 作为对 比所用的两种 合成聚合絮凝剂为聚氧化乙烯 P E O 和聚丙烯酰胺 P A M 在这项研究中考察 了时间 浓度 p H和不 同絮凝剂对粉煤 的絮凝影响l 5 J 图 1表示使用不 同絮凝剂时 时间对煤样沉淀 量的影响 最好的结果是使用从微生物 中取得的生 物聚合 物获得 的 随时 间而增加 的沉淀量 在约 2 mi n内达到最大 9 8 然后随着时间进一步延长 沉 淀量保 持 恒定 在使用合 成聚合 絮凝剂 P E O 和 P A M 时 4 mi n之后才达到 8 0 左右 的最大沉 淀 量 使用生物絮凝剂 可以获得较快的沉降速率 因 为絮团的形成非常迅速 并且很快沉降 相反地 使 用合成絮凝剂时 絮团慢慢地形成 结合成松散的絮 团缓慢沉 降 l 0 0 帅 6 o 鬓4 0 皤 2 0 0 o 2 5 1 5 o 4 0 0 沉降时间 s 圉 凄用不周絮凝 时 赚粉沉淀量与时同的关荼 1 一生物聚合物 2一P E 0 3一P Mv l 研究了絮凝剂的浓度对煤 样絮凝效率 E 的影 响 絮凝时间保持在 3 rai n 使用生物絮凝剂 当增 加浓度时 絮凝效率显著地增加 在 5 0 1 0 mo 1 1 的浓度下 达到大约 0 9 8的絮凝效率 然后在更高 浓度下保持恒定 用 P E O和 P AM 絮凝剂表 明 在 1 5 0 x 1 0 mo l l 浓 度下 E F 最 高 只有 0 8 增 加 P E O浓度不影响絮凝效率 然而 P AM 在较高浓度 下 絮凝效率却降低 这可能是因为颗粒之间的空 间稳定性导致亲水表面的形成 另一方面 用生物 絮凝剂提高 了絮凝效率 达 到一种显示煤表面疏水 的平稳状态 用于该项研究的合成絮凝剂的用量比 文献 中报道的用量高得多 合成絮凝剂在中性 p H 下效果较好 而生物絮凝剂在 p H为 3 5的酸性 范 围内有选择性 图 2 圈 2 健用生物絮凝卉 哼 时 粉鬻疆 效率与 p H的关蕞 2 2 过滤技术 在金属矿 山中 随着选矿工业的发展 矿产资源 日 益贫化 细化 一些选矿厂采用了细磨工艺 细粘 物料 日益增加 使浮选过 滤变得更加 困难 选煤也 是如此 小于 0 5 i l nJ n粒级煤的含量逐年 增加 因 此精矿和精煤脱水问题 日益突出 是急待解决的问 题 引起有关 人员的关注 国内外有关科研院所 制 造厂和使用部门在不断改进连续真空过滤机 连续 加压过滤机在许多公司得到成功应用 而且在工艺 和节能方面得到某些优化和改进的基础上 发展了 蒸汽加压过滤技术和陶瓷过滤技术 出现了新型过 滤机 这些新型连续式过滤设备具有滤饼水分低 形成快 处理能力大 压气消耗少 能耗低等优点 在 生产实践 中取得了良好的效果 2 2 1 盘式真空过滤机 盘式真空过滤机结构简单紧凑 占地面积小 处 理量大 价格低 维修工作量小 初期投资 比其他脱 水方式都低 但对粘性微细粒物料脱水效果差 为 此 挪威海德拉利夫特 Hy d r a l i f t A s 公司斯坎梅克 S c a n m e c 选矿分公司对盘式真空过滤机进行技术 改造 将过滤机蜗轮蜗杆驱动装置改用链条驱动 加 大管路直径和头部外形尺寸 扇形过滤板用聚氨酯 或模铸橡胶制造 从而降低流速 提高过滤效率 降 低滤饼水分 便于维修 改造后 2 2台斯坎梅克盘式 真空过滤机用于美国明尼苏达州梅萨比 Me s a