вход Вход Регистрация



К группы тугоплавких редчайших металлов входят восемь элементов VI, V и IV групп периодической системы: вольфрам, молибден, ванадий, ниобий, тантал, титан, цирконий, гафний. В этом разделе рассмотренная первичная обработка отходов вольфрама, молибдена и ниобия, то есть металлов, которые наиболее широко применяются из этой группы. Первичная обработка отходов титана и его сплавов освещена в книге „Первичная переработка отходов легких цветных металлов (алюминия, магния, титана)”, исходные дани которой указанные в предисловии.

 

2.1 Вольфрам

 

Применение. Вольфрам широко применяют в современной технике как в виде чистого металла, так и в виде сплавов, самыми важными с которых есть твердые сплавы на основе карбида вольфрама, износоустойчивые, коррозиестойкие и жаропрочные сплавы на основе вольфрама, легированные вольфрамосодержащие постоянные.

Больше 40 % вырабатываемого вольфрама тратится на изготовление твердых сплавов, которые представляют собой композиционный материал на основе карбида вольфрама, который имеет высокую твердость и износоустойчивость, с кобальтовой связкой. Марки вольфрамовых твердых сплавов обозначаются буквами ВК с цифрой, указывающей на содержимое в сплаве кобальта. Так, твердый сплав ВК8 имеет следующий химический состав: 92% WC и 8 % Co. Некоторые марки твердых сплавов содержат, кроме WC, карбидов титана, молибдена, тантала и ниобия. Кроме испеченных твердых сплавов, которые изготовляются методом порошковой металлургии, иногда (когда не нужна высокая прочность, а лишь сопротивление стиранию и твердость) применяют литые карбиды вольфрама.

Из твердых сплавов изготовляют рабочие части режущих инструментов (резцов, фрез, сверло), фельеры для волочения провода, штампы, прокатные валяния, которые сохраняют высокую износоустойчивость и твердость к температуры 1000…1100 ос. Шарошковые долота с твердосплавными вставками применяются как буровой инструмент для горнорудных, нефть- и газодобывающих работ.

В последние десятилетия промышленно развитые страны (США, Япония, Швеция и др.) практически полностью перешли на использование т.з. непереточенных пластин, которые имеют тот же состав, который и твердые сплавы ( добавки Tac увеличивают прочность и пластичность твердых сплавов, которая приближает их за свойствами к быстрорежущим сталям). При изготовлении многогранных непереточенных пластин используется алмазное затачивание режущих граней и в процессе эксплуатации режущие грани не перезатачиваются, а при затуплении одной грани инструмент возвращают вокруг центральной оси на определенное количество градусов ( в зависимости от числа граней) и обработка материала проводится следующей гранью.

Металлический вольфрам. Вольфрам в виде прутков, провода, письма и разных кованных деталей применяют в радиоэлектронике и рентгенотехнике. Вольфрам - лучший материал для изготовления нитей и спиралей в лампах разжаривания. Высокая рабочая температура (2200…2500 ос) обеспечивает высокую светоотдачу, а малая скорость выпарывания - продолжительный срок службы нитей. Из вольфрамового провода изготовляют катоды прямого напряжения и сетки электронных генераторных ламп, катоды высоковольтных выпрямителей, подогревателе катодов косвенного напряжения электронных приборов.

Вольфрамовый провод и прутки используют как нагреватели (что работают в атмосфере водорода, инертного газа или в вакууме) в высокотемпературных электрических печах. Вольфрамовый провод в паре с молибденовым применяют для изготовления термопар, которые работают в интервале 1200…2000 ос.

Жаропрочные, износоустойчивые и коррозиестойкие сплавы. К распространенным и уже давно используемым жаропрочным и износоустойчивым относятся сплавы вольфрама с кобальтом и хромом, т.з. „стелиты” (13…15% W, 23…35 % Cr, 45…65 % Co, 0,5…2,7 % C). Их применяют для покрытий (путем наплавки) клапанов авиадвигателей, лопат турбин, экскаваторного оборудования, лемехов плугов и др.

