Tækni til að búa til málmduft

Uppfinningin varðar aðferð og ferli til að búa til málmduft með úðun.

Bakgrunnstækni

Á þriðja áratug 19. aldar var loftúthreinsun notuð til að búa til duft úr málmlausum málmum, og á sjötta og sjöunda áratugnum var hún mikið notuð til að framleiða málm- og málmblönduduft. Seint á áttunda áratugnum og snemma á níunda áratugnum, með þróun tölvutækni og nútíma stýritækni, hófst hreinsunartímabil kröftugs þróunar. Nú á dögum er hefðbundin gasúthreinsunaraðferð sú að nota fljótandi gas, svo sem fljótandi köfnunarefni og fljótandi argon, og eftir upphitun og háþrýstingsgas sem miðar að því að úða fljótandi málminn í agnir. Nú er gasúthreinsun frekar notuð óvirk gas eða háþrýstingsloft, sem er ókosturinn sá að óvirk gas fer úr gasi í vökva og síðan í þrýsting, sem eykur kostnað og er hættulegur í flutningi.

Uppfinningin miðar að því að veita aðferð til að búa til málmduft með úðun og leysa vandamálið með miklum kostnaði við að búa til málmduft með úðun. Til að leysa tæknilega vandamálið veitir uppfinningin aðferð til að búa til málmduft með úðun, sem felur í sér eftirfarandi skref: fljótandi úðari er forhitaður og gufaður til að fá gaskenndan úðara, þar sem úðarinn er fljótandi við andrúmsloft 10 °C - 30 °C, og málmduft fæst með því að láta gaskennda úðarann ​​fara í úðarabakkann og framkvæma gasúðun á málmvökvanum. Úðaða efnið er efni með suðumark á bilinu 50 °C til 200 °C. Þar sem úðarinn er etanól eða úðarinn er blanda af etanóli og vatni. Úðarinn er vatn, og áður en fljótandi úðarinn er þrýstist, hitaður og gasmyndaður fyrirfram, felur úðarinn einnig í sér eftirfarandi skref: eimingu og fjarlægingu súrefnis, sótthreinsun og afjónun á hráu vatni, til að fá hreinsað fljótandi vatn. Óunnin vatn er hvaða vatn sem er í kranavatni, sjó eða eimuðu vatni. Gasútgufun málmvökvans felur í sér: Við þrýsting sem er ekki lægri en 1,1 mpa og við hitastig sem er ekki lægra en suðumark úðarans er málmvökvinn úðaður með gufuúðaranum.

Eftir að málmvökvinn hefur verið úðaður með gasi og málmduftið hefur verið fengið, felur ferlið við að afoxa málmduftið einnig í sér eftirfarandi skref. Eftir að málmvökvinn hefur verið úðaður með gasi til að fá málmduftið, er gasið sem losnar úr úðabakkanum endurheimt. Uppfinningin lýsir aðferð til að búa til málmduft með því að úða efni sem er fljótandi við andrúmsloft frá 10°C til 30°C, eru úðabrúsarnir fljótandi. Í samanburði við óvirka gasið og köfnunarefnið sem eru loftkennt við eðlilegt hitastig og þrýsting, þarf uppfinningin ekki að gera úðaða efnið fljótandi úr loftkenndu ástandi, sem dregur úr kostnaði við að fá fljótandi úðaða efnið. Við eðlilegt hitastig og þrýsting er úðinn fljótandi, þannig að háþrýstingsflutningur er ekki nauðsynlegur í flutningsferlinu, sem dregur úr flutningskostnaði og hættu af völdum úðunar. Í stuttu máli getur aðferðin til að búa til málmduft með úðun, sem uppfinningin veitir, dregið verulega úr efniskostnaði úðaða efnisins og þar með úr framleiðslukostnaði málmduftsins. Til að gefa skýrari mynd af tæknilegri uppbyggingu útfærslu uppfinningarinnar eða fyrri tækni er hér að neðan gefin stutt lýsing á teikningum sem nota þarf í útfærslunni eða lýsingu fyrri tækni. Meðfylgjandi teikningar sem lýst er hér að neðan eru aðeins nokkrar útfærslur á uppfinningunni og aðrar meðfylgjandi teikningar er hægt að fá án þess að venjulegir tæknimenn á þessu sviði þurfi að leggja mikið á sig. Mynd.

