[发明专利]一种陶瓷气泡发生器及加工方法

说明书

一种陶瓷气泡发生器及加工方法，主要包括陶瓷圆管、陶瓷圆板以及方形管，所述陶瓷圆管的管壁设有前端导气孔，陶瓷圆管的上下两端的管口处均盖有一块陶瓷圆板，两块所述陶瓷圆板设有若干位置与大小相对应的方形孔，所对应的方形孔之间均通过一个尺寸与方形孔相适应的方形管连通。加工方法采用“分步制备、整体组装、一次烧结”的方式制备陶瓷气泡发生器，添加复合粒径PS微球试样的内部，有效增大了发泡面积、减缓了发泡材料的堵塞，为制备高性能陶瓷发泡材料提供了参考，此外，本发明采用的复合粒径为5/10μm，试样基本性能良好，产生的气泡数量较多且气泡平均尺寸仅有25.86μm，能很好地满足气浮要求。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷气泡发生器及加工方法。

背景技术

气浮技术是将液体中的微小悬浮物与气泡结合成复合物，并使其随气泡上升至液体表面，从而达到分离、除杂的一种净化技术。该技术由于操作简便、分离效率高，被广泛应用于生物、化工、选矿及污水处理等众多领域。其中微气泡制造是气浮技术的关键，它直接影响气泡质量进而影响气浮分离效率，通常认为气泡尺寸在10～80μm时气浮分离效率最高。目前常用的微气泡制造方法有溶气析出、电解析出和引气制造等方法。相比前两种方法而言，微孔介质引气制造气泡不仅结构简单、能耗低而且微气泡尺寸小、均匀性好，因而受到科研人员的广泛关注。

引气微孔介质发泡的核心在于微孔介质材料的制备，通常采用冶金粉末、陶瓷或塑料为原料，掺入一定的添加剂(如造孔剂、增塑剂、烧结助剂等)然后在高温下烧制而成。其中微孔介质材料的孔隙率、孔结构、渗透通量等性能是影响微孔介质发泡性能的关键因素。

目前国内外学者已针对微孔介质发泡进行了大量实验研究。如KUKIZAKI等利用“内管走水-外环充气”结构的微孔介质发泡器研究了水质、SPG膜(shirasuporous glass公司的无机膜)孔径及工况参数对微细气泡粒径分布的影响；OKADA等以有机纤维为造孔剂，探究了莫来石陶瓷膜厚度、孔结构等性能与微气泡生成之间的关系；SADATOMI等开发了“内部孔板节流降压-环空微孔介质负压吸气”管式微细气泡发生器；徐振华等以管内外压差为动力源，推动气体从金属微孔管上流出形成微气泡；吴胜军等在此基础上以陶瓷膜管为研究对象，发现其性能优于金属膜管；陈家庆等在国内首次实现了大流量下管式微孔介质气泡发生器气泡粒径分布特性的在线检测。

纵观国内外的研究工作，除Okada等探究了有机纤维造孔剂对材料孔结构和发泡性能的影响外，其余研究都是基于成品微孔介质下探究不同操作参数对微气泡产生的影响，因而真正探究基体材料制备参数与微气泡产生之间存在何种关系的研究非常少见。此外，Okada等仅是研究了有机纤维对莫来石陶瓷孔结构的影响，并未对影响材料孔隙率和孔结构的机理进行深入讨论，且他们实验中采用的陶瓷膜仅为常规结构的圆柱型，在矿浆浓度较大的情况下容易造成堵塞和发泡不均。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种陶瓷气泡发生器及加工方法。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种陶瓷气泡发生器，主要包括陶瓷圆管、陶瓷圆板以及方形管，所述陶瓷圆管的管壁设有前端导气孔，陶瓷圆管的上下两端的管口处均盖有一块陶瓷圆板，两块所述陶瓷圆板设有若干位置与大小相对应的方形孔，所对应的方形孔之间均通过一个尺寸与方形孔相适应的方形管连通。

进一步的，所述方形孔的数量为四个。

进一步的，所述前端导气孔为一个。

一种上述陶瓷气泡发生器的加工方法，包括以下步骤：

步骤一、按照下述重量组份比称取：堇青石粉体82-90份、聚苯乙烯微球8-12份、甲基纤维素体1.5-2.5份和二氧化钛粉体1.5-2.5份，混合均匀，得混合物料；其中，所述堇青石粉体粒径为38-50μm、聚苯乙烯微球粒径为5和10μm、甲基纤维素体粒径5-10μm、二氧化钛粉体为粒径5-10μm；所述5μm与10μm的聚苯乙烯微球的重量比为1:0.25-4；