Сплавы вольфрама с молибденом ( в разном соотношении), а также его сплавы с другими тугоплавкими металлами (ниобием, танталом, рением) используют как жаропрочные материалы в авиации и ракетной технике, где нужна высокая жаропрочность деталей машин, двигателей и приборов.

Контактные и „трудные” сплавы. Сплавы вольфрама с медью (10…40 % Cu) и серебром ( 20…40 % Ag), изготовленные методом порошковой металлургии, объединяют в себе высокую електро- и теплопроводность меди и серебра с износоустойчивостью вольфрама. Вследствие этого их используют как контактного материала для рабочих частей рубильников, выключателей, электродов для точечного сварки и др.

К группы „трудных” относятся сплавы высокой плотности (сплав ВНМ: 90…95 % W, 1…5 % Ni и 1…4 % Cu), а также сплавы, в которых медь замененная железом или бором ( сплавы ВНЗ и ВНБ). Эти сплавы применяют для изготовления роторов гироскопов, противовесов к рулю управления самолетов и ракет, радиационных экранов и контейнеров для хранения радиоактивных веществ.

Постоянные. До 50 % вырабатываемого вольфрама используют в черной металлургии для производства легированных сталей.

Вольфраму стали применяют главным образом как инструментальные. С них самые важные - быстрорежущие стали, в составе которых %: 8…20 W, 2…7 Cr, до 2,5 V, 1…5 Co, 0,5…1 C ( стали Р9 и Р18). Из быстрорежущих сталей изготовляют металорежущий инструмент (резце, фрезы, пыли, сверла), фельеры, штампы, которые работают в условиях ударных нагрузок. Применяют и другие инструментальные вольфрамовые и хромовольфрамовые стали с содержимым 1…6 % вольфрама, 0,4…2 % хрома. Кроме того, вольфрам (в количестве 5…9%) входит в состав магнитных сталей. Вольфрам вводят в сталь при пловцы в форме ферровольфрама.

Химические соединения вольфрама. Вольфрамовая кислота применяется при изготовлении вольфрам-никелевых катализаторов, которые используются в органическом синтезе, в частности при получении синтетического бензина. Вольфрамат натрия применяют в производстве лаков и пигментов, а также в текстильной промышленности.

Дисульфиды и диселенды вольфрама применяют как смазывающий материал для деталей трения в разных механизмах. Эти смазочные масла превосходят графит и могут быть использованы в интервале температур от -45 к +7000С.

 

Характеристика вольфрамосодержащих отходов. Согласно основным областям применения вольфрама главными источниками вторичной вольфрамосодержащим сырье есть производство и применения твердых сплавов, металлического вольфрама, сплавов на его основе и быстрорежущих сталей.

Отходы твердых сплавов разделяют на куску, пылевидные, порошковидные и лом твердосплавных шарошковых долот. К кусковым отходам относятся:

непригодные к использованию части твердосплавных пластин, отделенные от напаеного инструмента всех видов;

волоки, матрицы, многогранные непереточенные пластины, полностью твердосплавные инструмент (сверла, фрезы, развертки и др.) и другие изделия из твердых сплавов, которые вследствие изнашивания не могут быть использованы за прямым назначением;

куски пластинок, волок, матриц и других изделий, которые образовываются в результате поломок;

бракованные пластины, волоки, матрицы и другие изделия, которые выходят в процессе изготовления твердосплавных заготовок и инструмента.

