堇青石板式陶瓷膜微泡发生器的研究
发布时间：2022-08-02 16:28
气泡发生器是浮选柱的关键部件,它直接影响到气泡的大小和数密度,从而影响到浮选效率。目前传统的气泡发生器存在微孔易堵塞、发泡不均匀、操作流程复杂及能耗高等缺点,一度限制了气泡发生器的发展。利用多孔陶瓷膜发泡不仅操作简单、能耗低且其巨大的比表面积有利于大量微气泡的产生。堇青石由于具有原料价格低廉、耐腐蚀性能好、比表面积大、机械强度高等诸多优势,是一种性能优异的多孔陶瓷膜制备材料。因此本文以廉价的工业级堇青石粉为原料,采用“分步制备、整体组装、一次烧结”的方式制备了综合性能优异的新型陶瓷膜气泡发生器,通过改变气泡发生器的结构在一定程度上缓解了发泡不均及微孔易堵塞的问题。探讨了生坯的制备参数、气泡发生器的组装方法、造孔剂（种类/含量/粒径）、烧结温度、保温时间以及操作工况对气泡发生器性能的影响。并采用XRD、SEM、压汞测试分析技术及数码显微摄像技术对气泡发生器的断面形貌、物相组成、孔结构、孔径分布及气泡粒径分布进行了表征。具体结论如下:（1）探究了成型工艺、连接组装方案、造孔剂、烧结工艺等制备条件对发泡器性能的影响。加水量、干燥时间等成型条件的单因素实验结果表明,当加水量为40%、干燥温度为...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 气泡发生器简介
1.2.1 气泡发生器的发展概况
1.2.2 微气泡的性能评价方法
1.2.3 微气泡的生成技术
1.2.4 微孔介质发泡的研究现状
1.3 多孔陶瓷膜简介
1.3.1 多孔陶瓷膜的发展概况
1.3.2 多孔陶瓷膜的发泡原理及影响因素
1.3.3 多孔陶瓷膜的制备工艺
1.3.4 多孔陶瓷膜的材料特性
1.3.5 多孔陶瓷膜发泡材料的性能要求
1.4 研究目标及主要研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 主要研究内容
第二章 实验内容与方法
2.1 实验原料及仪器设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器设备
2.2 技术路线
2.3 实验过程
2.3.1 气泡发生器组件的制备流程
2.3.2 气泡发生器的组装方案
2.3.3 气泡发生器发泡性能测试装置
2.4 样品表征
2.4.1 物相分析
2.4.2 显微结构分析
2.4.3 孔容及孔径分布测定
2.4.4 开孔率测定
2.4.5 抗压强度测定
2.4.6 空气渗透速率测定
2.4.7 耐腐蚀性能测定
2.4.8 气泡直径测定
2.4.9 气泡数密度测定
第三章 堇青石板式陶瓷膜微泡发生器的制备研究
3.1 引言
3.2 制备参数对生坯组件性能的影响
3.2.1 加水量的确定
3.2.2 干燥条件的确定
3.2.3 脱模方式的确定
3.3 组装方案对气泡发生器性能的影响
3.4 堇青石板式陶瓷膜气泡发生器的制备方案
3.5 造孔剂对气泡发生器综合性能的影响
3.5.1 物相分析
3.5.2 显微结构分析
3.5.3 开孔率及抗压强度分析
3.5.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.5.5 发泡性能分析
3.6 烧结温度对气泡发生器综合性能的影响
3.6.1 物相分析
3.6.2 显微结构分析
3.6.3 开孔率及抗压强度分析
3.6.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.6.5 发泡性能分析
3.7 保温时间对气泡发生器综合性能的影响
3.7.1 开孔率及抗压强度分析
3.7.2 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.7.3 发泡性能分析
3.8 小结
第四章 PS微球粒径对气泡发生器综合性能的影响
4.1 引言
4.2 单一粒径PS微球对气泡发生器综合性能的影响
4.2.1 显微结构分析
4.2.2 孔容总量及孔径分布分析
4.2.3 开孔率及抗压强度分析
4.2.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
4.2.5 发泡性能分析
4.3 复合粒径PS微球对气泡发生综合性能的影响
4.3.1 显微结构分析
4.3.2 开孔率及抗压强度分析
4.3.3 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
4.3.4 孔径分布分析
4.3.5 发泡性能分析
4.4 小结
第五章 操作工况对气泡发生器发泡性能的影响
5.1 引言
5.2 膜内外压差对气泡发生器发泡性能的影响
5.2.1 气泡粒径分析