b i 铁 矿区 对铁精 矿过滤 滤饼水分为 9 2 马鞍山矿 山研究院新开发的 Z P G 7 2型盘式 真空过滤机 是 九五 国家攻关项目 针对我国铁 精矿过滤作业存在的问题 吸收国外先进技术的基 础上 研制成功新型过滤设备 于 1 9 9 7 年通过原冶 维普资讯 1 4 国 外奎属矿选矿 金部主持的鉴定 该机在酒钢选矿厂 于 1 9 9 7 1 9 9 8年用于过滤 焙烧磁 选 铁精 矿 和 强磁 选 铁 精 矿 当给矿 浓 度 5 0 9 真 空 度 0 0 6 1 MP a 时 滤 饼 水 分 为 1 3 9 1 过滤系数 0 7 7t m h 滤液浓度 2 5 在相 同条件下 较现用 的 4 0 m2内滤式真空过滤机 滤饼水分降低 2 2 9 过滤系数提高 0 3 7 t m h 滤液浓度降低 3 5 取得显著效果 2 2 2陶瓷过滤机 陶瓷过滤机首先 由芬兰 Va l me t o y公司研 制成 功 8 0年代 中期芬兰奥托昆普机械公 司购买制造陶 瓷片的专利 九十年代推出了以毛细作用为原理的 C C系列陶瓷过滤机以来 在世界各地有色金属选矿 厂对铜 锌 铝 铅 镍及硫等精矿脱水过滤中获得广 泛应用 该机兼备了常规真空盘式过滤机和压滤机 两者的优点 结构简单 滤饼水分低 能耗低 滤液清 澈 自动化程度高 处理能力大 一般为圆盘式真空 过滤机的 3倍 无滤布损耗 减少维修费用 设备结 构紧凑 安装费用低 且生产成本更低 目前 全世 界有 2 0多个国家使用 了 1 0 0多台 我国广东凡 口 铅锌矿首 先使用 到 目前已有许多矿山选厂使用这 种设备 陶瓷过滤机独特之处是利用毛细效应原理用于 脱水过滤 用亲水性材料烧结氧化铝制成的陶瓷过 滤板上布满了直径 1 5 m和 2 m小孔 每一小孔 即相 当一个毛细管 这种过滤板经与真空系统连接 后 当水浇注到陶瓷过滤板时液体将从微孔中通过 直到所有游离水消失为止 而微孔中水阻止气体通 过 形成了无空气消耗 的过滤过程 当陶瓷过滤板 浸入过滤矿浆中时 在无外力作用下 借助毛细效应 产生 自然力 进行脱水过 程 过滤板堆积 固体颗粒形 成滤饼 滤液通过过滤盘进入滤液管连续排 出 直到 排干为止 整个过程只需一 台很小的真空泵 就能 取得处理能力大 滤饼水分低的效果 目前 又开发出加压型陶瓷过滤机 以满足高海 拔地区使用 其过滤机理和工艺效果有新的突破 我国是能源相对短缺 的国家 开发低能耗 陶瓷过 滤 机 潜在市场很大 势在必行 2 2 3 蒸汽过滤技术与设备 蒸汽过滤是为解决细粘物料在常温下过滤效率 低的问题而提供 的一种新的过滤途径 可 以进一步 降低滤饼水分 从而节省干燥作用费用 3 2 3 1 带蒸汽罩的真空过滤机 1 9 6 2年 B u r t o n首次将有 1 0 0 2过滤蒸汽直接 施加到用于浮选精煤的旋转真空过 滤机 的脱水 区 可使细粒煤滤饼水分减少一半 每除去 1 水约需 0 7 5 k g蒸汽 同时减少滤饼厚度 与细颗粒 含量 均 能提高蒸汽的有效作用 当蒸汽所受压差大于滤饼 孔隙的毛细压力时 蒸汽便进入滤饼的孔隙中 排出 滤饼孔隙中的 自由水 当滤饼中水分披高温蒸汽加 热 使滤液温度升高 从 而 降低水的粘度和表面张 力 一般 1 5 水的粘度为 1 1 4 MP a s 当温度升高 到 8 0 时水的粘度 下降到 0 3 5 1 