Больше половины вольфрама и кобальта, используемых на производство твердосплавного инструмента, идет в пылевидные отходы, которые образовываются при затачивании инструмента на абразивных кругах с „зеленого” карборунда на керамической связке. Усредненный химический состав пылевидных отходов твердых сплавов следующий %: 3…8 WC; 0,3…0,5 З; 20…40 Fe; 0,5…1,5 Cu; 40…50 Sic; 0,5 Tic. (Sic - это материал абразивного кола, железо попадается у пыль твердых сплавов при совместном затачивании резцов из инструментальной и быстрорежущей стали). Согласно классификации за ДОСТ 1639-93, пылевидные отходы твердых сплавов принадлежат к группы II класса Г.

Пылевидные отходы есть тонкодисперсным смешанным материалом с крупностью частичек 100 меш. Выделить из него самую мелкую фракцию, обогащенную вольфрамом, очень тяжело: обогащение путем рассевания дорого и малопродуктивно, а гравитационное разделение непригодное из-за того, что мелкие частички твердого сплава и крупнее, но более легкие частички карборунда мало заметные по массе.

К пылевидным отходам принадлежат также просушенный шлам от доводочных станков и от алмазного и електроалмазного затачивание инструмента.

Порошковидные отходы твердых сплавов есть отходами твердосплавных смесей и пластификованных заготовок.

Шарошковые долота состоят из сварного или цельнолитого корпуса диаметром от 76 до 490 мм, изготовленного с высококачественной хромоникелевой или никельмолибденовой термически укрепленной стали, и штырей, изготовленных из литого карбида вольфрама или металлокерамического твердого сплава типа ВК (Wc-co).

Как правило, шарошковые долота выходят из строя до того, как износятся или будут разрушаться твердосплавные штыри. Но если долото выходит из строя вследствие полного износа, то в этом случае больше 50 % твердого сплава остается в теле шарошки в виде запрессованных штырей.

К лому твердосплавных шарошковых долот принадлежат отработанные штыреве и полустержневые долота с запрессованными твердосплавными штырями при любой степени изнашивания.

Отходы металлического вольфрама и его сплавов представлены порошками, обрубаниями непроваренных концов штабиков, кусками прутков, недостатком испеченных заготовок и электродов, обрезки проката, обрывами и недостатком провода и спиралей, стружкой из операций механической обработки заготовок, шламами из операции шлифования и др. По химическому составу отходы прутков и провода есть: сплав 50 % вольфрама и 50 % молибдена; сплавы, которые содержат до 20 % рения; торированный вольфрам, который содержит 1,7 % оксида тория.

При производстве разного инструмента с быстрорежущей вольфрамосодержащим постоянные от 20 до 40 % начальной заготовки переходит в отходы в виде стружки и окалины.

 

Классификация вольфрамосодержащие отходов. Вольфрамосодержащие отходы классифицированы ГОСТ 1639-93 „Лом и отходы цветных металлов и сплавов” (табл. 1) за физическим по состоянию на 4 класса (А,Б,В,Г), за химическим составом - на 5 групп и за показателями качества - на сорта.

В группу I класса А входят лом и кусковые отходы вольфрама, не засоренные другими металлами и сплавами, неокисленный, в частности: труби, стрежне, прутки, пластины, недостаток штабиков, обрез ленты, фольги, вырубки горячего штампования (сорт 1). Сорт 2 - те же отходы, но окисленные.

В группу II класса А входят лом и кусковые отходы сплавов на основе вольфрама, не засоренный другими металлами и сплавами (сорт 1), лом и кусковые отходы W-Co твердых сплавов, не засоренные другими цветными металлами и сплавами, допускается наличие припоя (сорт 2), лом и кусковые отходы Ti-W-Co сплавов с припоем (сорт 3), лом и кусковые отходы Ti-Ta-W- Co сплавов с припоем (сорт 4), отходы, что не отвечают требованиям 2,3 и 4-го сортов (сорт 5), и отходы, которые не отвечают требованиям 2,3,4 и 5-го сортов (сорт 5а).

В группу III класса А входят лом и кусковые отходы Ta-W-Co сплавов, не засоренные другими металлами и сплавами и что содержат тантала не меньше %: 10 (сорт 2) и 7 (сорт 3).

