Горная энциклопедия - ультразвуковая обработка

(a. ultrasonic mineral treatment; н. Ultraschallbehandlung der Mineralien; ф. traitement aux ultra-sons des mineraux utiles; и. elaboracion ultrasonora de minerales, labra ultrasonora de minerales) технол. процесс целенаправленного воздействия упругих колебаний частотой выше 16-20 кГц на жидкие, газообразные и твёрдые среды для ускорения массои теплообмена, хим. реакций, разрушения, уплотнения и коагуляции в них.

У. o. применяется для флотации и перемешивания жидкофазных сред при подготовке пульп, диспергирования глинистых включений, очистки поверхностей минеральных частиц, разделения и классификации технол. суспензий, фильтрации пром. жидкостей и сточных вод, получения аэрозолей, очистки газов от твёрдых частиц, сушки сыпучих материалов, повышения производительности бурения и резания горных пород и т.п. При флотации У. o. может применяться для изменения на мол. уровне физ. и физ.-хим. свойств воды, поверхности воздушных пузырьков и капель нерастворимых флотореагентов-собирателей, гидратных слоев на поверхности минеральных частиц, полного эмульгирования флотореагентов, повышения избират. способности минеральных частиц и реагентов-собирателей в коллективной флотации.

Для У. o. используются высокоинтенсивные упругие колебания (колебания c повышенными значениями амплитуды). Ультразвук обладает большим поглощением в жидкофазных и газообразных средах, что определяет его применение для разовой обработки лишь малых технол. объёмов; при воздействии на твёрдые тела может осуществляться локальная У. o. и разрушение поверхности. Mалая длина ультразвуковой волны позволяет создать фокусирование излучений в точке обрабатываемого объёма, что ведёт к резкому повышению интенсивности упругих колебаний. C увеличением объёма воздействий за счёт необходимости повышения мощности источника значительно возрастает энергоёмкость процесса У. o., что становится экономически невыгодным при произ-ве продукции относительно малой стоимости. У. o.составная часть акустич. технологий, использующих также инфразвуковые низкочастотные звуковые колебания. Cочетание У. o. c вибрационными процессами позволяет при нек-ром снижении эффективности воздействия на процесс уменьшить влияние недостатков У. o.

B качестве интенсифицирующих факторов при У. o. используются нелинейные акустич. эффекты: знакопеременное давление; радиационное давление; акустич. течения; кавитация; относит. движение взвешенных частиц в жидкости и газах, приводящих к повышению эффективности процессов перемешивания, эмульгирования, растворения и диспергирования твёрдой фазы и газовых пузырьков в жидкости, окислительновосстановит. и электрохим. реакций, теплоотдачи от поверхностей сред, снижение сопротивления разрушению твёрдых тел и др. Для каждого технол. процесса используется один или неск. физ. эффектов.

Для У. o. применяются установки в виде замкнутых аппаратов для цикличных процессов или устройств трубного типа для проточной обработки жидкостей. Излучателями служат магнитострикционные и пьезоэлектрич. электромеханич. преобразователи, гидродинамич. свистки, газовоздушные сирены и др. B ультразвуковых установках колебания вводятся в обрабат. среду c помощью источников разл. формы, встраиваемых в стенки установок или размещаемых внутри объёма. При воздействии на г. п. применяются ультразвуковые излучатели спец. конструкции.

Литература: Ультразвук в обогащении полезных ископаемых, A.-A., 1972; Aкустическая технология в обогащении полезных ископаемых, под ред. B. C. Ямщикова, M., 1987.

B. A. Глембоцкий, B. C. Ямщиков.