一、导言
黄金是一种宝贵金属,因而在黄金出产的任何一个工艺过程中,其优先考虑的必定是怎么确保最高的收得率,也就是最低的损耗率。现在,作为后续深加工工艺等方面的需求,将黄金制成粉末已经成为重要的工艺环节。假如黄金仅仅作为一种普通的金属进行金属制粉而言,可供挑选的制粉技能可以有好几种,可是要在低成本的基础上确保最高的收得率,却并不是任何一种工艺办法都能完成的。气体雾化虽然可以完成低成本出产黄金粉末,可是因为该体系很难确保金粉的彻底收得,因而不行能有高的收得率;水雾化可以完成金粉的高收得率,可是因为其体系杂乱、设备宝贵及耗费功率过大而使出产成本太高。笔者经过在某大型黄金厂商成功完成低成本高收得率黄金粉末的出产实践,在就所研制的水-气组合黄金制粉工艺予以简介的一起,对黄金等宝贵金属的制粉工艺的特殊性及相关技能问题进行了较深化的分析和讨论。
二、工艺办法
考虑到低成本及高收得率,黄金制粉宜选用气、水组合式雾化新工艺。该工艺流程见图1。
如图1所示,该工艺中将高压气体与常压水一起汇入雾化器中,这样便可将熔融黄金进行有用气体雾化的一起当即进入水幕(由水构成的隔幕)净化处理,然后选用特殊的搜集技能将金粉收得。经过在某大型黄金厂商进行黄金粉末出产的实践标明,该水-气组合雾化新工艺可以确保黄金的悉数收得,也就是说,其收得率为100%。之所以可以完成制粉过程中黄金的100%收得,该工艺的要害技能在于以雾化器为中心的雾化流场的合理规划及雾化室出口端与搜集体系的合理装备,使得黄金粉末不至于向环境中有飞散的或许。
三、黄金制粉过程中的相关技能问题讨论
黄金作为一种宝贵金属,在将其进行任何加工的时分优先考虑的是将损耗降至最低极限。因为制粉工艺的特殊性,要确保彻底没有损耗本来是底子不行能的;可是,假如工艺条件及相关设备设定合理,就可以达到此意图。下面结合在国内某黄金厂商进行制粉的出产实践,就确保黄金制粉的零损耗课题所触及的相关技能问题进行讨论。
(一)关于雾化器
黄金制粉工艺中的雾化器是整个制粉体系中的中心器材。在这儿,既要求雾化器可以将熔融黄金取得有用地雾化而制成金粉,一起又有必要确保被雾化的金粉不会丢失;这就要求雾化器既具有高雾化才能,又可以在雾化介质自雾化器喷出后,连同经预订方向引进的净化水构成合理的雾化流场;该流场可将被制金粉汇入一个具有含糊鸿沟的旋转流场中,以构成气、固、液三相流场,并“顺流”而下(详见图2)。这样,便确保了已制金粉不会在雾化室内的随意飞散;这也是确保黄金在制粉过程中取得高收得率的要害之一。
(二)关于雾化室
雾化室的功用原本是为金属的充沛雾化供给满足的空间;就常选用的圆筒形雾化室而言,其圆筒直径与长度是决议其空间巨细的两个基本参数。假如为单纯的气体雾化,满足的雾化室空间,尤其是长度,将有利于取得球形粉体,因为熔融金属在被雾化时,其刚开始被雾化而构成的熔融金属雾珠需求满足的时刻于表面张力的效果下构成球形。可是在这儿,对黄金粉末的形状要求并不重要,重要的仍然是收得率这一底子性目标。根据这一点,雾化室的空间巨细就不是最重要的了,而雾化室的结构形状怎么可以确保金粉不会向环境飞散才是至关重要的。这儿的要害是,因为气体雾化的需求,引进雾化室的具有P1压力的高压气体一旦自雾化器喷出,便当即在雾化室内分散,并引起雾化室内部压力P2的添加,然后,经雾化室出口导出至环境中。设环境大气压为P0,则压差P2-P0及出口面积S的巨细决议了气流在流经出口时的流速。(这儿省略水与粉体的影响)。
图3是雾化室中由雾化气体、水及黄金粉末所构成的三相流场的物流模型。图中,P1、 P2及P0分别为雾化器内气压、雾化室内压及大气压,S1及S2为雾化器出口及雾化室出口的面积,而 1、 2分别为雾化器出口及雾化室出口的流速。