Таблица 1 - Классификация лома и отходов вольфрама, вольфрамосодержащих химических соединений, сплавов вольфрама

 

Класс Наименование класса Группа Наименование группы Сорт Содержимое вольфрама или сплава %, не меньше

 

 

А Лом и кусковые отходы І Вольфрам металлический 1 99
2 90
II Сплавы на основе вольфрама 1 98
2 97
3 97
4 97
5 67
50
III Ta-W-Co сплавы 2 90
3 63
IV Лом шарошковых долот 2 -
3 -
4 -
-
Б Стружка, путаный провод, мелкий лом вольфрама и сплавов на основе вольфрама I Вольфрам металлический 1 90
2 85
II Сплавы на основе вольфрама 1 90
2 85
В Порошкообразные отходы вольфрама и сплавов на основе вольфрама I Вольфрам металлический 1 95
2 65
3 50
II Сплавы на основе вольфрама 1 95
2 65
3 50
V Вольфрамосодержащие химические соединения 1 75
2 65
Г Другие отходы вольфрама и сплавов на основе вольфрама I Отходы и обработанный лом 2 20
II Пылевидные отходы вольфрама от затачивания твердосплавного инструмента 2 15
3 5
4 3
5 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Группу IV класса А составляют отделенный от корпуса лом шарошковых штыревых и полуштыревых долот без инородый тел (сорт 2), а также необработанный, без инородый тел лом тришарошковых штыревых долот (сорт 3), тришарошковых полуштыревых долот (сорт 4) и одношарошковых долот (сорт 4а).

В классе Б требования к сортам 1 и 2 одинаковые в группах I и II: Содержимое вольфрама не меньше 90 % (сорт 1), содержимое вольфрама не меньше 85 %, а засоренность углеродной сталью не больше 15 % (сорт 2).

В классе В требования к сортам 1,2 и 3 одинаковые в группах I и II: сорта 1 и 2 - порошок, сметки, высев, паста, не засоренные другими металлами и сплавами, с разным содержимым вольфрама; сорт 3 - порошковидные отходы от пластификованных заготовок при производстве твердых сплавов.

В классе Г две группы: группа I - отходы и обработанный лом (только сорт 2), группа II - пылевидные отходы от затачивания твердосплавного инструмента. Отходы группы II разделены на четыре сорта: сорт 2 - пылевидные отходы от алмазного затачивания инструмента, оснащенного твердыми сплавами; сорт 3 - пылевидные отходы от затачивания инструмента, оснащенного твердыми сплавами; сорт 4 - пылевидные отходы твердых сплавов от затачивания режущих инструментов; сорт 5 - окалина и пылевидные отходы быстрорежущей стали. В отходах всех четверых сортов не допускается механическая засоренность кусками других металлов и неметаллическими предметами.

 

Собирание, хранение и сдача лома и отходов вольфрама, молибдена и твердых сплавов. Все виды лома и отходов металлического вольфрама, молибдена и их сплавов, химические соединения, которые содержат вольфрам и молибден, подлежат собиранию и сдаче. Собирание лома и отходов вольфрама и молибдена проводится предприятиями отдельно по металлам, категориям, группах и сортах. Смешивание лома и отходов вольфрама и молибдена, а также их категорий, групп и сортов не допускается. Перед отгрузкой потребителю лом и отходы проверяют на соответствие техническим условиям. При несоответствия лома и отходов хоть бы одному пункту технических условий вся партия бракуется и передается на сортировку или переводится в низший сорт.

