초음파 기술 소개

    과학자들은 초당 진동수를 소리의 주파수라고 부르며, 단위는 헤르츠(Hz)입니다. 우리가 인간의 귀로 들을 수 있는 음파의 주파수는 20~20,000Hz입니다. 따라서 우리는 20,000Hz 이상의 주파수를 가진 음파를 '초음파'라고 부릅니다. 초음파는 전자기파처럼 굴절, 집속, 반사하는 물질 매질 속의 탄성이 있는 기계적 파동(음파)이지만, 초음파는 전자기파와 다릅니다. 초음파가 전파될 때 탄성 매체에 의존하여 탄성 매체의 입자를 진동시키고 탄성 매체를 통해 초음파 전파 방향으로 에너지를 전달합니다. 특정 강도의 초음파가 매질을 통해 전파되면 매질의 물리화학적 특성 중 일부를 변경하는 일련의 열, 광학, 전기 및 화학적 효과가 생성됩니다.

초음파 강화 야금 공정의 원리

    우리 모두 알고 있듯이 야금 공정의 '3단계 및 1단계 역방향'은 공정 효율성, 속도 및 용량에 영향을 미치는 필수 요소이며 야금 화학 생산의 전체 공정을 요약합니다. 소위 '3개 통과'는 물질 전달, 운동량 전달 및 열 전달을 의미하고, '1개 안티'는 화학 반응 과정을 의미합니다. 야금공정을 개선하는 방법은 본질적으로 '3통과 1통'의 효율성과 속도를 높이는 것에서부터 시작되어야 한다.

    이러한 관점에서 볼 때, 초음파 기술은 질량, 운동량 및 열의 전달을 촉진하는 데 좋은 역할을 하며 이러한 촉진 효과는 주로 초음파 기술의 고유한 특성에 의해 결정됩니다. 요약하면 초음파 기술을 야금 공정에 적용하면 다음 세 가지 주요 효과가 발생합니다.

• 캐비테이션 효과

    캐비테이션 효과는 음압이 특정 값에 도달할 때 액상(용해물, 용액 등)에 존재하는 미세핵 캐비테이션 기포가 음파의 작용으로 진동할 때 발생하는 동적 성장 및 붕괴 과정을 말합니다. 액상에서 생성된 작은 기포는 관리자가 성장하여 터지고 소멸되는 과정을 거치게 되며, 기포기 주변의 작은 공간에 핫스팟이 나타나 고온, 고압 영역에 나타나 반응을 촉진하게 됩니다.

• 기계적 효과

    기계적 효과는 초음파가 매질을 통과하면서 생성되는 효과입니다. 초음파의 고주파 진동 및 방사압은 효과적인 교반 및 흐름을 형성하여 매체가 전파 공간에서 진동 상태를 가리키도록 하여 물질의 확산 및 용해 과정을 가속화할 수 있습니다. 캐비테이션 기포의 진동, 고체 표면에 생성된 강한 제트 및 국부적인 미세 플러싱과 결합된 기계적 효과는 액체의 표면 장력과 마찰을 크게 약화시키고 고체-액체 경계층을 파괴하여 일반적인 저주파 기계적 교반을 달성할 수 있습니다. 효과를 얻을 수 없습니다.

• 열 효과

    열 효과는 특정 온도에서 변화하는 동안 시스템에서 방출되거나 흡수되는 열의 양을 나타냅니다. 초음파가 매질을 통해 전파되면 그 에너지는 매질 입자에 의해 지속적으로 흡수되어 열에너지로 변환되고 반응 과정에서 열 전달을 촉진합니다.

    초음파 기술의 독특한 효과를 통해 야금 공정의 '3패스 1역'의 효율성과 속도를 효과적으로 향상시킬 수 있고 광물 활성을 향상시킬 수 있으며 원료의 양을 줄이고 반응 시간을 단축할 수 있어 에너지 절약 및 소비 감소 목적을 달성할 수 있습니다.

야금에 초음파 기술 적용

    현재 초음파의 적용은 매우 광범위합니다. 초음파 비파괴 검사; 초음파 액체 레벨 측정; 합금 또는 용강의 특성을 향상시키는 초음파 응고 미세 결정 기술; 초음파 침출. 특히, 초음파 침출은 야금 공정의 고효율, 에너지 절약 및 환경 보호를 달성하는 데 매우 중요합니다.

• 금광 처리를 위한 초음파 강화 기술

    연구에 따르면 금의 초음파 강화 침출을 사용하면 적절한 조건에서 더 나은 결과를 얻을 수 있으며 침출 속도를 몇 배로 크게 높일 수 있고 침출 시간은 몇 시간으로 단축되며 5시간 후 침출 속도는 82.7%에 도달하므로 생산 주기가 짧습니다. 미네랄 부동태화 커버층의 초음파 파괴는 고체-액체 계면의 흐름과 교환을 가속화하여 초음파 강화 침출 효과의 주요 메커니즘일 수 있는 화학적 및 전기화학적 반응을 가속화합니다. 상온 및 압력 하에서 금광석의 초음파 전처리는 고온 및 고압에서 오토클레이브 산 침출 및 오토클레이브 알칼리 침출의 전처리 및 금 추출 효과에 도달합니다. 하지만 비용이 저렴하고, 조작이 더 간단하며, 관리가 더 편리합니다. 공정이 짧고 구현이 쉬우며 금 침출 속도가 높습니다.

• 우라늄 함유 폐수 처리를 위한 초음파 강화 기술

    우라늄 함유 폐수에는 주로 광석 광산 폐수와 우라늄 광석 생산 및 처리 폐수가 포함됩니다. 중국의 한 원자력산업회사의 광미폐수에서 우라늄을 제거하는 관점에서 초음파 심층탈염을 통해 폐수 속 U(VI) 및 그 화합물을 제거하는 것은 새로운 방법이다. 결과에 따르면 기존 방식에 비해 우라늄 제거율이 99%에 달하는 것으로 나타났다. 위의 경우 반응시간은 20% 단축되고, 첨가물량은 75% 감소하며, 정적 처리가 필요하지 않고 공정 연속성이 좋다.

    이 공정에서는 우라늄 함유 폐수를 처리하기 위해 새로운 초음파 심층 탈염 기술을 활용합니다. 다른 전통적인 방법과 비교하여 우라늄 제거 효과는 현저합니다. 처리된 액체의 최소 우라늄 함량은 4.8μg/L로 표준 50μg/L보다 높습니다. 강력하고 안전하며 환경 친화적이며 업계에서 작동하기 쉽습니다.