磁场对CaCO-3结晶过程的影响

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1、Vol.26No.2华东理工大学学报2000204JournalofEastChinaUniversityofScienceandTechnology177文章编号:100623080(2000)0220177203磁场对CaCO3结晶过程的影响3罗漫,陆柱(华东理工大学资源与环境工程学院,上海200237)摘要:研究了磁化对CaCO3结晶过程的影响。发现磁处理抑制了晶体的成核过程但加速了晶体的生长,生成晶粒数量少,体积大。磁场对CaCO3结晶过程的影响主要是通过成垢阴离子起作用。磁记忆效应至少可持续72h。关键词:磁场;CaCO3;结晶

2、;晶体成核;晶体生长中图分类号:TQ085.4文献标识码:A在工业循环冷却水运行过程中,碳酸钙的沉积2结果与讨论是非常普遍的。据报道,1.5mm的碳酸钙将增加10%～20%的能耗,12mm的垢将增加70%左右的2.1磁化对结晶过程的影响能耗,25mm的碳酸钙垢则可使设备效率下降由图1可见,未处理过的Na2CO3溶液在加入[1]95%。这不仅造成操作费用上升,严重时还会导致CaCl2后电导率会立刻下降,并且下降速度快,累积管道过热而破裂,发生生产事故,造成人身伤害。下降量大。而经磁处理后的Na2CO3溶液在初期磁场对碳酸钙结晶的影响,目前还

3、没有一致的8min左右稳定不变,随后开始缓慢下降,累积下降结论。一些研究者认为磁处理有助于均相成核,加快量小。电导率的下降可反映出CaCO3晶体生成速度结晶速度,生成晶粒体积小,数量多。前苏联以克拉的快慢。由此可知,磁处理抑制了CaCO3的生成。[2]辛为代表的学者基本上持这种观点。以Donaldson[3～4]和Higashitani为代表的研究者则认为磁处理抑制了晶粒的成核过程,生成的晶粒体积大,数量少。[5]还有一些研究者,如Hasson和Byamson,声称磁处理对碳酸钙成核和生长过程均无影响,磁处理没有效果。可以看出,有关这方面

4、的研究报道是很矛盾的,而且大多是一些定性的结论没有涉及定量研究。为此,我们进行了以下工作,探讨磁处理对CaCO3结晶过程的影响。1实验方法图1电导率随时间的变化Fig.1Conductivitychange用去离子水配置一定浓度的Na2CO3溶液(或在同类实验中,存在着磁处理时间愈长,稳定期CaCl2溶液),用转子流量计调节流量,经泵循环,进增长,电导率下降速度更慢的趋势。如图2所示。入磁水器。经磁处理一定时间后,加入CaCl2溶液2.2流速对CaCO3结晶过程的影响(或Na2CO3溶液)。用电导率仪每隔一定时间记录在相同实验条件下改变流

5、速,测电导率的变化。读数,通过绘制结晶动力学曲线,判断水处理效果。由图3可见,流速对CaCO3结晶过程存在极值效试剂采用分析纯。应。为更清楚地说明这一点,求出不同流速电导率随时间变化的回归直线(其最大下降量统一在40-1收稿日期:1999204212Ls·cm)。作者简介:罗漫(1969～),女,四川人,博士研究生,研究方向为水k=a-bt处理技术。式中:b为电导率下降速度的绝对值,k与t分178华东理工大学学报第26卷图2不同磁处理时间电导率随时间的变化图4流速对电导率下降速度的影响Fig.2Effectofdifferentmagne

6、tictreatmentFig.4Effectofflowvelocityontimeonconductivityconcluctinitychange别代表电导率和时间。其有关结果如表1所示。电液在磁场中的停留时间。作者认为M的最佳值应在导率下降速度b同流速的关系曲线见图4。300～400T·m(特斯拉·米)之间。有作者提出不同意见。Tombacz等通过实验认为只要2T·m(特[6]斯拉·米)的磁量就可强化磁铁矿的絮凝过程。2.3不同溶液磁处理对结晶过程的影响由图5可知,当CaCl2溶液经磁处理而Na2CO3溶液未受磁作用时,虽然电导率

7、的下降速度慢于未受磁处理作用的溶液,但远比相同条件下Na2CO3溶液受磁处理的下降速度快。因此我们认为磁场对CaCO3结晶过程的影响主要是通过Na2CO3溶液即2-成垢阴离子CO3来起作用的。图3不同流速下电导率随时间的变化Fig.3Effectofdifferentflowvelocityonconductivitychange表1统计数据Table1StatisticaldataVöm·s-1bö(Ls·cm-1·min-1)RSD0.11.120.99930.70.20.980.99751.30.30.860.99451.90.51

8、.330.99970.40.71.600.99900.8图5不同溶液磁处理电导率的变化V-Flowvelocity;b-Velocityofconductivitychange;Fig.5Ef