Поставщики обязаны проводить первичную обработку отходов и лома с целью удаления с них стекла, керамики, слюды, металлических и неметаллических приделок, а также мусор. Хранение лома и отходов вольфрама и молибдена проводится в закрытом сухом помещении в ящиках или другой таре, которая исключает потери и смешивания металлов разных категорий, групп и сортов. Поставщики обязаны гарантировать химический состав партии согласно техническим условиям. Отходы и лом при снабжении потребителю должны сопровождаться паспортом, в котором указывается: наименование предприятия-отправителя; группа, сорт, масса брутто и нетто; содержимое основного металла ( в процентах); полный химический состав для сплавов ( согласно техническим условиям на эти сплавы); для металлического вольфрама - содержимое молибдена и для молибдена - содержимое вольфрама.

Все предприятия-потребители твердых сплавов обязаны организовать собирание кусковых, пылевидных и порошковидных отходов твердых сплавов, их хранение и сдача. Собирание отходов твердых сплавов должно проводиться согласно следующим требованиям:

куски пластин, волок, матриц и всех других изделий, полученные в результате поломок при работе, а также инструмент, полностью изношенный или такой, что потерял точные размеры, должны казаться в цеху инструментально-роздающие амбара, которые ведают хранением, выдачей и учетом инструмента на производственных участках данного предприятия;

инструментально-роздающие амбара обязаны сдавать весь не пригодный к дальнейшему использованию твердосплавный инструмент вместе с собранными обломками твердых сплавов в соответствующий пункт, где должны проводиться отпаивания пластин, учет их, упаковка и отправление по назначению;

куску отходы твердых сплавов не должны содержать посторонних примесей;

пылевидные отходы, которые образовываются при затачивании твердосплавного инструмента, должны содержать лишь пыль твердых сплавов, абразивная и стальная пыль. Для собирания указанных отходов верстать, выделенные для затачивания инструмента, должны быть оборудованные индивидуальными пылеулавливателями. Применение групповых пылеулавливателей допускается лишь в том случае, если все станки данной группы работают только на затачивании твердосплавного инструмента;

при затачивании твердосплавного инструмента с применением охлаждения точильный верстат должны иметь особые отстойники. Получаемый в отстойниках мокрая пыль должен просушиваться и лишь после этого казаться по назначению;

пылевидные и порошковидные отходы необходимо сохранять в условиях, которые исключают действие влаги и активных химических реагентов, а также засорение механическими примесями;

пылевидные отходы, которые кажутся предприятиями, должны быть просеянные через сито и не должны содержать посторонних примесей;

пылевидные отходы для определения содержимого в них вольфрама необходимо подвергать химическому анализу.

Порошковидные отходы твердых сплавов собирают в партии и готовят с них твердосплавную смесь, которая идет на изготовление футеровальных пластин и сноп для мельниц мокрого помолу.

Организация собирания лома шарошковых долот не содержит особых трудностей. Складирование этого лома отдельно от лома и отходов черных металлов позволяет полностью исключить попадание отработанных долот в отходы черных металлов.

 

Первичная обработка отходов. Практически целесообразно перерабатывать все виды вольфрамосодержащих отходов. Так, в производстве быстрорежущих сталей широко используются вольфраму отходы: в шихте типичной плавки содержится 50…70% лома и отходов, включая внутренние отходы производства.

Отходы металлического вольфрама могут добавляться в виде присадок в производствах специальных сплавов, литого карбида вольфрама, ферровольфрама, инструментальных сталей.

Пыль от затачивания инструментов и шлифовальную пыль, которая содержит Sic или Al2O3, прибавляют непосредственно в расплав при выплавке инструментальных сталей вместо шеелита или ферровольфрама. Так же используют шламы, сметки и отходы, такие примеси, которые содержат, как торий, цирконий и молибден.

Для переработки отдельных видов отходов разработаны разные схемы, которые предусматривают наиболее рациональное использование всех составных материала. Для упрощения технологии и получение качественной продукции перерабатывают отдельно разные типы одного вида отходов. Так, отходы металлического вольфрама перерабатывают отдельно от отходов вольфрама с оксидными палисадниками, отходы твердых сплавов типа ВК - отдельно от отходов твердых сплавов типа ТК (что содержат, кроме WC, карбида титана), а куску отходы твердых сплавов - отдельно от пылевидных.

