مقدمة في تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية

يشير العلماء إلى عدد الاهتزازات في الثانية كتردد الصوت ، ووحدته هي Hertz (Hz). يتراوح تردد الموجات الصوتية التي يمكن أن نسمعها في آذان الإنسان ما بين 20 إلى 20000 هرتز. لذلك ، نطلق على الموجات الصوتية ذات الترددات فوق 20000 هرتز "الموجات فوق الصوتية". الموجات فوق الصوتية هي موجات ميكانيكية مرنة (موجات صوتية) في وسط مسألة ، مثل الموجات الكهرومغناطيسية ، تنكسر وتركز وتنعكس ، لكن الموجات فوق الصوتية تختلف عن الموجات الكهرومغناطيسية. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية ، تعتمد على الوسيط المرن لتسبب تذبذب الجزيئات في الوسط المرن ونقل الطاقة في اتجاه انتشار الموجة فوق الصوتية عبر الوسط المرن. عندما تنتشر شدة معينة من الموجات فوق الصوتية عبر الوسط ، فإنها تنتج سلسلة من التأثيرات الحرارية والضوئية والكهربائية والكيميائية التي تغير بعض الخواص الفيزيائية والكيميائية للوسيط.

مبدأ الموجات فوق الصوتية تعزيز عملية المعدنية

كما نعلم جميعًا ، فإن "الممر الثلاثة وعكس واحد" في العملية المعدنية هو العامل الأساسي الذي يؤثر على كفاءة العملية وسرعتها وقدرتها ، كما يلخص العملية الكاملة لإنتاج المواد الكيميائية المعدنية. يشير ما يسمى بـ "الممرات الثلاثة" إلى النقل الجماعي ونقل الزخم ونقل الحرارة ، ويشير مصطلح "مضاد واحد" إلى عملية التفاعل الكيميائي. يجب أن تبدأ كيفية تحسين العملية المعدنية ، في جوهرها ، من كيفية تحسين كفاءة وسرعة "ثلاثة ممر وعكس واحد".

من هذا المنظور ، تلعب تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية دورًا جيدًا في تعزيز نقل الكتلة والزخم والحرارة ، ويتم تحديد تأثيرات الترويج هذه بشكل أساسي من خلال الخصائص المتأصلة في تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية. باختصار ، عند تطبيق تقنية الموجات فوق الصوتية في العمليات المعدنية ، تحدث الآثار الرئيسية الثلاثة التالية:

• تأثير التجويف

يشير تأثير التجويف إلى العملية الديناميكية للنمو والانهيار التي تحدث عندما تظهر فقاعات التجويف النووي الصغير في الطور السائل (الذوبان ، المحلول ، وما إلى ذلك) تحت الاهتزازات تحت تأثير الموجات الصوتية عندما يصل ضغط الصوت إلى قيمة معينة. الفقاعات الصغيرة المتولدة في المرحلة السائلة ، يكبر المدير ، ويمزق ، ويقضي على العملية ، وتظهر البقع الساخنة في الفضاء الصغير حول آلة الفقاعة ، وبالتالي تظهر في درجة الحرارة المرتفعة ومنطقة الضغط العالي ، وتشجع التفاعل.

• التأثير الميكانيكي

التأثير الميكانيكي هو التأثير الذي ينتجه الموجات فوق الصوتية أثناء تقدمه عبر المتوسط. يمكن أن يشكل الإهتزاز والضغط الإشعاعي العالي الموجة للموجة بالموجات فوق الصوتية تحريكًا وتدفقًا فعالين ، بحيث يشير الوسط إلى حالة الاهتزاز في مساحة الانتشار ، مما يؤدي إلى تسريع عملية نشر المادة وانحلالها. التأثير الميكانيكي مع اهتزاز فقاعة التجويف ، النفاثة القوية والتنظيف الجزئي المحلي الناتج على السطح الصلب يمكن أن يضعف التوتر السطحي والاحتكاك السائل بشكل كبير ، ويدمر الطبقة الحدودية للواجهة الصلبة والسائلة ، وبالتالي تحقيق الانفعال العادي التردد المنخفض الميكانيكية. لا يمكن تحقيق التأثير.

• التأثير الحراري

يشير التأثير الحراري إلى مقدار الحرارة المنبعثة أو الممتصة بواسطة نظام أثناء التغيير عند درجة حرارة معينة. عندما تنتشر الموجات فوق الصوتية عبر الوسط ، يتم امتصاص طاقتها باستمرار بواسطة الجزيئات المتوسطة ، التي يتم تحويلها إلى طاقة حرارية وتشجع على نقل الحرارة أثناء عملية التفاعل.

