1.超聲波作用于物質(zhì)和不同的物理化學(xué)過程的有效性是由聲振動(dòng)本性所決定的，這種振動(dòng)的傳播是波動(dòng)過程，其速度，更準(zhǔn)確的說是被聲波照射的介質(zhì)波動(dòng)狀態(tài)的傳播速度為：104~108Hz除了振動(dòng)頻率和振幅夕卜，其它聲揚(yáng)參數(shù)如介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的加速度、聲振動(dòng)強(qiáng)度、交變的聲壓等和由強(qiáng)烈聲振動(dòng)時(shí)所誘發(fā)的次級(jí)效應(yīng)如聲風(fēng)、輻射壓等，以及超聲空化作用對(duì)所作用的物質(zhì)和物理化學(xué)過程有著顯著的影響。
2.超聲波對(duì)浸出過程的影響在濕法冶金中浸出過程是一種液固反應(yīng).有些浸出過程雖有氣體參加，但實(shí)際上是氣體先溶解于液體中（這一過程進(jìn)行很快），然后是溶解在溶液中的氣體與固體作用，實(shí)質(zhì)上仍然是一個(gè)液一固反應(yīng)。作為浸出的液固反應(yīng)有三種情況：可溶于水，固相的外形尺寸隨反應(yīng)的進(jìn)行而減小直至完全消失。此種反應(yīng)被稱為“未反應(yīng)核減縮型”。
例如反應(yīng)：生成物為固態(tài)并附著在未反應(yīng)核上，其通式可表示為A+B（q）―P例如白鎢礦的酸法分解反應(yīng)：以及固體反應(yīng)物中只是某一組分被選擇性的侵溶，例如鈦鐵礦的酸浸出反應(yīng)：固態(tài)反應(yīng)物分散嵌布于不反應(yīng)的脈石基體中，如塊礦的浸出。脈石基體一般說來都有孔穴和在浸出過程中施加超聲影響的實(shí)踐中，奧羅夫（Orlov）做了帶超聲波和不帶超聲波機(jī)械攪拌硫酸浸出氧化銅的對(duì)比研究，結(jié)果表明，達(dá)到相同的浸出率時(shí)，不用超聲的浸出時(shí)間約為用超聲的浸出時(shí)間的12倍。國內(nèi)也有相關(guān)，試驗(yàn)是在一容積為100ml的圓柱形玻璃容器中進(jìn)行的，攪拌葉輪半徑為25mm，試驗(yàn)時(shí)，攪拌速度保持在200r/min不變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見、2和3.結(jié)果表明，在使用超聲波時(shí)，相同的銅浸出率所用時(shí)間為未使用時(shí)所用時(shí)間的1/6（從120min減少到20min）；表明，對(duì)浸出粒度為一75十53Mm的原料，使用超聲波與機(jī)械攪拌相比，不僅銅的浸出率高，而且浸出時(shí)間短；可明顯看氨濃度：2moVl固/液比：V100溫度：290裂縫，在此情況下，由內(nèi)外擴(kuò)散導(dǎo)致的在礦塊表面和內(nèi)部的反應(yīng)可能同時(shí)進(jìn)行，如：化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)已經(jīng)證明連續(xù)反應(yīng)的表觀速率決定于反應(yīng)速率常數(shù)最小的那一步驟一最難進(jìn)行的步驟，也是整個(gè)連續(xù)反應(yīng)的決定速率步驟。
上述三種情況的總過程作為一連續(xù)反應(yīng)，過程控制可能有下述幾種情況：1）決定速率步驟為外擴(kuò)散，過程在外擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行；2）決定速率步驟為內(nèi)擴(kuò)散，過程在內(nèi)擴(kuò)散區(qū)進(jìn)行；3）決定速率步驟為化學(xué)反應(yīng)，過程在動(dòng)力學(xué)區(qū)進(jìn)行；4）上述三個(gè)步驟阻力相近，任一步驟均為決定速率步驟，一個(gè)過程的決定速率步驟并非是固定不變的，在一定條件下可以轉(zhuǎn)化，影響最明顯的外因是溫度和攪拌強(qiáng)度。在實(shí)際生產(chǎn)中的浸出過程，因反應(yīng)器尺寸、攪拌速度一定，為達(dá)到理想的浸出率，不可避免的要延長反應(yīng)時(shí)間，對(duì)某些過程還要相應(yīng)提高反應(yīng)溫度。
表1氧化銅礦的化學(xué)成分及物相分析Tab.1Chemicalcompositionandphase序號(hào)粒度化學(xué)成分物相分析酸不溶物孔雀石水膽石赤銅礦黃鐵礦黃銅礦厲礦石英Zn10K106為質(zhì)量分?jǐn)?shù)到，在超聲作用下，氨的消耗明顯降低。研究表明，與單純的機(jī)械攪拌相比，加上超聲波能將浸出時(shí)間減少至原來的1/6，同時(shí)減少了試劑的消耗。