Для вытягивания твердосплавных штырей из корпуса шарошки долота необходимо обеспечить свободный выход штыря из посадочного гнезда, снять напряжение в корпусе шарошки, вызванную прессовой посадкой штыря и отделить твердосплавный штырь от шарошки. Осуществление каждой из этих операций требует разработки специального технологического процесса и оборудования. Известно множество технологий переработки лома шарошковых долот, ниже описывается одна из них.

Сначала проводится отрезка шарошки от долота по сечению цапфы с использованием огневого резания. Потом лом сортируется на шарошки из завальцованными штырями и шарошки с зубками, которые выступают над телом.

Шарошки из завальцованными штырями обрабатывают 20 %-им раствором серной кислоты (остаточная кислотность 70…80 г/л, температура до 80 ос) для обеспечения свободного выхода штырей из посадочных гнезд.

Для снятия напряжений шарошки нагревают к температуры более 700 ос в печи или кузнечном горне. Напряжения снимаются вследствие отличия коэффициентов линейного расширения стали и твердого сплава, вследствие чего при нагревании диаметры штырей и посадочного гнезда увеличиваются на разные величины.

Последней операцией является механическое отделение твердосплавных штырей от нагретой шарошки. В результате ударно - циклического или вибрационного погрузки шарошек штыри выпадают из посадочных гнезд.

При переработке кусковых отходов твердых сплавов к операциям первичной обработки относятся сортировки отходов за марками сплавов ( при необходимости) и очищение отходов от припоя и железного засорения (азотной кислотой).

При переработке пылевидных отходов твердых сплавов в отдельных технологиях для удаления с состава пыли железа, меди и кобальта ее заранее вылуговуют раствором серной кислоты.

Непосредственная переработка пылевидных отходов твердых сплавов разными образами осложнена через низкое содержимое в них вольфрама и, соответственно, большого количества Sic и железа. В связи с этим резко снижается выход за вольфрамом, а также производительность оборудования и возрастает затрата дорогих реагентов - кислот и лугов. Поэтому желательно проводить предыдущее обогащение пылевидных отходов с целью максимального отделения балластных составляющих. Рассмотрим три технологии обогащения.

Сложная комбинированная схема института „Механобр” включает грохочения, магнитную сепарацию в слабом поле, гидравлическую классификацию на 4 классы и концентрацию каждого класса на столах. Гравитационные концентраты дорабатываются магнитной сепарацией в поле высокой напряженности и рассеванием на тонких ситах (0, 1 мм). Обогащенные концентраты содержат 63,5 % W и 4,8 % С при выходе 4,4 % и вытягивании не выше 44 % WO3 и 45,5 % З. До 50 % вольфрама концентрируется в разных низкокачественных промпродуктах, что не может полагать удовлетворительным.

Флотационное изъятие из пылевидных отходов может быть осуществлено с использованием олейновой кислоты CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH. В лабораторных опытах вытягивания в концентрат составило 90 %, а железа в хвосты флотации 85...65%. После удаления железа из камерного продукта магнитной сепарацией был полученный концентрат Sic, пригодный для использования в керамической промышленности.