من خلال التأثيرات الفريدة للتكنولوجيا بالموجات فوق الصوتية ، يمكن تحسين كفاءة وسرعة "التمريرة الثلاثة وعكس اتجاه واحد" في العملية المعدنية ، ويمكن تحسين النشاط المعدني ، ويمكن تقليل كمية المواد الخام ، ويمكن لوقت رد الفعل يتم تقصير ، وبالتالي تحقيق الغرض من توفير الطاقة وخفض الاستهلاك.

تطبيق تكنولوجيا الموجات فوق الصوتية في المعادن

في الوقت الحاضر ، تطبيق الموجات فوق الصوتية واسع للغاية: اختبار الموجات فوق الصوتية غير المدمرة. قياس مستوى السائل بالموجات فوق الصوتية. تكنولوجيا الكريستال غرامة التصلب بالموجات فوق الصوتية ، وتحسين خصائص سبائك أو الصلب المنصهر ؛ الرشح بالموجات فوق الصوتية. على وجه الخصوص ، يعد الغسيل بالموجات فوق الصوتية ذا أهمية كبيرة لتحقيق الكفاءة العالية وتوفير الطاقة وحماية البيئة للعمليات المعدنية.

• تقنية معززة بالموجات فوق الصوتية لمعالجة مناجم الذهب

وجدت الدراسة أن استخدام الرشح المعزز بالموجات فوق الصوتية للذهب يمكن أن يحقق نتائج أفضل ، مع الظروف المناسبة ، يمكن أن يزيد بشكل كبير من سرعة الرشح بعدة مرات ، ويقصر وقت الرشح إلى عدة ساعات ، ويصل معدل الترشيح بعد 5 ساعات إلى 82.7٪ ، وبالتالي فإن دورة الإنتاج قصيرة. يعمل التدمير بالموجات فوق الصوتية لطبقة الغلاف من التخميل المعدني على تسريع تدفق وتبادل الواجهة الصلبة والسائلة ، وبالتالي تسريع التفاعلات الكيميائية والكهربائية ، والتي قد تكون الآلية الرئيسية لتأثير الرشح المعزز بالموجات فوق الصوتية. تحت درجة الحرارة والضغط العاديين ، تصل المعالجة المسبقة بالموجات فوق الصوتية لخام الذهب إلى المعالجة المسبقة وتأثير استخراج الذهب لترشيح حمض الأوتوكلاف وترشيح القلويات الأوتوكلية في درجات الحرارة والضغط المرتفعة. لكن التكلفة منخفضة ، العملية أبسط ، والإدارة أكثر ملاءمة. العملية قصيرة وسهلة التنفيذ ، ومعدل غسل الذهب مرتفع.

• تقنية معززة بالموجات فوق الصوتية لمعالجة مياه الصرف التي تحتوي على اليورانيوم

تشتمل مياه الصرف التي تحتوي على اليورانيوم بشكل رئيسي على مياه الصرف في منجم التعدين وإنتاج خام اليورانيوم ومعالجة مياه الصرف. في ضوء إزالة اليورانيوم من مخلفات مياه الصرف الصحي لشركة صناعة نووية في الصين ، فإن إزالة U (VI) ومركباتها في مياه الصرف الصحي عن طريق إزالة المعادن العميقة بالموجات فوق الصوتية هي طريقة جديدة. أظهرت النتائج أن معدل إزالة اليورانيوم هو 99 ٪ مقارنة مع الطريقة التقليدية. في الحالة المذكورة أعلاه ، يتم تقليل وقت التفاعل بنسبة 20 ٪ ، ويتم تقليل كمية المواد المضافة بنسبة 75 ٪ ، وليس هناك حاجة إلى علاج ثابت ، واستمرارية العملية جيدة.

تستخدم هذه العملية تكنولوجيا إزالة المعادن العميقة بالموجات فوق الصوتية الجديدة لمعالجة مياه الصرف الصحي المحتوية على اليورانيوم. بالمقارنة مع الطرق التقليدية الأخرى ، فإن تأثير إزالة اليورانيوم رائع. يحتوي السائل المعالج على الحد الأدنى من محتوى اليورانيوم 4.8 ميكروغرام / لتر ، وهو أفضل من مستوى 50 ميكروغرام / لتر. قوية وآمنة وصديقة للبيئة ، وسهل التشغيل في الصناعة.