浸出粒度相同時(shí)，加超聲將提高銅的浸出率。
表2試驗(yàn)參數(shù)表序號(hào)時(shí)間min機(jī)械攪拌25120超聲波20超聲參數(shù)頻率kHz在實(shí)際使用過程中，對(duì)于浸出過程中存在的處理量大、腐蝕性和高溫等特點(diǎn)，對(duì)超聲發(fā)生裝置應(yīng)用提出幾點(diǎn)嚴(yán)格要求：（1）能夠進(jìn)行強(qiáng)的大體積照射；（2）能夠均勻調(diào)節(jié)聲振動(dòng)的頻率和強(qiáng)度，并能保其穩(wěn)定；能在足夠?qū)挼臏囟确秶鷥?nèi)工作；有足夠高的效率且耐腐蝕。從實(shí)際情況出發(fā)，要考慮超聲波發(fā)生裝置同現(xiàn)有浸出設(shè)備結(jié)合進(jìn)行使用，而解決現(xiàn)有浸出設(shè)備的生產(chǎn)能力、設(shè)備參數(shù)和聲場參數(shù)的相互關(guān)系，會(huì)遇到各種不同的物理問題、物理化學(xué)問題和技術(shù)問題，如何更有效地利用現(xiàn)有設(shè)備，提高浸出率，從而增加經(jīng)濟(jì)效益，將有待于對(duì)這些問題的解決。
3結(jié)論通過以上的試驗(yàn)研究，可以看出超聲波使浸出過程受到明顯的影響：反應(yīng)時(shí)間明顯縮短，浸出率提高及試劑消耗減少。針對(duì)浸出過程不同類型的決定速率步驟，可確定其與聲場參數(shù)（振幅、波動(dòng)速度幅度、加速度幅度等）之間的關(guān)系，從而能夠更加有效的施加超聲波對(duì)浸出過程的影響。
超聲波是一種頻率超出人類聽覺范圍20 kHz以上的聲波。超聲波的傳播要依靠彈性介質(zhì)，其傳播時(shí),使彈性介質(zhì)中的粒子振蕩,并通過介質(zhì)按超聲波的傳播方向傳遞能量,這種波可分為縱向波和橫向波。在固體內(nèi),兩者都可以傳送,而在氣體和液體內(nèi),只有縱向波可以傳送。超聲波能夠引起質(zhì)點(diǎn)振動(dòng),質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的加速度與超聲頻
超聲波清洗
超聲波清洗
率的平方成正比。因此,幾十千赫茲的超聲會(huì)產(chǎn)生極大的作用力,強(qiáng)超聲波在液體中傳播時(shí),由于非線性作用,會(huì)產(chǎn)生聲空化。在空化氣泡突然閉合時(shí)發(fā)出的沖擊波可在其周圍產(chǎn)生上千個(gè)大氣壓力,對(duì)污層的直接反復(fù)沖擊,一方面破壞污物與清洗件表面的吸附,另一方面也會(huì)引起污物層的破壞而脫離清洗件表面并使它們分散到清洗液中。氣泡的振動(dòng)也能對(duì)固體表面進(jìn)行擦洗。氣泡還能“鉆入”裂縫中做振動(dòng),使污物脫落。對(duì)于有油脂性污物,由于超聲空化作用,兩種液體在界面迅速分散而乳化,當(dāng)固體粒子被油污裹著而粘附在清洗件表面時(shí),油被乳化,固體粒子即脫落?？栈瘹馀菰谡駝?dòng)過程中會(huì)使液體本身產(chǎn)生環(huán)流,即所謂聲流。他可使振動(dòng)氣泡表面存在很高的速度梯度和粘滯應(yīng)力,促使清洗件表面污物的破壞和脫落,超聲空化在固體和液體表面上所產(chǎn)生的高速微射流能夠除去或削弱邊界污層,腐蝕固體表面,增加攪拌作用,加速可溶性污物的溶解,強(qiáng)化化學(xué)清洗劑的清洗作用。此外,超聲振動(dòng)在清洗液中引起質(zhì)點(diǎn)很大的振動(dòng)速度和加速度,亦使清洗件表面的污物受到頻繁而激烈的沖擊。
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影響清洗因素
清洗介質(zhì)：采用超聲波清洗，一般有兩類清洗劑即化學(xué)溶劑和水基清洗劑。清洗介質(zhì)的化學(xué)作用可以加速超聲波清洗效果，超聲波清洗是物理作用，兩種作用相結(jié)合，依對(duì)物件進(jìn)行充分、徹底的清洗。
功率密度：超聲波的功率密度越高，空化效果越強(qiáng)，速度越快，清洗效果越好，但對(duì)于精密的表面光潔度甚高的物件，采用長時(shí)間的高功率密度清洗會(huì)對(duì)物件表面產(chǎn)生空化、腐蝕。
超聲頻率：適用于工件粗、臟、初洗，頻率高則超聲波方向性強(qiáng)，適合于精細(xì)的物件清洗。
清洗高溫：一般來說，超聲波在50°C~60°C時(shí)的空化效果最好，清洗劑也不是溫度越高，作用越顯著，有可能會(huì)高溫失效，通常超聲波在超過85°C時(shí)，清洗效果已變差。所以實(shí)際應(yīng)用超聲波清洗時(shí)，采用50°C~70°C的工作溫度。