Промышленные испытания схемы института „ДОНИЦМ”, что объединяет методы обогащения и гидрометаллургии, показали ее перспективность. Основная масса карборунда (31 % масс.) отделяется при сухой магнитной сепарации (напряженность магнитного поля последовательно 1000, 7500 и 8000 эрстед). Карборундовый продукт, который содержит %: 1,4 WO3, 0,07 Мо, 2,4 Fe, 0,02 Co, 0,32 Cu, 60,8 Sic, 6,7 Sio2, 28,2 Al2O3, используется при изготовлении каолиновых огнеупоров. Концентрация вольфрама в магнитной фракции повышается в 1,4 раза, вытягивание составляет 94 %. С целью дальнейшего обогащения магнитную фракцию обрабатывают серной кислотой (рН=2…3, температура 70…80 ос, продолжительность 2 ч) для перевода у раствор железа, затрата кислоты при этом составляет 1 т/т. Отфильтрованный раствор, который содержит, г/л: 80…100 Fe, 0,25...0,4 Co и 0,4...0,6 W, испаряют для получения железного купороса Feso4 ∙7H2O. Промытый и высушенный вольфрамовый концентрат (состав %: 25,5 3, 0,8 S, 0,54 Cu, 0,44 Мо, 0,05 As, 0,1 Co, 3,7 Fe) используют для получения ферровольфрама. Вытягивание вольфрама из магнитной фракции в концентрат составляет 95,7 %, общее вытягивание вольфрама из пыли в концентрат - 90 %. Этот образ переработки пыли, наверное, наиболее экономический. Его показатели могут быть улучшены при обеспечении вытягивания кобальта из сернокислых растворов.

При переработке отходов металлического вольфрама и его сплавов анодным растворением в аммиачном или щелочном электролите для создания хорошего электрического контакта и уменьшения выхода анодного шлама и содержимого в нем вольфрама отходы компактують: порошки и спирали брикетируют, провод режут и прессуют. Потом порошковые брикеты пекут в атмосфере водорода при 1200…2000 ос, а проволочные отпаливают во влажном водные при 1200...1400 ос для удаления из поверхности провода смазочного масла. Отходы прутков и штабиков рубят на куски, а при загрузке отходы компактного вольфрама дежурят с порошковыми и проволочными брикетами.

Проблема переработки вольфрамосодержащих сталей имеет важное экономическое значение. На машиностроительных заводах только стружки быстрорежущих сталей скапливается тысячи тонн в год. При ее простой переплавке происходит значительная потеря (через угар) легирующих элементов. Для переработки отходов быстрорежущих сталей в виде окалины, обрезе, стружки, пыли ( от затачивания стального инструмента) предложено несколько рациональных методов переработки.

При переработке стружки быстрорежущей стали методом порошковой металлургии предыдущей операцией является измельчения стружки в пулевой мельнице в среде органической жидкости, которая интенсифицирует измельчение и что частично оберегает от окисления.

Шлифовальный шлам от закаленной стали Р6М5 является пастоподобную массой, которая содержит СОЖ, продукты износа абразивного инструмента - электрокорунд с керамической связкой и частички постоянные (~ 30% мас.). При переработке шлама его заранее обезвоживают в псевдорозряженном пласте в потоке горячего воздуха, а потом подвергают окислительному обжигу при 800 ос в потоке кислорода.

В состав никель- вольфрамового катализатора НВСА входят %: 22…26 W, 3,0…3,6 Ni, 7,0 S, основа - оксид алюминия. Отработанные катализаторы, кроме того, содержат разные примеси: коксовые отложения, смолянистые остатки, сульфидные и никелесодержащие соединение, фосфор и др. При переработке отработанных катализаторов НВСА заранее проводят окислительный обжиг с целью удаления серы и углерода при минимальных потерях вольфрама из огарка. Обжиги ведут в току воздуха при температуре до 1450 0С с выдержкой от 30 до 180 мин.

Случайные новости

4.7 Энергетический уравнение Бернулли

Рассмотрим модель движения жидкости, предложенную Эйлером - это ручьевая модель потока. Элементарный ручеек - это поток жидкости, протекающей внутри бесконечно малой трубки, поверхностями которой линии тока. Поскольку линии тока ограничивают элементарный ручей, то вектора скоростей на поверхности его направлены по касательным к поверхности. То есть ни одна частица движущейся жидкости не может проникнуть в ручей, а так же не может выйти из ручья через поверхность. Тогда получается, что ручей ведет себя как трубка с непроницаемыми стенками. Поперечное сечение ручья , поэтому можно допустить, что в пределах пересечения ручья все частицы движутся с одинаковыми скоростями. Совокупность ручьев, заполняющего поперечное сечение размеров, образует поток. Уравнение Бернулли (4.27) справедливо для любой линии тока, проходящего внутри элементарного ручья. Уравнение Бернулли (4.27) можно назвать уравнением Бернулли для ручья идеальной жидкости. Запишем уравнение Бернулли для двух сечений элементарного ручья:

