<<
>>

Результаты АСПСС процесса выращивания малахита

В результате Анализа было выявлено 95 Параметров (за исключением некоторых технологически значимых), влияние которых теоретически и практически определяют ход процесса кристаллизации малахита в промышленных условиях.

Их взаимосвязи показаны в таблице 12. В Приложении Д приведён орграф, построенный по материалам таблицы 12. Все

параметры разделены на пять категорий, отмеченных своим цветом. Розовый - элементы конструкции и стационарные параметры кристаллизатора; Жёлтый - задаваемые параметры; Голубой - параметры, которые изменяются на протяжении процесса; Зелёный - параметры конечного результата синтеза; Серый - элементы, связанные с негативным влиянием на результат синтеза. Стрелками на орграфе (Приложение Д) показано, как связаны одни параметры с другими: красные стрелки соответствуют положительным, усиливающим

воздействиям на фактор, синие - отрицательным, ослабляющим силу фактора, на который они направлены, сиреневые - могут быть как с положительным, так и с отрицательным воздействием на фактор.

Таблица 12 - Таблица связей «причина-фактор-следствие» в процессе синтеза малахита

(пояснения в тексте)

№№ причин, условий Фактор №№ промежуточ­ных следствий
1 Объём растворительной камеры 11
2 Осесимметричность и равномерность теплоизоляции кристаллизационной камеры 14,25,95
3 Теплоизоляция конденсационной камеры 16
4 Теплоизоляция растворительной камеры 15
5 Температура нагрева 25,51,57
16, 85 6 Температура на куполе конденсационной камеры 16,51
72 7 Площадь поверхности конденсации 19
77 8 Площадь поверхности испарения раствора в камере кристаллизации 17
9 Цилиндрическая кристаллизационная камера 68,69,81
62,80 10 Концентрация аммиака в растворе 22
1 11 Шихта - смесь: медь углекислая основная и отходы малахитового производства (количество) 12,13,33,41
11,62,63,65 12 Примеси в растворе (железо, натрий, магний, алюминий) 28?!,29?!,33
11 13 Длительность производственного цикла выращивания 43
2,24,25,45 14 Температура раствора в крист.
камере
24,25,45,50,51,56,

94

4,16 15 Температура в растворительной камере 16,21,44,51
3,6,15,45 16 Температура в конденсационной камере 6,15,18,51
8,45 17 Испарение раствора в кристаллизационной камере 18,91
16,17 18 Перенос газа из крист. в конденс. камеру 19
7,18 19 Конденсация растворителя 20
19 20 Поступление растворителя в растворительную камеру 22
15 21 Растворимость аммиака в растворительной камере 22
10,20,21,41 22 Растворение шихты 23

№№ причин, условий Фактор №№ промежуточ­ных следствий
22,36,40,80 23 Концентрация и объём раствора, поступающего из растворительной камеры 91
14,39,46,47,57 24 Температура раствора на фронте роста донного материала 14,26,48,50,94,95
2,5,14,38,45 25 Температура на фронте роста "боковины" (ниже, чем у "донного") 14,27,48,95
24,35,47,48,92 26 Пересыщение по М на фронте роста донного материала 28,54
25,35,45,47,48,

92

27 Пересыщение по М на фронте роста боковинного материала 28,54
12,26,27,35 28 Линейная скорость роста 29,38,39,93
12,28 29 Интенсивность расщепления 30
29 30 Толщина зерна кристаллов М 31,32
30 31 Крупнокристаллический малахит (тёмный) Fin
30 32 Мелкокристаллический малахит (светлый) Fin
11,12 33 Состав конечного продукта Fin
34 Прошедшее время с момента постановки 35,36,37,

38,39,40,41

34,37,59,71 35 Текущая площадь нарастания 26,27,28,42
34,40,80 36 Объём жидкости в растворительной камере 23,37
34,36,80 37 Объём жидкости в кристаллизационной камере 35
28,34,63 38 Толщина наросшего боковинного материала 25
28,34 39 Толщина наросшего донного материала 24
34 40 Текущий объём шихты в растворительной камере 23,36,41
11,34,40 41 Текущая поверхность растворения в растворительной камере 22
35 42 Объёмная скорость роста 43
13,42 43 Конечный объём материала Fin
15 44 Температура раствора, поступающего в крист.камеру из растворительной 45,51
14,44 45 Температура на поверхности раствора в крист. камере 14,16,17,25,27,