5.2.2 气泡数密度分析
5.3 气液比对气泡发生器发泡性能的影响
5.3.1 气泡粒径分析
5.3.2 气泡数密度分析
5.4 液流流量对气泡发生器发泡性能的影响
5.4.1 气泡粒径分析
5.4.2 气泡数密度分析
5.5 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳甲烷化利用[J]. 吕海阳. 化工管理. 2018(15)
[2]流体流速对好氧颗粒污泥快速培养的影响[J]. 王陆玺,周楠,王晨旭,苏海佳. 中国环境科学. 2018(06)
[3]燃煤硫氧化物排放及环境影响[J]. 李兰新. 煤炭与化工. 2018(04)
[4]湍流条件下气泡-颗粒间碰撞效率的数值计算[J]. 黄波,许秋石,沈怡君. 煤炭工程. 2018(04)
[5]煤矿开采对土地资源的破坏及对策研究[J]. 黄忠伦. 内蒙古煤炭经济. 2018(01)
[6]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[7]碳化硅蜂窝陶瓷的研究及应用[J]. 吴郑敏,邓承继,余超,丁军,祝洪喜,樊国栋,冷光辉. 中国陶瓷工业. 2017(06)
[8]泡沫陶瓷制备工艺研究进展[J]. 徐勇,邹国荣. 耐火材料. 2017(05)
[9]旋转错流式膜分离过程的CFD流体动力学研究[J]. 蔡钊,耿安朝,廖德祥. 膜科学与技术. 2017(04)
[10]秸秆造孔剂对页岩烧结微孔砖工艺性能的影响研究[J]. 陈梦婷,陈国平,石建军,张衡. 施工技术. 2017(16)
博士论文
[1]聚碳硅烷及氧化锆对B4C热压致密化、结构及性能的影响[D]. 杜贤武.武汉理工大学 2015
[2]硅酸盐基低温烧结微波陶瓷材料及其改性机理研究[D]. 窦刚.华中科技大学 2013
[3]微小槽道内微孔壁面逸出气泡动力学行为及特性[D]. 谢建.重庆大学 2013
[4]水中气泡图像处理方法及运动特性研究[D]. 王红一.天津大学 2011
[5]非牛顿流体中的气泡行为及周围流场的研究[D]. 范文元.天津大学 2009
[6]新型低成本多孔陶瓷分离膜的制备与性能研究[D]. 董应超.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]微尺度通道内SO2气液吸收过程研究[D]. 王明明.西安石油大学 2017
[2]多孔Al2O3陶瓷膜制备及性能研究[D]. 李鹏.哈尔滨工程大学 2016
[3]空化气泡发生器充气性能试验与数值模拟研究[D]. 田野.太原理工大学 2014
[4]微气泡生成技术的试验研究[D]. 陈如艳.中国石油大学 2008
[5]多孔陶瓷的制备及特性研究[D]. 宋超.长春理工大学 2007
[6]气浮工艺中金属微孔管制造微气泡的研究[D]. 徐振华.四川大学 2006
[7]微气泡生成与富氧净化系统研究[D]. 李海鹏.南京航空航天大学 2005
[8]浮选柱气泡发生器充气性能及应用研究[D]. 邵延海.中南大学 2004
本文编号：3668857
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景及意义
1.2 气泡发生器简介
1.2.1 气泡发生器的发展概况
1.2.2 微气泡的性能评价方法
1.2.3 微气泡的生成技术
1.2.4 微孔介质发泡的研究现状
1.3 多孔陶瓷膜简介
1.3.1 多孔陶瓷膜的发展概况
1.3.2 多孔陶瓷膜的发泡原理及影响因素
1.3.3 多孔陶瓷膜的制备工艺
1.3.4 多孔陶瓷膜的材料特性
1.3.5 多孔陶瓷膜发泡材料的性能要求
1.4 研究目标及主要研究内容
1.4.1 研究目标
1.4.2 主要研究内容
第二章 实验内容与方法
2.1 实验原料及仪器设备
2.1.1 实验原料
2.1.2 实验仪器设备
2.2 技术路线
2.3 实验过程
2.3.1 气泡发生器组件的制备流程
2.3.2 气泡发生器的组装方案
2.3.3 气泡发生器发泡性能测试装置
2.4 样品表征
2.4.1 物相分析
2.4.2 显微结构分析
2.4.3 孔容及孔径分布测定
2.4.4 开孔率测定
2.4.5 抗压强度测定
2.4.6 空气渗透速率测定
2.4.7 耐腐蚀性能测定
2.4.8 气泡直径测定
2.4.9 气泡数密度测定
第三章 堇青石板式陶瓷膜微泡发生器的制备研究
3.1 引言
3.2 制备参数对生坯组件性能的影响
3.2.1 加水量的确定
3.2.2 干燥条件的确定
3.2.3 脱模方式的确定
3.3 组装方案对气泡发生器性能的影响
3.4 堇青石板式陶瓷膜气泡发生器的制备方案
3.5 造孔剂对气泡发生器综合性能的影响
3.5.1 物相分析
