Алюминатных растворов

Параметры и теплофизические характеристики воздуха подсчитывались по его средней температуре в рабочем участке"/ Температурный нагрев воздуха измерялся дифференциальной хромель-алюмелевой термопарой. С помощью тех же термопар измерялась разность температур между поверхностью оболочки и воздухом на расстоянии 10 мм от поверхности в четырех точках каждого шарового электрокалориметра. На III рабочем участке автором совместно с В. К. Ламба в 1963 г. была исследована теплоотдача от графитовых шаровых электрокалориметров при укладке их в трубе диаметром 100x5 мм с объемной пористостью т = 0,4. Графитовый шар диаметром 60 мм имел внутри цилиндрическую полость диаметром 25 и высотой 30 мм, в которой размещался электрический нагреватель мощностью 500 Вт. В рабочем участке собиралось шесть рядов (ячеек) шаровой укладки. Каждая ячейка состояла из целого шара, двух больших и шести малых шаровых долек. Число касаний целого шара равно десяти. Для ликвидации утечек тепла от графитовых электрокалориметров кондукцией в местах контакта с дольками в последних были сделанъ: выемки, заполненные гипсом. Для уменьшения радиационного теплообмена поверхности всех шаровых долек были отполированы и покрыты никелем, а температура поверхности электрокалориметров не поднималась выше 200° С. Опыты проводились на воздухе при давлении 0,12 МПа в диапазоне чисел Re = 7- 103— 2- 104. Методика определения среднего коэффициента теплоотдачи была такой же, как и в опытах на участках I и II. Для исследуемого диапазона изменения чисел Re = 7-103н-2-104 рекомендована следующая зависимость (в обработке через параметры внешней модели) :

Как показано на рис. 1, калориметр состоит из нихромовой спирали 3, размещенной в блоке теплоизоляционного материала 5, изготовленного из пенолегковеса. Нихромовая спираль 3 закрывается медной пластинкой 2 с зачеканенной посредине хромель-алюмелевой термопарой 1. С помощью четырех зажимов 4 укрепляли медную пластину, являвшуюся подложкой, на которую наносилось покрытие. Калориметр и распылительный пистолет-горелка закреплялись неподвижно на специальной раме. При нанесении покрытий лицевая поверхность калориметра экранировалась таким образом, что свободной для попадания частиц оставалась лишь поверхность медной пластины.

Образец с припоем помещали в специальную установку, обеспечивающую нагрев, освещение и горизонтальное положение образца. Образец размером 40 X 40 X 3 из меди Ml был фрезерован по краям и правлен на прессе. В центре образца по стороне 40 X 40 снизу сверлили глухое отверстие для горячего спая термопары. Поверхность образца обрабатывали наждачным полотном (№ 280 перпендикулярно к направлению съемки), травлением (в 10%-ном водном растворе персульфата аммония) и полировкой. Перед загрузкой в печь поверхность образца обезжиривали и на нее помещали припой в виде компактного куска, объемом 64 и 300—400 мм3 флюса. При загрузке в печь образец укладывали на подложку из нержавеющей стали, расположенную на уровне съемки и нагретую до температуры пайки. Температуру образца замеряли хромель — алюмелевой термопарой. При температуре несколько ниже температуры начала плавления припоя включали кинокамеру и на секундомере фиксировали начало съемки. Контактный угол смачивания и линейный размер капли в процессе растекания определяли при проектировании кинопленки на экран (х 6). По времени, фиксированном на секундомере, и записи температуры определяли температуру в контакте медной пластины и припоя в различные моменты его растекания. Для исследования были выбраны три припоя: Pb (C-000), практически не взаимодействующий с медью и цинком, вытесняемым из реактивных флюсов; Sn (ОВЧ-000)— способное к химическому взаимодействию с медью и контактно-реактивному плавлению с цинком; припой ПОС61 эвтектического состава (61% Sn, Pb — остальное, Тпл — 183° С), слабее взаимодействующий с медью, чем олово.