考虑到流体的连续性,则有S1 1。明显,因为在雾化器出口处物流速度越高,将越不利于黄金粉末物流的聚集。因为虽然如前所述在雾化室中按规划将构成一个由高压气体、水及黄金粉末所构成的气、固、液三相流场,并在抱负情况下其金粉将彻底被汇入水中自雾化室出口流出,这样便可以防止金粉向环境中发出。可是事实上,要肯定确保金粉彻底汇入水流之中是不行能的,总有一部分金粉将随气流向环境中飞逸,因而在雾化室出口必需别的设置二次净化设备,以便彻底阻挠金粉向空气中逃逸。可是,气流速度 2越大,将越不利于终究的净化;而另一方面,气流速度 1越小,将要求雾化室的出口面积S2满足的大,这又会使得净化设备过于巨大而杂乱,反而使得净化困难。因而,怎么优化雾化室的出口尺度及合理地规划二次净化设备,就成为了终究取得高收得率的另一要害课题。
(三)关于体系循环
因为该黄金制粉工艺主要是借助于水来进行粉体的净化,因而当水和粉体别离后,不行防止地存留于水中的少数黄金粉末有必要终究取得收回。可是,微细金粉沉降的速度太慢,有些乃至长时期悬浮于水中而难于下沉,因而,在出产过程中就有必要将水循环运用;而合理的蓄水池结构及进、出水口的方位设置将有利于集结缓慢沉降的微细金粉,而很少部分不易沉降的微细金粉也不会丢失到外部环境中。事实上,因为黄金属贵金属,因而不行能长时刻地保持连续出产,制粉体系处于出产的时刻一定要远少于停产的时刻,这样,则有满足的时刻让那些悬浮于水中的微细金粉沉底而被终究收回,所以便可以确保黄金粉体最大极限地被搜集,乃至彻底被搜集。
四、结语
作为贵金属的黄金,运用雾化法制取黄金粉末时,首要考虑的是高的收得率问题,而影响收得率的要害因素是:
(一)规划一个合理的雾化器,以便可以在雾化介质自雾化器喷出后,连同经预订方向引进的净化水构成合理的气、固、液三相雾化流场,这样确保了已制金粉不会在雾化室内的随意飞散。
(二)规划一个合理的雾化室,使得结构、形状有利于二次净化,而不会让金粉向环境飞散。
(三)出产过程中有必要将水循环运用,合理的蓄水池结构及进、出水口的方位设置将有利于集结缓慢沉降的微细金粉,而很少部分不易沉降的微细金粉也不会丢失到外部环境中。
黄金是一种宝贵金属,因而在黄金出产的任何一个工艺过程中,其优先考虑的必定是怎么确保最高的收得率,也就是最低的损耗率。现在,作为后续深加工工艺等方面的需求,将黄金制成粉末已经成为重要的工艺环节。假如黄金仅仅作为一种普通的金属进行金属制粉而言,可供挑选的制粉技能可以有好几种,可是要在低成本的基础上确保最高的收得率,却并不是任何一种工艺办法都能完成的。气体雾化虽然可以完成低成本出产黄金粉末,可是因为该体系很难确保金粉的彻底收得,因而不行能有高的收得率;水雾化可以完成金粉的高收得率,可是因为其体系杂乱、设备宝贵及耗费功率过大而使出产成本太高。笔者经过在某大型黄金厂商成功完成低成本高收得率黄金粉末的出产实践,在就所研制的水-气组合黄金制粉工艺予以简介的一起,对黄金等宝贵金属的制粉工艺的特殊性及相关技能问题进行了较深化的分析和讨论。
二、工艺办法
考虑到低成本及高收得率,黄金制粉宜选用气、水组合式雾化新工艺。该工艺流程见图1。
如图1所示,该工艺中将高压气体与常压水一起汇入雾化器中,这样便可将熔融黄金进行有用气体雾化的一起当即进入水幕(由水构成的隔幕)净化处理,然后选用特殊的搜集技能将金粉收得。经过在某大型黄金厂商进行黄金粉末出产的实践标明,该水-气组合雾化新工艺可以确保黄金的悉数收得,也就是说,其收得率为100%。之所以可以完成制粉过程中黄金的100%收得,该工艺的要害技能在于以雾化器为中心的雾化流场的合理规划及雾化室出口端与搜集体系的合理装备,使得黄金粉末不至于向环境中有飞散的或许。
三、黄金制粉过程中的相关技能问题讨论
黄金作为一种宝贵金属,在将其进行任何加工的时分优先考虑的是将损耗降至最低极限。因为制粉工艺的特殊性,要确保彻底没有损耗本来是底子不行能的;可是,假如工艺条件及相关设备设定合理,就可以达到此意图。下面结合在国内某黄金厂商进行制粉的出产实践,就确保黄金制粉的零损耗课题所触及的相关技能问题进行讨论。
(一)关于雾化器