3.5.2 显微结构分析
3.5.3 开孔率及抗压强度分析
3.5.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.5.5 发泡性能分析
3.6 烧结温度对气泡发生器综合性能的影响
3.6.1 物相分析
3.6.2 显微结构分析
3.6.3 开孔率及抗压强度分析
3.6.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.6.5 发泡性能分析
3.7 保温时间对气泡发生器综合性能的影响
3.7.1 开孔率及抗压强度分析
3.7.2 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
3.7.3 发泡性能分析
3.8 小结
第四章 PS微球粒径对气泡发生器综合性能的影响
4.1 引言
4.2 单一粒径PS微球对气泡发生器综合性能的影响
4.2.1 显微结构分析
4.2.2 孔容总量及孔径分布分析
4.2.3 开孔率及抗压强度分析
4.2.4 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
4.2.5 发泡性能分析
4.3 复合粒径PS微球对气泡发生综合性能的影响
4.3.1 显微结构分析
4.3.2 开孔率及抗压强度分析
4.3.3 空气渗透速率及耐碱腐蚀率分析
4.3.4 孔径分布分析
4.3.5 发泡性能分析
4.4 小结
第五章 操作工况对气泡发生器发泡性能的影响
5.1 引言
5.2 膜内外压差对气泡发生器发泡性能的影响
5.2.1 气泡粒径分析
5.2.2 气泡数密度分析
5.3 气液比对气泡发生器发泡性能的影响
5.3.1 气泡粒径分析
5.3.2 气泡数密度分析
5.4 液流流量对气泡发生器发泡性能的影响
5.4.1 气泡粒径分析
5.4.2 气泡数密度分析
5.5 小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]二氧化碳甲烷化利用[J]. 吕海阳. 化工管理. 2018(15)
[2]流体流速对好氧颗粒污泥快速培养的影响[J]. 王陆玺,周楠,王晨旭,苏海佳. 中国环境科学. 2018(06)
[3]燃煤硫氧化物排放及环境影响[J]. 李兰新. 煤炭与化工. 2018(04)
[4]湍流条件下气泡-颗粒间碰撞效率的数值计算[J]. 黄波,许秋石,沈怡君. 煤炭工程. 2018(04)
[5]煤矿开采对土地资源的破坏及对策研究[J]. 黄忠伦. 内蒙古煤炭经济. 2018(01)
[6]再论煤炭的科学开采[J]. 钱鸣高,许家林,王家臣. 煤炭学报. 2018(01)
[7]碳化硅蜂窝陶瓷的研究及应用[J]. 吴郑敏,邓承继,余超,丁军,祝洪喜,樊国栋,冷光辉. 中国陶瓷工业. 2017(06)
[8]泡沫陶瓷制备工艺研究进展[J]. 徐勇,邹国荣. 耐火材料. 2017(05)
[9]旋转错流式膜分离过程的CFD流体动力学研究[J]. 蔡钊,耿安朝,廖德祥. 膜科学与技术. 2017(04)
[10]秸秆造孔剂对页岩烧结微孔砖工艺性能的影响研究[J]. 陈梦婷,陈国平,石建军,张衡. 施工技术. 2017(16)
博士论文
[1]聚碳硅烷及氧化锆对B4C热压致密化、结构及性能的影响[D]. 杜贤武.武汉理工大学 2015
[2]硅酸盐基低温烧结微波陶瓷材料及其改性机理研究[D]. 窦刚.华中科技大学 2013
[3]微小槽道内微孔壁面逸出气泡动力学行为及特性[D]. 谢建.重庆大学 2013
[4]水中气泡图像处理方法及运动特性研究[D]. 王红一.天津大学 2011
[5]非牛顿流体中的气泡行为及周围流场的研究[D]. 范文元.天津大学 2009
[6]新型低成本多孔陶瓷分离膜的制备与性能研究[D]. 董应超.中国科学技术大学 2008
硕士论文
[1]微尺度通道内SO2气液吸收过程研究[D]. 王明明.西安石油大学 2017
[2]多孔Al2O3陶瓷膜制备及性能研究[D]. 李鹏.哈尔滨工程大学 2016
[3]空化气泡发生器充气性能试验与数值模拟研究[D]. 田野.太原理工大学 2014
[4]微气泡生成技术的试验研究[D]. 陈如艳.中国石油大学 2008
[5]多孔陶瓷的制备及特性研究[D]. 宋超.长春理工大学 2007
[6]气浮工艺中金属微孔管制造微气泡的研究[D]. 徐振华.四川大学 2006
[7]微气泡生成与富氧净化系统研究[D]. 李海鹏.南京航空航天大学 2005
[8]浮选柱气泡发生器充气性能及应用研究[D]. 邵延海.中南大学 2004
本文编号：3668857
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