Mynd 1 sýnir flæðirit aðferðarinnar til að búa til málmduft með úðun, og mynd 2 sýnir staðbundna uppbyggingu úðunarturns.

Til að auðvelda fólki á tæknisviðinu að skilja betur uppbyggingu uppfinningarinnar er eftirfarandi útskýrt nánar með meðfylgjandi teikningum og tiltekinni útfærslu. Augljóslega eru útfærslurnar sem lýst er aðeins hluti af útfærslum uppfinningarinnar, ekki allar. Byggt á útfærslum uppfinningarinnar falla allar aðrar útfærslur sem venjulegir tæknimenn á þessu sviði fá án þess að framkvæma skapandi vinnu innan verndarsviðs uppfinningarinnar. Eins og sést á mynd 1 sýnir mynd 1 flæðirit af aðferð til að búa til málmduft með úðun sem er veitt í útfærslu uppfinningarinnar, sem getur falið í sér: Skref S1: foruppgufun fljótandi úðara undir þrýstingi til að fá loftkenndan úðara. Í þessari útfærslu vísar úðarinn til efnis sem er fljótandi við eðlilegt hitastig og þrýsting. Nánar tiltekið gæti það verið efni sem er fljótandi við andrúmsloft frá 10 °C til 30 °C. Skref S2: loftkenndi úðarinn er settur í úðabakka og málmvökvinn er úðaður með gasi til að fá málmduftið.

Það skal tekið fram að þar sem gas er notað til að úða fljótandi málm, ætti gasform úðarans að viðhalda þegar það er sett í úðabakkainn; auk þess, þegar úðarinn er notaður til að úða fljótandi málminn, er hann notaður til að úða fljótandi málminum við háan þrýsting, sem er svipað og hefðbundin úðun til að undirbúa málmduftið. Eins og sýnt er á mynd 2, sýnir mynd 2 skýringarmynd af staðbundinni uppbyggingu úðabakka samkvæmt uppfinningunni. Í málmúðunarferlinu rennur málmvökvinn 2 niður frá áttinni fyrir ofan úðaplötuna 1; á sama tíma er úðunargasinu úðað í gegnum þoturásina 3 á báðum hliðum málmvökvans 2 sem rennur niður, högg myndast á málmvökvann 2, sem aftur framleiðir málmduft. Flest úðuð lofttegundir sem nú eru notaðar eru köfnunarefni eða aðrar óvirkar lofttegundir. En þetta loft í iðnaðarflutningum þarf oft að kólna niður og þjappa fyrst í vökva, í lághita- og háþrýstingsflutningum. Í fyrsta lagi er tiltölulega dýrt að fljóta fljótandi köfnunarefni eða fljótandi óvirkt gas sem er gaskennt við eðlilegt hitastig og þrýsting, og það er einnig dýrt að halda fljótandi köfnunarefni fljótandi meðan á flutningi stendur, sem leiðir til þess að kostnaður við úðunartækið eykst, sem aftur leiðir til hærri kostnaðar við málmduftið. Í þessari uppfinningu er efni sem er fljótandi við eðlilegt hitastig og þrýsting notað beint sem úðunartæki og er auðveldara að fá en efni sem er gaskennt við eðlilegt hitastig og þrýsting, og þarf ekki að fljóta efnið, uppfinningin dregur úr kaupkostnaði úðunartækisins og þarf ekki að nota flutning við háan þrýsting og lágan hita í flutningsferlinu. Þess vegna getur úðunartækið sem notað er í uppfinningunni dregið verulega úr kostnaði við að fá úðunartækið og þar með dregið úr kostnaði við að búa til málmduft með úðun.