дистиллированную воду и фреон заливали в сосуд из нержавеющей стали. Температура измерялась хромель-алюмелевой термопарой, а давление — трубчатым манометром. Смеси нагревались по 3—4 ч ежедневно в течение недели .и снималась зависимость давления от температуры p=f(t).

Исследуемая жидкость находилась в пи-ролитическом сосуде /, выполненном из стали 1Х18Н9Т с полезным объемом 200 см3. Подогрев дегазированных проб жидкости осуществлялся в воздушном термостате. Температура измерялась хромель-алюмелевой термопарой 2.

В работах МЭИ (Л. 73] методом измерения начальных скоростей в сочетании с вискозимегрическим методом измерена термическая стойкость МИПД в интервале температур 370—400 °С. Следует отметить, что наиболее эффективный путь оценки термической стойкости— это комплексное применение методов и в первую очередь вискозиметрического метода и метода начальных скоростей. Комбинация этих двух методов использовалась в работах [Л. 73, 80]. В исследованиях МЭИ [Л. 73] термическая стойкость МИПД оцени-залась по образованию ВК продуктов я изменению вязкости. Принципиальная схема установки МЭИ представлена на рис. 2-10. Исследуемая жидкость находилась в пиролигичеоком сосуде 2, выполненном из стали 1Х18Н9Т с полезным объемом 2200 см3. Подогрев жидкости осуществлялся с помощью основного 9 и торцевого нагревателей. Температура измерялась хромель-алюмелевой термопарой 3. Погрешность температурных измерений составляла ±4°С. Опыты

його блока, электрической печи и газовой системы для подачи газа в измерительные трубки. Измерение температуры осуществляется хромель-алюмелевой термопарой, а измерение .перепада давления — U-образным водяным манометром.

Измерение температуры осуществляется хромель-алюмелевой термопарой (см. поз. 6 на рис. 3-21), холодные спаи 5 которой помещаются в сосуд Дьюара 4. Для измерения э. д. с. терм-опары применяется потенциометр 3 типа Р2/1.

Режимы химико-термической обработки приведены в табл. П. 13. Температура процесса поддерживалась постоянной и контролировалась хромель-алюмелевой термопарой, зачеканенной с торца непокрытого порошком образца. Закалка образцов после химико-термической обработки осуществлялась в масле с последующим отпуском в электропечи при температуре 450° С в течение 1 ч. Микроструктура упрочняемой поверхности исследуемых сплавов после процесса термодиффузионного насыщения (рис. 11.43) состоит из боридного слоя столбчатого строения толщиной до 0,2 мм — в стали 7X3 и 0,03—0,06 мм — для сталей 5ХНВ и ЗХ2В8Ф. В последнем случае на границах зерен наблюдается цементитная сетка. Микротвердость на поверхности слоя находится в пределах ЯК 1400—1800.

Температура пара во время опыта измеряется хро-мель-алюмелевой термопарой 6, горячий спай которой помещен в гильзе 7, вваренной внутрь сосуда. Термоэлектродвижущая сила термопары измеряется переносным лабораторным потенциометром ПП. Для измерения давления применяется образцовый трубчатый манометр.

Температура пара на входе в калориметр t\ измеряется хромель-алюмелевой термопарой, подключаемой через переключатель П к лабораторному потенциометру типа ПП. К этому же потенциометру подключается термопара, измеряющая температуру пара после пароперегревателя. Для наглядной демонстрации протекания опыта показания дифференциальной многоспайной термопары, измеряющей изменение температуры пара в калориметре, измеряются при помощи автоматического электронного потенциометра ЭПП-09М и. записываются на диаграммную ленту. Шкала потенциометра градуирована в милливольтах.

