堇青石基微泡發生器的制備及造孔劑對其構效關系的研究

程 敏,田蒙奎,陶文亮,李龍江,顏婷珪

(1.貴州大學 化學與化工學院,貴州 貴陽550025;2.貴州民族大學 化工學院,貴州 貴陽550025;3.貴州大學 礦業學院,貴州 貴陽550025)

1 前 言

氣浮技術是將液體中的微小懸浮物與氣泡結合成復合物，并使其隨氣泡上升至液體表面，從而達到分離、除雜的一種凈化技術。該技術由于操作簡便、分離效率高，被廣泛應用于生物、化工、選礦及污水處理等眾多領域[1-2]。其中微氣泡制造是氣浮技術的關鍵，它直接影響氣泡質量，進而影響氣浮分離效率，通常認為氣泡尺寸在10～80μm 時氣浮分離效率最高[3-4]。目前常用的微氣泡制造方法有溶氣析出、電解析出和引氣制造等方法[5]。相比前兩種方法，微孔介質引氣制造氣泡不僅結構簡單、能耗低而且微氣泡尺寸小、均勻性好，因而受到科研人員的廣泛關注[6]。

引氣微孔介質發泡的核心在于微孔介質材料的制備，通常采用冶金粉末、陶瓷或塑料為原料，摻入一定的添加劑(如造孔劑、增塑劑、燒結助劑等)，然后在高溫下燒制而成。其中微孔介質材料的孔隙率、孔結構、滲透通量等性能是影響微孔介質發泡性能的關鍵因素。

目前國內外學者已針對微孔介質發泡進行了大量實驗研究。如Kukizaki等[7]利用“內管走水-外環充氣”結構的微孔介質發泡器研究了水質、SPG 膜(shirasu porous glass公司的無機膜)孔徑及工況參數對微細氣泡粒徑分布的影響；Okada 等[8]以有機纖維為造孔劑，探究了莫來石陶瓷膜厚度、孔結構等與微氣泡生成之間的關系；Sadatomi 等[9]開發了“內部孔板節流降壓-環空微孔介質負壓吸氣”管式微細氣泡發生器；……