磁化阻垢机理:多年来,各国的研究人员对磁化阻垢机理进行了大量的研究。磁化阻垢机理主要集中在磁场能改变垢晶体速度、晶粒大小及晶型等。
以克拉辛为代表的部分学者认为磁处理有助于均相成核,加快结晶速度,从而生成体积小、数量多的晶粒。将碳酸纳和氯化钙混合加热到30度形成过饱和溶液,通过显微镜观察,发现无磁场作用时,主要形成少量的5-10μm的球形或棱形晶体粒子;有磁场作用时,大部分晶体为1μm以下的粒子。一般情况下,水中的Ca2+、CO32-等均以水合离子的形式存在,当水合离子流过磁场时,会受到洛仑磁力的作用做螺旋圆周运动,且正、负离子旋转方向相反,这将破坏离子的物理水化层,在足够的磁场强度下,离子的化学水化层也将被破坏。这样,成垢离子就从水合状态中解脱出来,成为“裸露”离子。被解脱后,Ca2+和CO32-间发生直接碰撞而结合成CaCO3微晶体主要在水中形成,并且颗粒细小分散,易于被水流带走,从而大大减少了在管壁上结垢的机会。
磁场能影响CaCO3的晶型。CaCO3常见晶型为方解石和文石,方解石在室温和标准大气压下是热力学的稳定形式。高温下,文石通常是从溶液中析出的第一相,但文石不稳定且较疏松,会重结晶为方解石。而磁处理有促使方解石转变为文石的趋势,正是因为磁场能使已成为硬垢的方解石转变为松软的文石,软垢随排污排走,从而达到阻垢和除垢的目的。