[發明專利]一種確定芒硝溶液通過過濾器內動態結晶滯留速度的方法

有效

• 申請號: 201810813316.0
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN109490130B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 鞠學遠
• 申請（專利權）人: 鞠學遠
• 主分類號: G01N5/00
• 分類號: G01N5/00;B01D36/00;B01D9/02;B01D9/00
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• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種確定芒硝溶液通過過濾器內動態結晶滯留速度的方法。該方法包括：設計循環過濾實驗裝置；制備Sphere Normal(SN)(球形標準)型顆粒、制備充填式過濾器、制取芒硝飽和溶液；進行芒硝溶液過濾實驗，計算單個SN型顆粒的比表面，計算SN型顆粒的總體積，計算總表面面積，測定芒硝溶液通過不同溫度下過濾器溶液密度變化，并計算芒硝溶液的濃度；利用物質的溶解與結晶理論和物質平衡原理，建立定量表征芒硝結晶速度及其對過濾器內孔隙表面芒硝結晶厚度增長速度的計算方法，計算芒硝結晶速度及過濾器內孔隙表面芒硝結晶厚度增長速度。本發明可為芒硝開采和提純行業的過濾設計與堵塞程度評價提供理論指導和依據，適合現場使用。

技術領域

本發明涉及芒硝礦的開采和提純加工領域，更為具體地，涉及一種確定芒硝溶液通過過濾器內動態結晶滯留速度的方法。

背景技術

芒硝(主要成分Na₂SO₄·10H₂O)是一種分布很廣泛的硫酸鹽礦物，是硫酸鹽類礦物芒硝經加工精制而成的結晶體，是重要的化工、輕工原料，被廣泛地應用于化工、輕工、紡織、建材、醫藥等20多個行業。其在工業開采、加工提純過程中，過濾是其中的一個必須環節。但是由于芒硝在水中的溶解度受到溫度的影響嚴重(見附圖1)，因此在適當的條件下，芒硝會結晶析出，滯留在過濾器內部的孔隙表面上(示意圖見附圖2)，降低過濾器內部微小的流動孔道的孔徑，極端時會堵塞過濾器，過濾性能下降，嚴重時造成生產故障。其中芒硝通過過濾器內的結晶速度，是預防和評價過濾性能的關鍵參數。因此，建立芒硝通過過濾器結晶速度和晶體厚度變化的快速確定方法，對芒硝礦的開采和提純加工有重要的理論意義和應用價值。但是，現有技術中缺乏關于芒硝礦結晶速度以及在介質表面結晶厚度的增長速度的研究。

發明內容

本發明的目的在于解決現有技術無法解決的芒硝礦結晶速度以及在介質表面結晶厚度的增長速度的技術問題，提供一種確定芒硝溶液通過過濾器內動態結晶滯留速度的方法。

本發明是通過下述技術方案實現：一種確定芒硝溶液通過過濾器內動態結晶滯留速度的方法，包括以下步驟：

步驟S1：設計循環過濾實驗裝置。

所述循環過濾實驗裝置包括芒硝溶液控制系統、過濾系統、取樣測量系統和管線系統；

所述芒硝溶液控制系統包括恒溫箱1，溫度傳感器1和溶液箱；所述過濾系統包括充填式過濾器，恒溫箱2，溫度傳感器1，入口壓力傳感器和出口壓力傳感器；所述取樣測量系統包括取樣桶；所述管線系統上依次安裝有控制閥1，流量泵，控制閥2，控制閥3和控制閥4。

步驟S2：制備Sphere Normal(SN)(球形標準)型顆粒、制備充填式過濾器、制取芒硝飽和溶液。

所述制備SN型顆粒的方法為：

①選擇適合加工的SN型材料，加工成顆粒狀、經過多級分選、磨圓，獲取充填顆粒；

②在工業溫度條件下，過濾器充填之前用循環清洗液浸泡，過濾掉水分，充填顆粒置于烘箱10h烘干。

所述制備充填式過濾器的方法為：用天平稱取供所述SN型顆粒充填的過濾器質量m₁；采用所述SN型顆粒充填過濾器，稱得其總質量m₂；將所述SN型顆粒壓實在過濾器內。

所述制取芒硝飽和溶液的方法為：

①取帶刻度的容器，裝入蒸餾水，通過刻度讀取水的體積，將其加熱到38℃；

②稱取芒硝粉末,記錄其質量m₃，采取向蒸餾水中邊添加芒硝粉末，邊攪拌的方式，直到芒硝達到飽和時，停止添加芒硝粉末，稱量剩余的芒硝粉末，記錄其質量m₃，計算溶解的芒硝質量為m₄-m₃；