Пароструйная технология с нисходящим потоком для производства порошков цинка, меди, сплава "медь-олово"

• Автор: Пастухов, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.16.02, 05.16.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Получение порошков методом испарения и конденсации

1.1. Современные технологии получения порошков.

1.2. Конструкции испарительных устройств

1.3. Выводы.

ГЛАВА 2. Теоретические основы пароструйной технологии.

2.1. Принципиальная схема разрабатываемого технологического процесса.

2.2. Закономерности основных стадий процесса получения порапка

2.3. Методика расчета параметров работы испарителя.

ГЛАВА 3. Моделирование режимов технологического процесса и поиск перспективных технологических решений.
3.1. Эксперименты на модельном веществе.
3.2. Математическое моделирование режимов работы испарителя
3.3. Пути регулирования дисперсности порошка и оптимизация конструкции аппарата
3.4. Тепловой расчет испарителя. Габариты и температура нагревателя
3.5. Блоксхема зависимостей параметров технологического процесса.
ГЛАВА 4. Разработка технологии получения порошка цинка
4.1. Описание опытной установки.
4.2. Разработка конструкции испарительного устройства и поисковые эксперименты
4.3. Выводы и рекомендации по организации промышленной технологии
ГЛАВА 5. Разработка технологии получения ультрадисперсного порошка меди и сплава медьолово.
5.1. Особенности конструкции аппарата и испарительного устрой
ства.ЮЗ
5.2. Технология получения порошков меди и сплава медьолово.
5.3. Промышленная технология производства улырадисперсных порошков меди и сплава медьолово
ЛИТЕРАТУРА


Дисперсионные методы пригодны для производства крупных порошков и тонких, с размером частиц 5- мкм. Конденсационные наряду с ними позволяют получать ультрадисперсные материалы [1] и поэтому представляют наибольший интерес. И.В. Фриш-берг. Постоянно увеличивающийся спрос на порошки цинка, меди и ее сплавов стимулирует работы по совершенствованию технологий и изысканию новых возможностей для производства порошков с заданными свойствами. При разработке новых технологий, основанных на методе испарения-конденсации следует учитывать различие физических свойств указанных выше металлов. Цинк относится к легколетучим металлам и благодаря его низкой температуре кипения ( К) процесс испарения возможно осуществлять при атмосферном давлении инертного газа, что значительно упрощает конструкцию аппарата для его производства. Медь относится к труднолетучим металлам (Ткип= К), вследствие чего для достижения высоких скоростей испарения процесс испарения необходимо проводить при высоких разрежениях инертного газа, вплоть до вакуума. Целью данной работы является разработка высокоэффективных технологий производства высокодисперсного порошка цинка и ультрадисперсных порошков меди и сплава «медь-олово». На основе проведенных исследований разработана и внедрена на производстве ООО НЛП «Уралавтохим» промышленная технология получения ультрадисперсных порошков меди и бронзы, а также разработана технология получения высокодисперсного порошка цинка и выданы рекомендации для ее промышленного освоения. Автор выражает благодарность научному руководителю профессору С. С. Набойченко, коллективу кафедры «Металлургия тяжелых цветных металлов» УГТУ-УПИ за внимание и помощь при обсуждении результатов исследований, зам. Государственного научного центра РФ ОАО «Уральский институт металлов» Б. Н. Смирнову за участие в обсуждении результатов исследований, к. М.М. НПП «Уралавтохим» за помощь в организации и проведении экспериментов и промышленном освоении результатов работы. ГЛАВА 1. Современные технологии получения порошков методом испарения-конденсации многообразны и отличаются главным образом по способу га-грева испаряемого вещества и аппаратурным оформлением. Порошки получают в процессе дистилляции в герметично закрытых ретортах, печи для которых отапливаются жидким горючим, например тяжелыми фракциями мазута, вдуваемого тонкими струями между рядами реторт (рис. Реторты заполняют металлом, герметизируют места соединений с конденсатором и нагревают. Рис. Способ пригоден для легколетучих металлов, что обусловлено пределом термостойкости жаропрочных сталей и футеровок, из которых изготовлены реторты. Порошок получают с использованием ректификационных колонн [1,2,3]. Расплавленный металл подают в верхнюю часть ректификационной колонны. Стекая по тарелям сверху вниз, металл испаряется и через паропровод поступает в конденсатор. Этим способом получают цинковый порошок при переработке чернового цинка (рис. Рис. Процесс дистилляции ведут при температуре К, технологический цикл непрерывный. Конденсацию паров осуществляют различными способами: в объеме камеры типа бункера без специальных охлаждающих приспособлений при температуре 3 К |3], в кристаллизаторах с резким охлаждением ,5], в циклонах [6] с использованием принудительного смешения пара с холодным газом [4,7]. В производстве порошков металлов широко применяют индукционный нагрев, который осуществляется токами Фуко, наведенными в теле тигля или непосредственно в металле. Индуктор выполняется из медной трубки, охлаждаемой изнутри водой, а снаружи снабжается тепло- и электроизоляцией во избежание межвитковых замыканий. Мощность таких нагревателей позволяет размещать в тигле до нескольких сотен килограмм испаряемого металла [1,8]. На рис. Рис. Аппарат предназначен для получения порошков легколетучих металлов - цинка, кадмия, магния, теллура, сурьмы, мышьяка, селена и т. Вертикальный водоохлаждаемый корпус состоит из нескольких разборных секций ад-сотой до 1 м. В одной из секций размещен индуктор мощностью 0 кВт и графитовый тигель, вмещающий до 0 кг расплава.