51,95

46 Нагрев, расположенный симметрично в центральной части подо дном крист.камеры 24,95
56,95 47 Скорость конвекции в растворе кристаллизационной камеры 24,26,27,49,92,93
24,25,91 48 Скорость разрушения медно-аммиачного комплекса в крист.
камере (выделение компонентов растворителя)
26,27,93
47,92,94 49 Скорость отвода газовой составляющей от фронта роста донного 52
14,24,51 50 Растворимость газов в растворе кристаллизац. камеры 90
5,6,14,15,16,

44,45,57,82

51 Давление в кристаллизаторе 50,94
49,50,90,94 52 Вероятность возникновения пузырьков газа на растущей поверхности 53

№№ причин, условий Фактор №№ промежуточ­ных следствий
52 53 Образование "амфор" 89
26,27,91 54 Вероятность массового зарождения в растворе 55
54 55 Образование белых прослоев и налетов на поверхности; образование занозистой поверхности материала 89
14 56 Плотность и вязкость раствора в крист. камере 47
5 57 Температура на контакте малахита с дном 24,51,58
57,82 58 Переход малахита в тенорит 89
59 Степень изогнутости поверхности нарастания 35,60,61
59 60 Параллельно-полосчатый рисунок Fin
59 61 Волнистый, концентрически-зональный, почковидно- секториальный рисунок Fin
62 Повторное использование раствора 10,12
63 Завершение цикла - получение донного материала, боковина остаётся на доращивание (боковина 51 —>50—>90—>52—>53).
Вторая - повышение температуры нагрева дна кристаллизационной камеры, которое также уменьшает растворимость газов в растворе (цепь факторов 5—57—24—50—90—52—53). Это объясняет то, что «амфоры» чаще всего возникают в средней части дна кристаллизатора, где температура максимальна. Третья, связанная с первой, - увеличение скорости роста за счет ускорения переноса вещества в кристаллизационную камеру (цепь факторов (3+6)—16—((18—19—20)+(15—21))—22—(17+23)—91—48—(90+93)—52—53). Освободившиеся от ионов малахита «газовые компоненты» раствора (NH3, CO2) на поверхности роста не успевают распределиться в растворе, и на уже выросшем слое малахита возникают пузырьки газа, которые обрастают малахитом. Отвод газовой составляющей от фронта роста (49) происходит при молекулярной диффузии (94) и при помощи конвекции (47). Конвекцию определяет, прежде всего, различия температур в разных частях кристаллизационной камеры (95), на которые оказывает влияние форма и расположение источника нагрева и характер отвода тепла. При существующем осесимметричном равномерном подогреве дна с малыми градиентами температуры (46) вдоль него и круговой теплоизоляции боковых стенок (2) скорость отвода продуктов разложения амминокомплекса (49) посредством конвекции мала и соизмерима со скоростью отвода с помощью диффузии. Это и определяет и малые скорости роста и высокую вероятность выделения продуктов разложения в виде газовых пузырьков (52). Введение асимметричного нагрева и теплоизоляции позволит усилить влияние конвекции и снизить вероятность возникновения «амфор» ((2+24+45)^95^47^49^52^53). Это также позволит увеличить пересыщение на фронте роста материала и, как следствие, линейную скорость (47^-26^-28). Асимметричный нагрев также может позволить увеличить разнообразие цвета и рисунка материала в пределах одного кристаллизатора (24^26^28^29^30^(31+32)).

Практическим результатом анализа стало конструирование и изготовление кристаллизатора нового типа. Работы были прерваны по экономическим соображениям.

В качестве дополнительных рекомендаций отметим:

1) Необходимость отказа от ручного управления процессом при переходе от одного режима к другому.

2) Желательность превращения цеха в закрытую систему, а именно: теплоизоляция помещения от влияния атмосферного воздуха, либо введение термостатирования в цеху.

<< | >>

Еще по теме Результаты АСПСС процесса выращивания малахита:

  1. ВВЕДЕНИЕ
  2. Причинно-следственные связи в процессе выращивания
  3. Возникновение, развитие и использование АСПСС
  4. Результаты АСПСС процесса выращивания малахита
  5. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