MP a s 强化了脱 水过程 蒸汽的高温也会使滤饼 内部水分 蒸发 从 而极大的降低滤饼水分 美国 E i mc o公司 曾对硫化矿的浮选精矿 已脱 泥后金属矿物 细磨过的金属矿物和洗煤厂的尾煤 用真空过滤机进行蒸汽脱水试验 加蒸汽真空过滤 机滤饼 水分 比真空 过滤机 滤饼 水 分 分别 降 低 了 2 6 3 9 4 6 和 5 5 并得 出蒸汽脱水与 热力干燥法 比较 在过滤 费用 所 占厂房面积 所需 设备等方面具有明显优越性 为解决过滤机受蒸汽腐蚀相当严重 塑料元件 不能耐高温的问题 科佩兹研制了一 台用高强度耐 腐蚀材料制造的 6 0 m2 真空过 滤机 配以高强度耐 腐蚀的蒸汽罩 脱水试验表明 与普通真空过滤机 相 比滤饼水分显著 降低 在运转可靠性和使用寿命 方面不低于普通真空过滤机 2 2 3 2 蒸汽加压过滤技术 蒸汽加压过滤机是把机械和热力过程结合到同 一 过滤设备上 在温度较低的滤饼表面 蒸汽冷凝形 成冷层 进而从滤饼中排出毛细水 德国 B OK E L A机械工艺技术工程师协会的博 特博士进行了蒸汽加压过滤机试验研究 他将真空 过滤机置于加压容器中 驱动装置安装在压力容器 外部 对高 温引起变化要格外 注意 如过滤机控制 头 滤布 滤饼排出机构等 在压力容器中充以压缩 空气 蒸汽室充以蒸汽 并减少了热辐射而引起蒸汽 损失 通过压差控制使蒸汽室蒸汽压力稍高于压力 容器中压气压力 以防止压 气进入蒸汽过滤 区域 压力容器 内仪器设施不接触高温 与蒸汽室相隔离 容器中悬浮液的表面 只与压气接触 并主要靠压气 过滤形成滤饼 这样就最大限度降低 了由于冷 凝而 损失的蒸汽 J 维普资讯 2 0 0 1 7 国 外奎属矿选矿 1 5 蒸汽加压过滤机除具 有连续式压滤机优点外 它利用气相过压蒸汽 故滤饼脱水过程均一 几乎无 气体消耗 能量损失少 滤饼水分低 滤饼裂隙少 并 起到浸取 洗涤和消毒的作用 但是 由于过滤机受 蒸汽腐蚀相当严重 塑料制件不能耐高温 尚无较好 结构形式的蒸汽 罩和蒸汽室 以及各种难滤物料 的 蒸汽脱水效果和蒸汽消耗量的经济陛研究不充分等 问题 影响其在生产 中的推广应用 随着对蒸汽加 压过滤技术研究的深入 及上述问题 的解决 蒸汽 加压过滤机将在金属矿物 煤炭 淀粉 糖浆 染料过 滤以及食品和 医药领域中具有广阔的应用前景 2 2 4 带式压榨过滤机 带式压榨过滤机是世界上一种发展较快的污泥 脱水设备 它结构简单 操作方便 能耗低 噪音小 可连续作业 因而美 国 英 国 德国以及 奥地利等国 相继对它进行 了研究和开发应用 应用范围除了城 市下水污泥处理外 已普及到造纸和纸浆 选矿 选 煤 化工 食品等行业 以及工业废水污泥处理 提高 自动化操作水平始终是带式压榨过滤机高 效率化的重要研 究课题 因此 近几年 国外一些公 司进行了以调节污泥性状 为主的 监控脱水操作过 程的自动控制 系统的研究 如美国 V o n R o l l 公司 和日本 株 神户制钢所 它们研究出了由微机辅助 的自动控制系统 这种 自动控制 系统由传感元件和 控制台所组成 用来控制和调节絮凝剂的添加量 污 泥的投放量以及脱水操作过程等 滤带再生效果的好坏将影响到滤饼剥离和脱水 效率 传统采用高压水喷洗滤带的方法 这种方法 的最大缺点是用水量大 每小时需 5 1 0 t m 水压 0 8 1 0 MP