黄金制粉工艺中的雾化器是整个制粉体系中的中心器材。在这儿,既要求雾化器可以将熔融黄金取得有用地雾化而制成金粉,一起又有必要确保被雾化的金粉不会丢失;这就要求雾化器既具有高雾化才能,又可以在雾化介质自雾化器喷出后,连同经预订方向引进的净化水构成合理的雾化流场;该流场可将被制金粉汇入一个具有含糊鸿沟的旋转流场中,以构成气、固、液三相流场,并“顺流”而下(详见图2)。这样,便确保了已制金粉不会在雾化室内的随意飞散;这也是确保黄金在制粉过程中取得高收得率的要害之一。
(二)关于雾化室
雾化室的功用原本是为金属的充沛雾化供给满足的空间;就常选用的圆筒形雾化室而言,其圆筒直径与长度是决议其空间巨细的两个基本参数。假如为单纯的气体雾化,满足的雾化室空间,尤其是长度,将有利于取得球形粉体,因为熔融金属在被雾化时,其刚开始被雾化而构成的熔融金属雾珠需求满足的时刻于表面张力的效果下构成球形。可是在这儿,对黄金粉末的形状要求并不重要,重要的仍然是收得率这一底子性目标。根据这一点,雾化室的空间巨细就不是最重要的了,而雾化室的结构形状怎么可以确保金粉不会向环境飞散才是至关重要的。这儿的要害是,因为气体雾化的需求,引进雾化室的具有P1压力的高压气体一旦自雾化器喷出,便当即在雾化室内分散,并引起雾化室内部压力P2的添加,然后,经雾化室出口导出至环境中。设环境大气压为P0,则压差P2-P0及出口面积S的巨细决议了气流在流经出口时的流速。(这儿省略水与粉体的影响)。
图3是雾化室中由雾化气体、水及黄金粉末所构成的三相流场的物流模型。图中,P1、 P2及P0分别为雾化器内气压、雾化室内压及大气压,S1及S2为雾化器出口及雾化室出口的面积,而 1、 2分别为雾化器出口及雾化室出口的流速。
考虑到流体的连续性,则有S1 1。明显,因为在雾化器出口处物流速度越高,将越不利于黄金粉末物流的聚集。因为虽然如前所述在雾化室中按规划将构成一个由高压气体、水及黄金粉末所构成的气、固、液三相流场,并在抱负情况下其金粉将彻底被汇入水中自雾化室出口流出,这样便可以防止金粉向环境中发出。可是事实上,要肯定确保金粉彻底汇入水流之中是不行能的,总有一部分金粉将随气流向环境中飞逸,因而在雾化室出口必需别的设置二次净化设备,以便彻底阻挠金粉向空气中逃逸。可是,气流速度 2越大,将越不利于终究的净化;而另一方面,气流速度 1越小,将要求雾化室的出口面积S2满足的大,这又会使得净化设备过于巨大而杂乱,反而使得净化困难。因而,怎么优化雾化室的出口尺度及合理地规划二次净化设备,就成为了终究取得高收得率的另一要害课题。
(三)关于体系循环
因为该黄金制粉工艺主要是借助于水来进行粉体的净化,因而当水和粉体别离后,不行防止地存留于水中的少数黄金粉末有必要终究取得收回。可是,微细金粉沉降的速度太慢,有些乃至长时期悬浮于水中而难于下沉,因而,在出产过程中就有必要将水循环运用;而合理的蓄水池结构及进、出水口的方位设置将有利于集结缓慢沉降的微细金粉,而很少部分不易沉降的微细金粉也不会丢失到外部环境中。事实上,因为黄金属贵金属,因而不行能长时刻地保持连续出产,制粉体系处于出产的时刻一定要远少于停产的时刻,这样,则有满足的时刻让那些悬浮于水中的微细金粉沉底而被终究收回,所以便可以确保黄金粉体最大极限地被搜集,乃至彻底被搜集。
四、结语
作为贵金属的黄金,运用雾化法制取黄金粉末时,首要考虑的是高的收得率问题,而影响收得率的要害因素是:
(一)规划一个合理的雾化器,以便可以在雾化介质自雾化器喷出后,连同经预订方向引进的净化水构成合理的气、固、液三相雾化流场,这样确保了已制金粉不会在雾化室内的随意飞散。
(二)规划一个合理的雾化室,使得结构、形状有利于二次净化,而不会让金粉向环境飞散。
(三)出产过程中有必要将水循环运用,合理的蓄水池结构及进、出水口的方位设置将有利于集结缓慢沉降的微细金粉,而很少部分不易沉降的微细金粉也不会丢失到外部环境中。