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常见问题

超声波对浸出过程的影响

发布时间:2016-07-15 15:23:00

一、概述

        超声波清洗机作用于物质和不同的物理化学过程的有效性是由声振动本性所决定的,这种振动的传播是波动过程,其速度,更准确的说是被声波照射的介质波动状态的传播速度为:104~108Hz除了振动频率和振幅夕卜,其它声扬参数如介质质点的加速度、声振动强度、交变的声压等和由强烈声振动时所诱发的次级效应如声风、辐射压等,以及超声空化作用对所作用的物质和物理化学过程有着显著的影响Q〕。

二、超声波清洗机对浸出过程的影响

        在湿法冶金中浸出过程是一种液固反应a.有些浸出过程虽有气体参加,但实际上是气体先溶解于液体中(这一过程进行很快),然后是溶解在溶液中的气体与固体作用,实质上仍然是一个液一固反应。作为浸出的液固反应有三种情况:可溶于水,固相的外形尺寸随反应的进行而减小直至完全消失。此种反应被称为“未反应核减缩型”。

  例如反应:生成物为固态并附着在未反应核上,其通式可表示为A+B(q)―P例如白钨矿的酸法分解反应:以及固体反应物中只是某一组分被选择性的侵溶,例如钛铁矿的酸浸出反应:固态反应物分散嵌布于不反应的脉石基体中,如块矿的浸出。脉石基体一般说来都有孔穴和在浸出过程中施加超声影响的实践中,奥罗夫(Orlov)做了带超声波清洗机和不带超声波机械搅拌硫酸浸出氧化铜的对比研究,结果表明,达到相同的浸出率时,不用超声的浸出时间约为用超声的浸出时间的12倍。国内也有相关,试验参数见表2.试验是在一容积为100ml的圆柱形玻璃容器中进行的,搅拌叶轮半径为25mm,试验时,搅拌速度保持在200r/min不变。实验结果见、2和3.结果表明,在使用超声波时,相同的铜浸出率所用时间为未使用时所用时间的1/6(从120min减少到20min);表明,对浸出粒度为一75十53Mm的原料,使用超声波清洗机与机械搅拌相比,不仅铜的浸出率高,而且浸出时间短;可明显看氨浓度:2moVl固/液比:V100温度:290裂缝,在此情况下,由内外扩散导致的在矿块表面和内部的反应可能同时进行,如:化学反应动力学已经证明连续反应的表观速率决定于反应速率常数最小的那一步骤一最难进行的步骤,也是整个连续反应的决定速率步骤。

  上述超声波清洗机三种情况的总过程作为一连续反应,过程控制可能有下述几种情况:

1、决定速率步骤为外扩散,过程在外扩散区进行;

2、决定速率步骤为内扩散,过程在内扩散区进行;

3、决定速率步骤为化学反应,过程在动力学区进行;

       上述三个步骤阻力相近,任一步骤均为决定速率步骤,一个过程的决定速率步骤并非是固定不变的,在一定条件下可以转化,影响最明显的外因是温度和搅拌强度。在实际生产中的浸出过程,超声波清洗机因反应器尺寸、搅拌速度一定,为达到理想的浸出率,不可避免的要延长反应时间,对某些过程还要相应提高反应温度。

  表1氧化铜矿的化学成分及物相分析Tab.1Chemicalcompositionandphase序号粒度化学成分物相分析酸不溶物孔雀石水胆石赤铜矿黄铁矿黄铜矿厉矿石英Zn10K106为质量分数到,在超声作用下,氨的消耗明显降低。研究表明,与单纯的机械搅拌相比,加上超声波清洗机能将浸出时间减少至原来的1/6,同时减少了试剂的消耗。
  浸出粒度相同时,加超声将提高铜的浸出率。

  表2试验参数表序号时间min机械搅拌25120超声波20超声参数频率kHz在实际使用过程中,对于浸出过程中存在的处理量大、腐蚀性和高温等特点,对超声发生装置应用提出几点严格要求:

1、能够进行强的大体积照射;

2、能够均匀调节声振动的频率和强度,并能保其稳定;

       能在足够宽的温度范围内工作;有足够高的效率且耐腐蚀。从实际情况出发,要考虑超声波发生装置同现有浸出超声波清洗机设备结合进行使用,而解决现有浸出设备的生产能力、设备参数和声场参数的相互关系,会遇到各种不同的物理问题、物理化学问题和技术问题,如何更有效地利用现有设备,提高浸出率,从而增加经济效益,将有待于对这些问题的解决。

三、结论

       通过以上的试验研究,可以看出超声波清洗机使浸出过程受到明显的影响:反应时间明显缩短,浸出率提高及试剂消耗减少。针对浸出过程不同类型的决定速率步骤,可确定其与声场参数(振幅、波动速度幅度、加速度幅度等)之间的关系,从而能够更加有效的施加超声波对浸出过程的影响。

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