模拟方法研究蜂窝板清洗工艺

许文强　赵刚　张志平

摘 要：对含有有用物料的蜂窝板的清洗难度较大，为保证物料取出，须严格控制清洗工艺，文章针对吸附有无色透明溶液的蜂窝板，采用硝酸钠溶解的模拟方法对清洗工艺进行了研究，证明了此模拟方法的优越性，使用新工艺对蜂窝板进行清洗，可以极大减少清洗液体积，降低后续处理难度，降低实验成本。

关键词：蜂窝板；硝酸钠；清洗工艺

引言

在日常工作中，经常用到蜂窝板进行实验，实验中蜂窝板会接触含有有用物料的溶液，蜂窝结构会将溶液吸附，很难排出，须用水经过多次清洗才能洗净。此过程会形成较大体积的清洗液，需要浓缩至一定体积方可保存，处理难度很大。清洗过的蜂窝板中残留物料量难以确定，蜂窝板不能重复使用，提高了实验成本。

含有有用物料的溶液为无色透明状，性质与水相似，用水清洗后清洗效果难以判断和测定，无法确定含物料溶液的残留量。文章采用模拟的方法有效解决了上述问题，对清洗液体积、清洗次数、排液效果等清洗工艺进行了研究。

1 实验原理与方法

含有溶液的蜂窝板，其清洗过程实质上是溶液的稀释与排出过程。由于固态硝酸钠极易溶于水，溶解度很高，溶解速度很快，只要与水接触便可迅速溶解，与溶液稀释的过程极为相似。因此，文章用溶解固态硝酸钠的方法模拟研究溶液稀释效果。

上述方法的操作过程如下：首先使用分析纯硝酸钠固体配制近似饱和的硝酸钠溶液，将干净的不锈钢蜂窝板称重后放入溶液中充分吸附，取出后蜂窝板的小孔会充满硝酸钠溶液，置于干燥箱内在100摄氏度条件下进行烘干，水完全蒸干后即可得到粘满硝酸钠固体的蜂窝板。

由于硝酸钠呈白色，使用此种方法制备的硝酸钠蜂窝板进行实验，清洗效果一目了然，没有明显白色固体残留时才能达到较好的清洗效果。使用此种方法可以通过称重法测定硝酸钠在蜂窝板上的残留量，操作简单数据准确。

经过清洗的蜂窝板，其小孔内仍会充满溶液，不能有效排出，这是影响清洗效果和增加清洗液体积的另一原因。文章采用立式旋转的清洗方式，减小了单次清洗液的体积，通过高速旋转产生的巨大离心力可以使溶液从小孔内有效排出，减少清洗次数。

2 实验装置

文章采用滚筒洗衣机作为实验装置。由于原洗衣机内筒尺寸与蜂窝板尺寸不符，重新设计加工了内筒，新内筒安装后运动平稳，蜂窝板可均匀摆放并固定于内筒内。通过各程序的空运转，使用转速测速仪测定各程序转速，总结出各程序的运动方式，选择合适的程序进行实验。

通过空运转，当洗衣机内进水量低于某固定值时，无法正常运行各程序，内筒按固定转速低速往复运动，正好符合清洗时对于转速的低速要求。溶液排出效果实验使用洗衣机原有脱水程序，可以实现不同转速下的排液效果实验。

3 实验结果与分析

首先进行了溶液排出效果实验，充满水的蜂窝板经过洗衣机甩干后，通过称重法测定蜂窝板内液体的滞留率，每种转速进行实验5次取平均值，表1是不同转速下的滞留率均值。

由表1可以看出，旋转排液的效果非常好，转速增加，滞留率降低。当转速达到800rpm时，滞留率已经很小，通过两次清洗和排液后，蜂窝板内溶液滞留率将达到0.734%的平方，约为0.0054%，此时蜂窝板内有用物料的残留极小，蜂窝板可重复使用。形成的清洗液体积为单次清洗液体积的两倍，得到有效控制。

清洗效果实验采用硝酸钠蜂窝板模拟方法进行，变量为单次清洗液体积，即使用不同体积的水对硝酸钠蜂窝板进行清洗，每次实验15分钟，清洗后采用1200rpm的甩干转速进行排液，取出后观察清洗效果，烘干后称重计算滞留率。图1是实验前后的蜂窝板照片，左图是粘满白色硝酸钠固体的蜂窝板，右图是清洗后的蜂窝板。

实验后称重得出硝酸钠滞留率随清洗液体积的变化规律见图2。可以将硝酸钠蜂窝板洗净的最小单次清洗液体积为5升，使用4.5升或更小体积清洗时，无法将蜂窝板洗净，可以明显看到残留有白色固体，滞留率数值也较高。

4 结束语

文章利用硝酸钠溶解的模拟方法对清洗效果进行研究，验证了此方法的优越性，降低了清洗工作的操作量，准确的测定了滞留率数据。确定了新的清洗工艺，使用两次清洗，在保证清洗效果的前提下，极大的降低了清洗液体积和后续处理的难度，清洗后的蜂窝板可以重复使用，降低了实验成本。

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