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¿Cómo se aplica la tecnología ultrasónica en los procesos metalúrgicos?

Número Navegar:29     Autor:Editor del Sitio     publicar Tiempo: 2019-08-29      Origen:motorizado

Introducción a la tecnología ultrasónica.

Los científicos se refieren al número de vibraciones por segundo como la frecuencia del sonido, y su unidad es Hertz (Hz). La frecuencia de las ondas sonoras que podemos escuchar en los oídos humanos es de 20 a 20,000 Hz. Por lo tanto, llamamos ondas de sonido con frecuencias superiores a 20,000 Hz "ultrasonidos". Las ondas ultrasónicas son ondas mecánicas elásticas (ondas de sonido) en un medio de materia que, como las ondas electromagnéticas, refractan, enfocan y reflejan, pero las ondas ultrasónicas son diferentes de las ondas electromagnéticas. Cuando la onda ultrasónica se propaga, se basa en el medio elástico para hacer que las partículas en el medio elástico oscilen y transmitan la energía en la dirección de propagación de la onda ultrasónica a través del medio elástico. Cuando una cierta intensidad del ultrasonido se propaga a través del medio, produce una serie de efectos térmicos, ópticos, eléctricos y químicos que alteran algunas de las propiedades fisicoquímicas del medio.


Principio del proceso metalúrgico de fortalecimiento ultrasónico

Como todos sabemos, el "proceso de tres pasos y uno inverso" en el proceso metalúrgico es el factor esencial que afecta la eficiencia, velocidad y capacidad del proceso, y también resume todo el proceso de producción química metalúrgica. Los llamados "tres pases" se refieren a la transferencia de masa, la transferencia de impulso y la transferencia de calor, y "uno anti" se refiere al proceso de reacción química. La forma de mejorar el proceso metalúrgico, en esencia, debe comenzar por cómo mejorar la eficiencia y la velocidad de "tres pasadas y una inversa".


Desde esta perspectiva, la tecnología ultrasónica tiene un buen papel en la promoción de la transferencia de masa, momento y calor, y estos efectos de promoción están determinados principalmente por las características inherentes de la tecnología ultrasónica. En resumen, cuando la tecnología ultrasónica se aplica en procesos metalúrgicos, se producen los siguientes tres efectos principales:


  • Efecto de cavitación

El efecto de cavitación se refiere al proceso dinámico de crecimiento y colapso que ocurre cuando las burbujas de cavitación micro-nuclear presentes en la fase líquida (fusión, solución, etc.) vibran bajo la acción de las ondas de sonido cuando la presión del sonido alcanza un cierto valor. Las pequeñas burbujas generadas en la fase líquida, el administrador crece, se rompe y aniquila el proceso, y aparecen puntos calientes en el pequeño espacio alrededor de la máquina de burbujas, apareciendo así en la zona de alta temperatura y alta presión, y promoviendo la reacción.

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  • Efecto mecánico

El efecto mecánico es el efecto que produce el ultrasonido a medida que avanza por el medio. La vibración de alta frecuencia y la presión de radiación de la onda ultrasónica pueden formar una agitación y flujo efectivos, de modo que el medio apunte al estado de vibración en el espacio de propagación, acelerando así el proceso de difusión y disolución de la sustancia. El efecto mecánico combinado con la vibración de la burbuja de cavitación, el fuerte chorro y el micro-lavado local generado en la superficie sólida pueden debilitar significativamente la tensión superficial y la fricción del líquido, y destruir la capa límite de la interfaz sólido-líquido, por lo tanto logrando la agitación mecánica de baja frecuencia ordinaria. No se puede lograr el efecto.

  • Efecto térmico

El efecto térmico se refiere a la cantidad de calor liberado o absorbido por un sistema durante un cambio a una temperatura determinada. Cuando las ondas ultrasónicas se propagan a través del medio, su energía es absorbida continuamente por las partículas del medio, que se convierte en energía térmica y promueve la transferencia de calor durante el proceso de reacción.


A través de los efectos únicos de la tecnología ultrasónica, la eficiencia y la velocidad de "tres pasadas y una inversa" en el proceso metalúrgico pueden mejorarse efectivamente, la actividad mineral puede mejorarse, la cantidad de materias primas puede reducirse y el tiempo de reacción puede ser acortado, logrando así el propósito de ahorro de energía y reducción de consumo.


Aplicación de tecnología ultrasónica en metalurgia.

En la actualidad, la aplicación de ondas ultrasónicas es muy extensa: pruebas ultrasónicas no destructivas; medición ultrasónica de nivel de líquido; tecnología de cristal fino de solidificación ultrasónica, que mejora las propiedades de la aleación o el acero fundido; lixiviación ultrasónica. En particular, la lixiviación ultrasónica es de gran importancia para lograr una alta eficiencia, ahorro de energía y protección ambiental de procesos metalúrgicos.


  • Tecnología ultrasónica mejorada para procesar minas de oro

El estudio encontró que el uso de lixiviación ultrasónica mejorada de oro puede lograr mejores resultados, con condiciones apropiadas, puede aumentar significativamente la velocidad de lixiviación varias veces, el tiempo de lixiviación se acorta a varias horas y la tasa de lixiviación después de 5 horas alcanza el 82.7% , entonces el ciclo de producción es corto. La destrucción ultrasónica de la capa de cobertura de la pasivación mineral acelera el flujo y el intercambio de la interfaz sólido-líquido, acelerando así las reacciones químicas y electroquímicas, que pueden ser el mecanismo principal del efecto de la lixiviación ultrasónica mejorada. Bajo temperatura y presión normales, el pretratamiento ultrasónico del mineral de oro alcanza el efecto de pretratamiento y extracción de oro de la lixiviación ácida en autoclave y la lixiviación alcalina en autoclave a alta temperatura y presión. Pero el costo es bajo, la operación es más simple y la administración es más conveniente. El proceso es corto, fácil de implementar y la tasa de lixiviación de oro es alta.

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  • Tecnología ultrasónica mejorada para el tratamiento de aguas residuales que contienen uranio

Las aguas residuales que contienen uranio incluyen principalmente las aguas residuales de minas de extracción de minerales y la producción y procesamiento de aguas residuales de mineral de uranio. En vista de la eliminación de uranio de las aguas residuales de relaves de una empresa de la industria nuclear en China, la eliminación de U (VI) y sus compuestos en las aguas residuales por desmineralización profunda ultrasónica es un nuevo método. Los resultados muestran que la tasa de eliminación de uranio es del 99% en comparación con el método convencional. En el caso anterior, el tiempo de reacción se acorta en un 20%, la cantidad de aditivos se reduce en un 75%, y no se requiere tratamiento estático, y la continuidad del proceso es buena.

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El proceso utiliza la nueva tecnología ultrasónica de desmineralización profunda para tratar las aguas residuales que contienen uranio. En comparación con otros métodos tradicionales, el efecto de eliminación de uranio es notable. El líquido tratado tiene un contenido mínimo de uranio de 4.8 μg / L, que es mejor que el estándar de 50 μg / L. Fuerte, seguro y ecológico, fácil de operar en la industria.

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