Процессы отстаивания, фильтрования, центрифугирования и промывки в гидрометаллургии

1.8.1. Отстаивание. Общие закономерности отстаивания. Применение коогулянтов и флокулянтов при отстаивании. Аппараты для отстаивания.

1.8.2. Фильтрование. Классификация процессов фильтрования. Количественные закономерности фильтрования.

1.8.3. Центрифугирование. Особенности процессов отделения осадка от жидких сред при центрифугировании.

1.8.4. Промывка осадка и пульп. Основные понятия и определения. Влагоудерживающая способность пульп. Формы связи растворенного вещества с твердым материалом. Классификация способом промывки. Многократная периодическая промывка. Теоретические закономерности процесса, обогащенный метод расчета. Многоступенчатая непрерывная промывка суспензий, методы расчета. Отмывка тонких взвесей от зернистых материалов. Промывка осадка, основанная на просачивание через слой. Методы расчета процесса. Скорость промывки осадка. Обезвоживание осадка в отстойниках и на фильтрах. Экспрессные методы определения скорости разделения и промывки технических пульп.

ЧАСТЬ 2 «Пирометаллургические процессы в технологии производства редких,

рассеянных и радиоактивных элементов»

В в е д е н и е

Понятие о современных пирометаллургических процессах в технологии производства редких, рассеянных и радиоактивных элементов. Роль русских ученых в создании физико-химических основ технологии производства редких, рассеянных и радиоактивных элементов.

2.1.

Особенности реакций в смесях твердых веществ. Теории твердофазного взаимодействия в смесях твердых веществ. Термодинамика реакций с участием твердых веществ. Кинетика и механизм высокотемпературного спекания. Элементарные стадии процесса. Возникновение дефектов и разрыхление кристаллических решеток твердых тел. Влияние природы и концентрации дефектов на свойства твердых тел. Перестройка кристаллических решеток вследствие полиморфных превращений. Образование и распад твердых растворов. Диффузионный массоперенос. Плавление. Зависимость температуры плавления от размера зерна. Уравнение Томсона. Рекристаллизация. Возгонка. Химическое взаимодействие. Кинетические уравнения процесса высокотемпературного спекания. Влияние технологических факторов на кинетику процесса.

2.2.

Термодинамика реакций хлорирования металлов, оксидов, сульфидов газообразным хлором и хлористыми соединениями. Последовательность промежуточных реакций при хлорировании оксидов металлов. Кинетика и механизм реакций в расплаве и с участием твердых веществ. Роль присадок углерода.

2.3.

Диаграммы состояния уран – кислород, уран – углерод, уран – азот, плутоний – кислород, цирконий – кислород, ниобий – кислород, тантал – кислород. Фазовые соотношения и свойства индивидуальных соединений.

2.4.

Термодинамика реакции. Кинетика и механизм диссоциации оксидов урана. Элементарные стадии реакции. Электронный механизм. Методы и средства измерения упругости диссоциации оксидов.

2.5.

Термодинамика восстановления оксидов урана газами и твердым углеродом. Кинетика и механизм восстановления газами и твердым углеродом. Адсорбционно-автокаталитическая теория восстановления оксидов газами. Электронный механизм восстановления.

2.6.

Термодинамика металлотермических процессов. Роль фазовых превращений. Тепловой эффект, термичность процесса. Роль флюсов и присадок. Условия производства металлов в виде слитка, губки, порошка.

2.7.

Физические, химические и технологические свойства порошков. Механические методы получения порошков. Измельчение в шаровых, вибрационных, вихревых, планетарных, центробежных мельницах. Влияние технологических факторов на характеристики порошковых материалов. Распыление и грануляция жидких металлов и сплавов. Физико-химические методы получения.

Формование. Подготовка порошков металлов, оксидов к прессованию. Закономерность процесса прессования. Зависимость плотности прессовки от давления прессования. Уравнения Бальшина. Боковое давление. Потеря давления на трение о стенки пресс-формы. Давление выталкивания прессовки. Упругое последействие. Прочность прессовки. Влияние технологических факторов на качество прессовки. Варианты процесса формования.

Спекание. Особенности процесса спекания порошковых материалов. Движущая сила процесса. Теории Френкеля и Пинеса для описания процесса спекания. Ползучесть тел при высоких температурах. Вязкое течение. Объемная и поверхностная диффузия. Перенос вещества через газовую фазу. Механизм припекания отдельных частиц. Припекание взаимно растворимых и взаимно нерастворимых твердых тел. Припекание с участием жидкой фазы. Поведение изолированных пор и ансамбля пор твердого тела при спекании. Влияние внешнего давления. Коалесценция пор при наличии стоков вакансий. Спекание однокомпонентных прессовок. Стадии процесса усадки. Кинетическое уравнение Ивенсена процесса спекания. Влияние технологических параметров на процесс спекания и свойства спеченных материалов.

2.8.

Значение вакуумной плавки. Растворимость двухатомных и сложных газов в металлах. Форма существования металлоидов в металлах. Способы организации плавки под вакуумом.

ЧАСТЬ 3 «Ионные расплавы в технологии редких металлов»