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超细粉体的外在过滤特性

发布日期：2020-05-25 17:50

超细金属粉体的制备改性、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，穿滤严重是普遍存在的难题。带有大量穿滤微粒的滤液如直接排放，不仅资源浪费（穿滤的是最细的，往往也是粉体中最贵重的），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。
超细粉体的外在特性：
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的外在特性。
1、粉体的来源：天然产物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）。
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）。
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。（有条件的可测定表面积与体积，计算各种形状系数）。
5、粉体的粒度分布：
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，只是粒度分布宽度比分级前缩小。
粉体粒度分布是粉体外在特性中的最重要参数。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，激光光散射法是最常用的测量技术，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0.2微米的粉体与一颗2微米的粉粒混在一起，1000颗0.2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，0.2微米与2微米，也各为50%；如以表面积为基准，0.2微米的表面积占90.9%，2微米的表面占9.09%；如以个数基准，0.2微米的个数占99.9%，而2微米只占0.1%。
相差很大的三种不同基准的粒度分布值，可用于不同场合。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价值，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外在品质。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最细颗粒全部滤住，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。
欲将最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，既要能高效滤住最细粉体，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。
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