破碎和筛分系统的主要功能是严格控制粒度，这决定了最终固化基质的化学反应活性和物理强度。通过将磷酸二氢钾 (KH2PO4) 和沸石机械加工到特定的微米级范围，这些系统可确保在浆料中均匀分散，从而促进彻底的酸碱中和反应，并最大限度地提高基质固定有害离子的能力。
精确的粒度控制是将原材料制备与基质最终性能联系起来的关键变量。它平衡了化学反应的速度与结构密度和离子吸附的物理要求。
优化反应动力学
要获得稳定的磷酸镁钾基质，必须控制组分反应的速度。破碎和筛分是实现这种化学稳定性的机械手段。
调节酸碱反应
固化过程的核心是酸碱中和反应。
破碎系统将磷酸二氢钾 (KH2PO4) 加工到特定的目标范围0.15–0.25 毫米。
达到这个特定的粒度范围可确保磷酸盐与镁源充分反应。
确保均匀分散
如果颗粒不规则或结块，反应会变得局部化且不均匀。
筛分系统可确保只有目标范围内的颗粒进入混合物。
这种均匀性可优化固体颗粒在整个浆料中的分散，防止快速反应的“热点”或未反应材料的“死区”。
提高机械和功能性能
除了化学反应，添加剂的物理尺寸决定了固化形式的结构完整性和功能能力。
最大化沸石功能
沸石具有双重目的：它是物理填料，也是铯等离子的化学吸附剂。
将沸石加工到0.07–0.16 毫米的范围对于这些功能至关重要。
该粒度范围最大限度地提高了用于目标离子的化学吸附和物理截留的比表面积。
增强基质强度
最终产品的机械强度取决于颗粒的堆积程度。
经过适当筛分的颗粒能更有效地填充间隙空隙。
这导致最终结构更致密，具有更高的抗压强度和更好的封装性能。
理解权衡
虽然实现精确的粒度是有益的，但了解偏离这些标准的后果也很重要。
不一致粒度的风险
如果没有严格的筛分，粒度差异会显著增加。
过大、过粗的颗粒会减慢反应动力学，导致固化不完全和结构薄弱点。
相反，过多的细粉（粉尘）会导致反应过快发生，可能由于热应力导致基质开裂，或限制浆料的工作时间。
平衡工艺效率与精度
需要高效的破碎系统来维持产量，但必须与精确的筛分相结合。
仅关注体积而不验证比表面积可能导致动力学数据不稳定。
必须确保机械加工不会改变燃料或基质组分的基本反应特性。
为您的目标做出正确选择
在配置固化基质的制备方案时，请将粒度目标与您的具体性能目标对齐。
- 如果您的主要重点是结构完整性：优先严格筛分 KH2PO4 至 0.15–0.25 毫米，以确保完全且均匀的中和反应。
- 如果您的主要重点是离子固定（例如铯）：专注于将沸石加工到更精细的 0.07–0.16 毫米范围，以最大化吸附表面积，同时不影响混合物流动性。
最终，严格应用破碎和筛分是保证最终固化废物形式的可重复性和安全性的最有效方法。
总结表：
| 组件 | 目标粒度 | 在固化中的主要功能 |
|---|---|---|
| KH2PO4 | 0.15–0.25 毫米 | 调节酸碱反应并确保彻底中和。 |
| 沸石 | 0.07–0.16 毫米 | 最大化离子吸附（例如铯）和结构填充的表面积。 |
| 组合系统 | 均匀范围 | 防止局部热点，消除未反应区域，并增加抗压强度。 |
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参考文献
- Svetlana A. Kulikova, С. Е. Винокуров. Conditioning of Spent Electrolyte Surrogate LiCl-KCl-CsCl Using Magnesium Potassium Phosphate Compound. DOI: 10.3390/en13081963
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