a 清洗下 来的污泥混入清洗液 回流 增加了水处理 系统的负荷 国外最近开发出了一种 滤带超声波清洗新技术 这种超声波清洗机构装置 在滤带返 回的一定部位 部分返 回滤带浸入清洗水 槽内 由超声波发生装置发 出的振波从运行着的滤 带反面 非滤带承载面 向滤带辐射 使附着在 滤带 面上的污泥浮离于水槽水 中 然后 由设在超声波发 生器后的高压清洗喷嘴辅助喷洗 使滤带完全再生 目前 带 式压榨过滤机 已由普及型 向高效率化 方 向发展 这一发展趋势的主要标志是 1 整机结 构的紧凑化 2 滤饼低 含液量及脱水操 作的高效 化 3 自动控制系统化等 2 3睫分离技术 自1 9 6 8 年美国 N N L i 博士发 明了膜分离技 术后 随着新型高分子材料的开发 分离功能材料在 功能高分子材 料中已占有十分重要 的地位 1 9 9 4 年世界分离膜的总产值 已达 2 2亿 美元 并以 1 2 1 5 年需求增长速率 向前发展 膜分离技术是用 人工或天然合成的高分子分离 膜 借助于化学位差 或外界能量的推动对双组份或多组份的溶质和溶剂 进行分离 提纯和富集的方法 以压力差为推动力的 膜分离过程 可分为微滤 Mi c r o fi t r a t l o n 超摅 U I t r a f i l t r a t i o n U F 和反渗透 R e v e r s e o s mo s l s R O 等 由于使传境的分离工序发生革命性 的变化 所以高 分子分离膜 广泛地应用于 化学工 程 生物技术 医 学 食品工业 环境保护 石油探测等众多领域内 在 当代高新技术领域 内 膜分离 技术将作为开发 的重 点 对其研究的主要方面集 中在膜材的研制和膜应 用的研究 3 3 1 新型膜材 a 聚砜超滤膜 聚砜膜为一种性能优 良的膜 膜厚 4 0 t a n 内 层空隙率高 孔规则且无致 密外层的特点 聚砜膜 可制成三层结构膜 锭状孔的内表层 圆形孔的外表 层和枝形孔的 中间层 使用氯 甲基化聚砜为原料 采用干 一湿法纺制中空纤维膜 聚砜反渗透膜成功 地用于工业废水和废液处理 这是它最有希望的应 用领域之一 污水中含有象 C u H g 2 A g 一 C r P j 一 C N一 及有机杂质如酚 乙酸 尿素 柠檬 酸等 b 纳滤膜 纳滤膜介于反渗透与超滤膜之 间 由于该过滤 过程的膜孔径处在纳米级 内 因此称为 纳滤 其对 N a C I 的截 留率 为 5 O 一7 O 对有机物 的截 留率为 90 c 聚乙烯醇膜 聚 乙烯 醇由聚乙酸 乙烯醇解制成 我国为世界 聚乙烯醇生产的第一大 国 具有原料易得的生产优 势 聚乙烯醇膜的制备可分为交联法和交联前先共 聚两种 采用的共聚单体可以是甲醛丙烯酸甲酯 丙烯酸 甲酯 丙烯腈等 d 中空纤维富氧复合膜 中空纤维复合膜直径小 可紧密排列 在膜分离 器 内装填密度大 可使设备 更加小型化 结构简单 由于中空纤维膜具有大的比表面积和自我支撑的特 维普资讯 1 6 国 外金属矿选矿 点 适于制成小型装置 特别适应于医学和生物工程 中不同物质的分离 中空纤维富氧复合膜具有高的 富氧能力 其通量远大于均质 中空纤维膜和 不对称 中空纤维膜 且耐压性好 为最好的中空纤维膜 2 3 2 膜的应用 在膜的应用方 面 与膜流场相对应 有两种膜过 滤形式 死端过 滤 d e a d e n d f i l