Introdução à tecnologia ultrassônica

Os cientistas referem-se ao número de vibrações por segundo como a frequência do som, e sua unidade é Hertz (Hz). A frequência das ondas sonoras que podemos ouvir nos ouvidos humanos é de 20 a 20.000 Hz. Portanto, chamamos ondas sonoras com frequências acima de 20.000 Hz "ultrassônicos". As ondas ultrassônicas são ondas mecânicas elásticas (ondas sonoras) em uma matéria que, como ondas eletromagnéticas, refratam, focam e refletem, mas as ondas ultrassônicas são diferentes das ondas eletromagnéticas. Quando a onda ultrassônica está se propagando, ela depende do meio elástico para fazer as partículas no meio elástico oscilarem e transmitirem a energia na direção de propagação da onda ultrassônica através do meio elástico. Quando uma certa intensidade do ultrassom se propaga pelo meio, produz uma série de efeitos térmicos, ópticos, elétricos e químicos que alteram algumas das propriedades físico-químicas do meio.

Princípio do processo metalúrgico de reforço ultrassônico

Como todos sabemos, os "três passes e um reverso" no processo metalúrgico é o fator essencial que afeta a eficiência, velocidade e capacidade do processo e também resume todo o processo de produção de produtos químicos metalúrgicos. Os chamados "três passes" se referem à transferência de massa, momento e transferência de calor, e "um anti" se refere ao processo de reação química. Como melhorar o processo metalúrgico, em essência, deve começar como melhorar a eficiência e a velocidade de "três passes e um reverso".

Nesta perspectiva, a tecnologia ultrassônica tem um bom papel na promoção da transferência de massa, momento e calor, e esses efeitos de promoção são determinados principalmente pelas características inerentes à tecnologia ultrassônica. Em resumo, quando a tecnologia ultrassônica é aplicada em processos metalúrgicos, ocorrem os três principais efeitos a seguir:

• Efeito de cavitação

O efeito da cavitação refere-se ao processo dinâmico de crescimento e colapso que ocorre quando as bolhas de cavitação micrinuclear presentes na fase líquida (fusão, solução etc.) vibram sob a ação das ondas sonoras quando a pressão do som atinge um determinado valor. As pequenas bolhas geradas na fase líquida, o gerente cresce, rompe e aniquila o processo, e pontos quentes aparecem no pequeno espaço em torno da máquina de bolhas, aparecendo na zona de alta temperatura e alta pressão e promovendo a reação.

• Efeito mecânico

O efeito mecânico é o efeito que o ultrassom produz à medida que avança no meio. A vibração de alta frequência e a pressão de radiação da onda ultrassônica podem formar uma agitação e fluxo eficazes, de modo que o meio aponte para o estado de vibração no espaço de propagação, acelerando assim o processo de difusão e dissolução da substância. O efeito mecânico combinado com a vibração da bolha de cavitação, o jato forte e a micro lavagem local gerada na superfície sólida podem enfraquecer significativamente a tensão superficial e o atrito do líquido e destruir a camada limite da interface sólido-líquido, assim alcançar a agitação mecânica de baixa frequência comum. Não é possível alcançar o efeito.

• Efeito térmico

Efeito térmico refere-se à quantidade de calor liberado ou absorvido por um sistema durante uma mudança a uma determinada temperatura. Quando as ondas ultrassônicas se propagam através do meio, sua energia é absorvida continuamente pelas partículas do meio, que são convertidas em energia térmica e promovem a transferência de calor durante o processo de reação.

Através dos efeitos exclusivos da tecnologia ultrassônica, a eficiência e a velocidade de "três passagens e uma ré" no processo metalúrgico podem ser efetivamente melhoradas, a atividade mineral pode ser melhorada, a quantidade de matéria-prima pode ser reduzida e o tempo de reação pode ser reduzido, atingindo, assim, o objetivo de economia de energia e redução de consumo.

Aplicação da tecnologia ultrassônica em metalurgia

Atualmente, a aplicação de ondas ultrassônicas é muito extensa: testes não destrutivos ultrassônicos; medição ultrassônica de nível de líquido; tecnologia de cristal fino de solidificação ultrassônica, melhorando as propriedades da liga ou do aço fundido; lixiviação ultra-sônica. Em particular, a lixiviação ultrassônica é de grande importância para alcançar alta eficiência, economia de energia e proteção ambiental de processos metalúrgicos.

• Tecnologia aprimorada por ultrassom para processamento de minas de ouro

O estudo constatou que o uso de lixiviação por ultrassom aprimorada pode obter melhores resultados, com condições apropriadas, pode aumentar significativamente a velocidade de lixiviação por várias vezes, o tempo de lixiviação é reduzido para várias horas e a taxa de lixiviação após 5 horas atinge 82,7% , portanto, o ciclo de produção é curto. A destruição ultrassônica da camada de cobertura da passivação mineral acelera o fluxo e a troca da interface sólido-líquido, acelerando as reações químicas e eletroquímicas, que podem ser o principal mecanismo do efeito da lixiviação aprimorada por ultrassom. Sob temperatura e pressão normais, o pré-tratamento ultrassônico do minério de ouro atinge o efeito de pré-tratamento e extração de ouro da lixiviação ácida da autoclave e lixiviação alcalina da autoclave a alta temperatura e pressão. Mas o custo é baixo, a operação é mais simples e o gerenciamento é mais conveniente. O processo é curto, fácil de implementar e a taxa de lixiviação de ouro é alta.

• Tecnologia aprimorada por ultrassom para tratamento de águas residuais contendo urânio

As águas residuais contendo urânio incluem principalmente águas residuais de minas de mineração de minério e produção e processamento de águas residuais de minério de urânio. Em vista da remoção de urânio das águas residuais de rejeitos de uma empresa da indústria nuclear na China, a remoção de U (VI) e seus compostos nas águas residuais por desmineralização ultra-sônica é um novo método. Os resultados mostram que a taxa de remoção de urânio é de 99% em comparação com o método convencional. No caso acima, o tempo de reação é reduzido em 20%, a quantidade de aditivos é reduzida em 75% e não é necessário tratamento estático, e a continuidade do processo é boa.

O processo utiliza a nova tecnologia ultra-sônica de desmineralização profunda para tratar águas residuais contendo urânio. Comparado com outros métodos tradicionais, o efeito de remoção de urânio é notável. O líquido tratado possui um conteúdo mínimo de urânio de 4,8 μg / L, melhor do que o padrão de 50 μg / L. Forte, seguro e ecológico, fácil de operar na indústria.