по мере циркуляции алюминатных растворов. Когда концентрация галлия

Галлий извлекают из растворов цементацией чаще всего амальгамой натрия либо галламой алюминия - жидким сплавом таллия и алюминия. Впервые процесс цементации галлия галламой алюминия из щелочных алюминатных растворов был подробно описан в работе [ 200], где указывалось о возможности количественного извлечения галлия из растворов алюминиевого производства. Показано [ 200], что процесс в основном контролируется скоростью диффузии. Математическая модель процесса непрерывной цементации галлия галламой алюминия из растворов, содержащих 0,25 - 0,5 кг/м3 Ga , предложена в работе [ 201]. Осаждению галлия галламой алюминия (1-3 % А1) иэ концентрированных растворов (100 — 170 кг/м3 Ga) посвящена работа [ 202], в которой показано, что степень цементации галлия составляет 99,5 % при расходе алюминия, близком к теоретическому. Механизм цементации металлов жидкими галламами аналогичен механизму цементации их амальгамами.

Основные трудности возникают при решении первой задачи из-за сложности химического состава растворов и низкого содержания в них галлия или индия. Однако в настоящее время промышленностью выпускается ряд ионообменных материалов, которые отличаются селективностью по отношению к ионам галлия, индия и таллия. Большие работы ведутся по синтезу специальных избирательных ионообменников. Так, можно предполагать, что аниониты, содержащие в своем составе группы анилина, хинализарина или ортооксихинолина, будут избирательны по отношению к ионам галлия. Использование аниони-тов позволит решить одну из важнейших задач по извлечению галлия из алюминатных растворов — одного из основных источников промышленного получения указанного элемента.

Другой способ извлечения галлия из растворов алюмината натрия в процессе Байера основан на электролизе с применением ртутного катода И]. В этом процессе только часть гидроокиси алюминия кристаллизуется из раствора алюмината натрия. Обедненный раствор возвращают в производственный цикл. Галлий не осаждается с алюминием и концентрируется по мере циркуляции алюминатных растворов. Когда концентрация галлия становится достаточной, раствор алюмината натрия подвергают электролизу с применением ртутного катода при непрерывном перемешивании. Галлий осаждается на катоде. После электролиза раствор алюмината натрия возвращают в цикл извлечения алюминия. Ртуть, содержащую галлий, обрабатывают горячим раствором едкого натра. Галлий растворяется в щелочном растворе, а ртуть возвращается на катод. Полученный раствор галлия подвергают электролизу для выделения металла. Электролиз проводится при температуре 40—50°, напряжении около 4 в, плотности тока на катоде приблизительно 0,5 а'дм.-, плотности тока на аноде 20—60 а'Дм2. Установлено, что при этом расход электроэнергии составляет 8 вт-чис на 1 г галлия. Никаких данных нет для конечного электролиза раствора галлата натрия, но можно предположить, что это цифры того же порядка, что и для описанного способа.

После классификации пульпы получают две фракции гидроксида алюминия (мелкую и более крупную) и маточный раствор. Крупная фракция с размером частиц 40— 100 мкм является продукционным гидроксидом, который направляют на кальцинацию, а мелкую (мельче 30— 40 мкм) используют в качестве затравки при декомпозиции алюминатных растворов. Выход продукционного гидроксида составляет около 65—70 %.

Образующийся при выщелачивании красный шлам, содержащий гидроокись Fe, отделяется от алюминатного раствора фильтрацией. При гидролизе алюминатных растворов в осадок выпадает гидроокись А1. Процесс ускоряется введением затравки [мелких кристаллов AI (ОН) з]:

Образующийся при выщелачивании крас-ный шлам, содержащий гидроокись Fe, отделяется от алюминатного раствора фильтрацией. При гидролизе алюминатных растворов в осадок выпадает гидроокись А1. Процесс ускоряется введением затравки [мелких кристаллов А1(ОН)3]: 2NaAl02 + 4Н2О->-А1208-ЗН2О + 2№ОН.

4. Стойкость алюминатных растворов................. 31

6. Выкручивание алюминатных растворов.............. 76

6. Карбонизация алюминатных растворов.............. 150

Растворы алюминатов в воде получили название алюминатных растворов. В производстве глинозема приходится иметь дело с растворами алюмината натрия, а в некоторых случаях и калия.