t r a t i o n 和十字流过 滤 c r o s s f 1 w f i l t r a t i o n 由于 十字流过 滤具有膜 污染程度较小 膜通量大 能持续运行而得到广泛应 用 微滤技术因为开发早 应用也最广泛 因此 十 字流微滤技术成 为膜分离领域 最受重视 的一项 技 术 但 困扰膜分离技术应用和发展 的一个关键 问题 是由于浓差极化和膜污染而造成膜过滤通量下降 膜的污染是指 由于浓差极化 C O L I C e n t r a t i o n p o l a r l z a t i o n 在膜的表面形成滤饼层 或 由于颗粒 的沉积 堵塞膜孔 使膜 过滤通量下降 为了使过滤能持续 高效地运行 必须减小浓差极化现象和颗粒的沉积 人们采用了一些 不同方法来解决膜 的污染 问题 比 如采用反 向冲洗技术 外加 电场 增加流 动不稳定 性 脉冲进料等方法 但这些方法的共同特点为膜本 身是静止的 因此总是存在着滤饼层 1 9 7 8年 A Ma g a r t i s 和 C R Wi l k e 提 出了旋转动态膜过滤 d y n a mi c f i l t r a t i o n 由于它的膜是运动 的 滤饼层 较难形成 所以成为一种很有应用前 景的分离技术 也成为强化过滤方法研究虽多的结构 旋转动态膜 结构一般分为两种形式 一种是圆筒式 管式 结构 内筒为膜管或 内外均为膜管 内筒旋转 另一种是圆 盘式结构 旋转件为膜面或紧邻膜面处加旋转件 相对而言 旋转管式动态膜 比旋转盘式动态膜研究 更多一些 这是 由于旋转管式动态膜的内管旋转在 管环 隙 间形 成 泰 勒 涡 二 次 流 强化 过 滤 效 果 明 显 虽然动态膜分离有诸多好处 但 由于其研 究时 间较短 自身也存在产量 小 能耗相对较 高等缺点 因此 它还没有得到广泛 的应用 但很多学者对其 赋予很 高的期望 并做了大量的工作 使其能得到广 泛应用有了理论和试验基础 2 4 超声分离技术 在化学研究和化工生产中常常要把浮在液体 中 的固体粒子清 除 为此 需要相 应的分离技术 传统 的方法是使用各种类型与规格不同的过滤膜或过滤 网 滤除粒子 或者是采用离心分离器 旋液分离器 利用离心力分离固体粒子 前者因为常常出现过滤 阻塞 因此不得不定期清理或更换过滤膜 后者因为 要使液体产生高速运动 所以能耗较大 特别在分离 细小粒子时就更为困难 如果能使固液分离过程避 免过滤阻塞 保持连续工作 又能使分离所用能耗较 大幅度降低 这将会带来明显的经济效益 应用功 率超声可为解决这个 问题提供理想的途径 超声分 离能够彻底除去过滤这道工序 因此与过滤 阻塞有 关的一切问题 自然不复存在 超 声分离无需使液体 产生高速运动 故而能耗较低 超声分离 的原理是利用液体 中两个不同频率 振动方 向相同 相对方 向传播的两个平面声波 在传 播过程 中叠加 产生若干个振动速度为零 的点 并且 此点以一定速度向某一方 向移动 而液体中的固体 粒子在声波作用下总是在振动速度为零处聚集 并 随此点运动而运动 最终聚集在装置的一侧 从而使 固液分离得 以实现 3 超声频 率和声强 的选择是相 关联的 一定频 率 一定声强 的渡作用于 液体 有时会产生超声 空 化 从而使液体中的固体粒子被粉碎 这是分离过程 不希望发生的 试验证明 频率越高 声强越小的平 面波在液体中越不会产生空化现象 