Увод у ултразвучну технологију

    Научници број вибрација у секунди називају фреквенцијом звука, а њена јединица је Херц (Хз). Фреквенција звучних таласа које можемо чути у људским ушима је 20 до 20.000 Хз. Због тога звучне таласе са фреквенцијама изнад 20.000 Хз називамо „ултразвуком“. Ултразвучни таласи су еластични механички таласи (звучни таласи) у медијуму материје који се, попут електромагнетних таласа, преламају, фокусирају и рефлектују, али се ултразвучни таласи разликују од електромагнетних таласа. Када се ултразвучни талас шири, он се ослања на еластични медијум који изазива осциловање честица у еластичном медијуму и пренос енергије у правцу простирања ултразвучног таласа кроз еластични медијум. Када се одређени интензитет ултразвука шири кроз медијум, он производи низ термичких, оптичких, електричних и хемијских ефеката који мењају неке од физичко-хемијских својстава медијума.

Принцип металуршког процеса ултразвучног ојачања

    Као што сви знамо, 'три пролаза и један реверс' у металуршком процесу је суштински фактор који утиче на ефикасност процеса, брзину и капацитет, а такође сумира цео процес металуршке хемијске производње. Такозвана „три пролаза“ се односи на пренос масе, пренос момента и пренос топлоте, а „један анти“ се односи на процес хемијске реакције. Како побољшати металуршки процес, у суштини, треба почети од тога како побољшати ефикасност и брзину 'три пролаза и једног реверса'.

    Из ове перспективе, ултразвучна технологија има добру улогу у промовисању преноса масе, момента и топлоте, а ови ефекти промоције су углавном одређени инхерентним карактеристикама ултразвучне технологије. Укратко, када се ултразвучна технологија примењује у металуршким процесима, јављају се следећа три главна ефекта:

• Ефекат кавитације

    Ефекат кавитације се односи на динамички процес раста и колапса који настаје када микро-нуклеарни кавитациони мехурићи присутни у течној фази (растоп, раствор итд.) вибрирају под дејством звучних таласа када звучни притисак достигне одређену вредност. Сићушни мехурићи који се генеришу у течној фази, менаџер расте, пуца и уништава процес, а вруће тачке се појављују у малом простору око машине за мехуриће, тако се појављују у зони високе температуре и високог притиска и подстичу реакцију.

• Механички ефекат

    Механички ефекат је ефекат који ултразвук производи док напредује кроз медијум. Високофреквентне вибрације и радијациони притисак ултразвучног таласа могу да формирају ефикасну агитацију и проток, тако да медијум показује у вибрационом стању у простору пропагације, чиме се убрзава процес дифузије и растварања супстанце. Механички ефекат у комбинацији са вибрацијом кавитационог мехурића, снажним млазом и локалним микро-испирањем насталим на чврстој површини може значајно ослабити површински напон и трење течности и уништити гранични слој сучеља чврста-течност, чиме се постиже уобичајено нискофреквентно механичко мешање. Не може се постићи ефекат.

• Топлотни ефекат

    Топлотни ефекат се односи на количину топлоте коју систем ослобађа или апсорбује током промене на одређеној температури. Када се ултразвучни таласи шире кроз медијум, њихова енергија се континуирано апсорбује од стране честица медија, која се претвара у топлотну енергију и промовише пренос топлоте током процеса реакције.

    Кроз јединствене ефекте ултразвучне технологије, ефикасност и брзина 'три пролаза и једног реверса' у металуршком процесу могу се ефикасно побољшати, минерална активност се може побољшати, количина сировина може се смањити, а време реакције може се скратити, чиме се постиже сврха уштеде енергије и смањења потрошње.

Примена ултразвучне технологије у металургији

    Тренутно је примена ултразвучних таласа веома широка: ултразвучно испитивање без разарања; ултразвучно мерење нивоа течности; ултразвучна технологија финог кристалног очвршћавања, побољшавајући својства легираног или растопљеног челика; ултразвучно лужење. Посебно је ултразвучно лужење од великог значаја за постизање високе ефикасности, уштеде енергије и заштите животне средине металуршких процеса.

• Ултразвучна побољшана технологија за обраду рудника злата

    Студија је показала да се употребом ултразвучног побољшаног лужења злата могу постићи бољи резултати, уз одговарајуће услове, може значајно повећати брзину лужења за неколико пута, време лужења се скраћује на неколико сати, а брзина лужења након 5 сати достиже 82,7%, тако да је циклус производње кратак. Ултразвучно уништавање покривног слоја минералне пасивизације убрзава проток и размену сучеља чврста-течност, чиме се убрзавају хемијске и електрохемијске реакције, што може бити главни механизам ефекта ултразвучног појачаног испирања. Под нормалном температуром и притиском, ултразвучна предтретман руде злата постиже ефекат предтретмана и екстракције злата аутоклавног киселог лужења и алкалног лужења у аутоклаву на високој температури и притиску. Али цена је ниска, операција је једноставнија, а управљање је погодније. Процес је кратак, лак за имплементацију, а брзина испирања злата је висока.

• Ултразвучна побољшана технологија за третман отпадних вода које садрже уранијум

    Отпадне воде које садрже уранијум углавном укључују отпадне воде из рудника руде и отпадне воде производње и прераде руде уранијума. С обзиром на уклањање уранијума из отпадних вода јаловине компаније нуклеарне индустрије у Кини, уклањање У(ВИ) и његових једињења у отпадним водама ултразвучном дубоком деминерализацијом је нова метода. Резултати показују да је стопа уклањања уранијума 99% у поређењу са конвенционалном методом. У наведеном случају, време реакције је скраћено за 20%, количина адитива је смањена за 75%, и није потребан статички третман, а континуитет процеса је добар.

    Процес користи нову ултразвучну технологију дубоке деминерализације за третман отпадних вода које садрже уранијум. У поређењу са другим традиционалним методама, ефекат уклањања уранијума је изузетан. Третирана течност има минимални садржај уранијума од 4,8 μг/Л, што је боље од стандардних 50 μг/Л. Снажан, сигуран и еколошки прихватљив, једноставан за употребу у индустрији.