 

Или:

 

Изменение кинетической энергии единицы массы жидкости при перемещении из одного пересечения ручья в другой равна: , если отнести кинетическую энергию элементарного ручья к единице веса, изменение ее равна: .
Изменение потенциальной энергии положения при перемещении единицы массы внутри элементарного ручья равна: , изменение потенциальной энергии, отнесенное к единице веса равна .
Рассмотрим перемещение элементарного объема несжимаемой идеальной жидкости внутри элементарного ручья (рисунок 4.3).
Поскольку поперечное сечение элементарного ручья бесконечно мал, можно считать, что он перпендикулярен к линии тока. Т.е. площадь поперечного сечения перпендикулярна вектору скорости .
Стенки элементарной трубки параллельные векторам скоростей частиц жидкости, протекающие стенок (по определению ручья). Силы давления, действующей на стенки элементарного ручья, внешними для ручья, поэтому по внутренней нормали к поверхности ручья. . Поскольку силы давления перпендикулярны к перемещениям частиц, они работы не выполняют.
Силы давления в сечениях, нормальных к скорости, будут равны:
,

 

.

где: - длина бесконечно малого объема жидкости
р- Давление, сменный длины .

Рисунок 4.3

- Изменение давления при перемещении длины на единицу
- Объем жидкости, заключенный в изолированном элементарном ручье
Элементарная работа, проведенная силами давления при перемещении элементарного объема внутри ручья на расстоянии, будет равна:

 

 

(4.28)
где: - элементарная смена давления при перемещении линии тока.
Тогда, работа, проведенная силами давления при перемещении изолированного объема жидкости одной точки линии тока в другую, равна:
где: - давление в соответствующих точках ручья или линии тока.
Отнесем проведенной работе к единице массы, перемещаемой силами давления вдоль элементарного ручья:

Тогда, работа, отнесенная к единице веса:

Таким образом, силы, производять работу по перемещению единицы массы или единицы веса несжимаемой жидкости, это силы давления.
Закон сохранения энергии при перемещении жидкости элементарного ручья от одной к другой: изменение кинетической и потенциальной энергии положения при перемещении элементарного объема жидкости равно работе сил давления на этом перемещении. Таким образом, уравнение Бернулли закон сохранения энергии, отнесенной к единице массы:
(4.29)
Если отнести запас энергии в единице веса, закон сохранения энергии примет вид:
(4.30)
В уравнении (4.30) каждый слагаемое имеет линейную размерность и выражает напор, под которым понимают высоту столба жидкости, давление в данной. Следующим образом:
z- Геометрический, характеризующий положение жидкой частицы какой-либо произвольной плоскости.
- Пьезометрического, т.е. высота столба жидкости, уравновешивающий давление в данной.
- Скоростной, представляющий высоту столба жидкости в трубке полного (Рисунок 4.4).
Сумма: () называется гидростатическим, а сумма всех трех слагаемых в выражении (4.31) называется гидродинамическим или полным. Таким образом уравнению Бернулли можно добавить геометрический: сумма трех: геометрического, пьезометрического и скоростного элементарного ручья является величиной постоянной при движении идеальной несжимаемой жидкости (рисунок 4.4).
N-N - Напорная линия
O-O - Плоскость отсчета
P-P - Пьезометрического линия, лежащая ниже напорную на величину скоростного.



Рисунок 4.4

© 2020
  • Сайт "Литературка"
  • мы собираем различную техническую, образовательную, научную литратуру