且声强 比频率 对空化的产生影响较大 但声强较小时 液体对固 体粒子的推动力就小 因此两个换能器的频率和声 强的选择依据是 1 在此频率 下 液体 中微小质点受声波作用 产生相对运动互相碰撞 使之产生凝聚 2 在 此频率 和声 强下 液体 不会产生空化现 象 固体粒子不会被粉碎 根据 1 在悬浮液 中要使 固体粒子在液体 中产 生凝聚的最佳频率为 9 3 f 式中 一 频率 Hz r 一 固体粒子半径 m p 一 液体密度 k g m3 一 液体黏滞系数 P a s 两个换能器 的频率可以根据液体 中固体粒子的 粒度分布情况分别计算取定 但不宜相差太大 根据 2 要 使液体不产生空化现象 就必需限 制声强 那么分子间的平均距 离就会增大到超过极 限距离 导致液体产生空化 极 限声强 的计算较为 维普资讯 I 国 外 金 曩 矿 毽 旷 国 外金属矿选矿 1 7 复杂 它受到超声频率 液体 的表面张 力 液体 的温 度等多种因素的影响 目前的理论计算和实际测量 值还相差较大 所以我们一般用试验的方法来测定 然后取小于极限声强的某一声强值 1 2 5 磁过滤技术 近二十年来 国外高梯度磁过滤技术的研 究十 分活跃 已用于解决许多环境和工业 问题 例如 核 反应堆冷却水的过滤 水中磷酸盐的脱除 赤铁矿和 铬铁矿粉末及超细粉末的回收 废水 中重金属 的脱 除等 并从分离强磁性大颗粒发展到去 除弱磁性反 磁性低浓度小颗粒 因而该技术引起 了国内外科技 工作者的普遍注意 高梯度磁过滤技术 简称 HG MF 即让滤浆流 过高梯度磁过滤器 利用高梯度磁场产生的强大的 磁场力 脱除滤浆中的固相 从滤浆 中去除磁性固 相 如铁 镍 钴等比较简单 使滤浆直接流过高梯度 磁过滤器即可实现 而去除非磁性及反磁性 固相 如有机物 藻类 酵母和细菌 则需先投加磁种 高磁 化率的颗粒 与待分离颗粒形成顺磁性凝聚物 然后 用高 梯 度 磁 过 滤 器脱 除 这 个 过 程 称为 磁 种 过 滤 8 高梯度磁过滤技术 的特点是 1 处理滤浆速度 快 能力大 效率高 2 设备简单 操作简便 维修费 用低 3 易再生 可在高温下 可达 6 o 0 K 使用 4 可 减少或不使用化学药品 消除二次污染 5 适宜处理 固相为微米级的低浓度 可达 1 0 1 0 mg 悬浮液 且温度及气候的变化不影响处理效果 为了使高梯度磁过滤技术在分离领域中获得更 广泛的应用 以下几个动向值得重视 1 目前研究的主要对 象是如何改善过滤性 能 改善的方法是增 加磁场梯 度和提高 过滤能力 而这 两点均与过滤介质材料有关 2 用极廉价的顺磁性材料 如炼铁炉的粉尘 代 替强磁材料做磁种 处理含非磁性物质的废水 用后 与滤渣一并废弃 省去了磁种回收工艺 可以大大节 省费用 钢铁生产中的废水 含有铁磁类粒子 特别 适合用于高梯度磁过滤过程 这是以废治废的有效 措施 3 把高梯度磁过滤技术应用到生物分离过程 以简化工艺 提高产品 回收率 降低生产成本 将 会 给生物下游加工技术带来新的发展 4 超导磁过滤技术是未来高梯度磁过滤技术的 发展方向 通常 提高磁场强度即可提高流速 增加 滤浆处理量 而不影响高梯度磁过滤器 的性能 但 是 随着处理量的增加 过滤器成本与耗电量也显著 增加 而且 若超过一定流速 高梯度 磁过滤器控制 过滤的能力就要下降 超导磁过滤器可克服上述缺