Í sérstakri útfærslu uppfinningarinnar getur úðinn valfrjálst verið vatn, etanól eða blanda af vatni og etanóli, svo eitthvað sé nefnt. Þar sem málmduft er úðað í undirbúningnum þarf að gufa upp úðann að lokum. Þess vegna, til að draga úr kostnaði við að gufa upp fljótandi úðabrúsa í loftkennda úðabrúsa, er hægt að nota efni með tiltölulega lágt suðumark sem úðabrúsa. Auðvitað er skiljanlegt að suðumarkið ætti ekki að vera of lágt, annars er það rokgjörnara. Þess vegna, í annarri sérstakri útfærslu uppfinningarinnar, getur úðaða efnið einnig innihaldið efni með suðumark á bilinu 50°C til 200°C. Auðvitað er úðabrúsi með hærra suðumark ekki útilokaður í uppfinningunni, og úðabrúsinn með suðumark 50°C-200°C er í þessari útfærslu ákjósanlegri útfærslu, uppfinningin getur dregið úr kostnaði við að gufa upp úðaðan vökva. Í annarri sérstakri útfærslu uppfinningarinnar getur úðabrúsinn verið vatn. Það skal tekið fram að verð á vatni er tiltölulega lágt miðað við önnur efni. Hægt er að lækka kostnað við úðatækið verulega. Ennfremur getur vatnið sem notað er sem úðari í þessari útfærslu verið auðfáanlegt vatn eins og sjór, kranavatn eða eimað vatn. Einnig, til að forðast óhreinindi í vatninu, getur vatnið einnig innihaldið:

Óhreinsaða vatnið er hreinsað með eimingu, sótthreinsun og afjónun til að fá hreinsað fljótandi vatn. Fljótandi vatnið er notað sem úðari til að búa til málmduft með úðun eftir gasmyndun, sem getur á áhrifaríkan hátt komið í veg fyrir að óhreinindi í vatni, súrefni og svo framvegis oxist í málm. Ennfremur, til að forðast óhjákvæmilega hlutaoxun málmduftsins sem fæst við undirbúningsferlið, eftir að málmduftið hefur verið fengið, getur það einnig falið í sér meðhöndlun málmduftsins með afoxunarviðbrögðum. Einkum er einnig hægt að blanda málmduftinu við afoxunargas til að framleiða afoxunarviðbrögð við ákveðnar viðbragðsaðstæður og að lokum fá hreinna málmduft. Byggt á handahófskenndri útfærslu, í annarri sértækri útfærslu uppfinningarinnar, getur uppfinningin einnig falið í sér: Við þrýsting sem er ekki lægri en 1,1 mpa og ekki lægri en suðumark úðarans, er fljótandi málmurinn úðaður með gufuúðara. Nánar tiltekið, þegar loftkenndur úðari gufar upp fljótandi málm, er tryggt að úðarinn fljótandi. Þess vegna er nauðsynlegt að framkvæma málmúðun í umhverfi með miklum hita og miklum þrýstingi. Einkum má framkvæma úðun við hærri þrýsting en 1,1 mpa og við hærra hitastig en suðumark úðarans. Taka skal fram að þrýstingur sem er ekki minni en 1,1 mpa má beita í útfærslum þar sem úðarinn er vatn, en einnig má beita þrýstingi upp á 0,6 mpa eða 0,7 mpa fyrir efni eins og etanól.

Valfrjálst, í annarri sértækri útfærslu uppfinningarinnar, getur það einnig falið í sér: eftir háþrýstingsgasútúðun á málmvökva, þar sem málmduft fæst, eru loftkenndu úðabrúsarnir sem losna úr úðabakkanum endurheimtir. Þar sem úðarinn er vökvi við eðlilegt hitastig og þrýsting, þegar gasúðarinn er losaður úr háhita- og háþrýstingsúðaranum, lækkar hitastig og þrýstingur, og úðarinn getur fljótandi myndast í vökva. Það er auðveldara að endurvinna hann en loftkennd efni, sem sparar enn frekar kostnað. Útfærslurnar í þessari forskrift eru lýstar stigvaxandi. Hver útfærsla undirstrikar muninn frá öðrum útfærslum. Sömu eða svipaðir hlutar hverrar útfærslu eru vísaðir hver til annars. Fyrir tæki sem lýst er í útfærslu er lýsingin einföld þar sem hún samsvarar aðferðinni sem lýst er í útfærslunni, eins og lýst er í aðferðakaflanum. Aðferðin til að búa til málmduft með útúðun sem uppfinningin veitir er kynnt í smáatriðum. Í þessari grein er meginreglan og framkvæmd uppfinningarinnar lýst með sérstökum dæmum, sem eru aðeins notuð til að hjálpa til við að skilja aðferðina og kjarnahugmynd hennar. Það skal tekið fram að hægt er að bæta og breyta uppfinningunni án þess að hún sé aðskilin frá meginreglu uppfinningarinnar fyrir venjulegt tæknifólk á tæknilegu sviði, og þessar úrbætur og breytingar falla einnig undir verndarsvið kröfur uppfinningarinnar.