Дослідження нестаціонарних гідромеханічних процесів згущення, розділення рудних пульп і зневоднення концентратів на вакуум-фільтрах. Розробка фізико-технічних технологій переробки розсипів на основі гравітаційних методів збагачення мінеральної сировини.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора технічних наукРозроблені динамічні моделі дозволяють визначити коефіцієнти підсилення гідродинамічних параметрів на виході з апаратів у разі їх збурень на вході й тим самим узгодити роботу різних апаратів у послідовному технологічному ланцюзі, що позитивно впливає на стабільність показників збагачення. На основі гідродинамічних моделей розроблений комплект методик розрахунку параметрів технологічних процесів при збагаченні розсипів і руд, який упроваджено в практику наукових досліджень і проектно-конструкторських робіт. Изучены особенности процессов нестационарного сгущения и обесшламливания в зумпфах и сгустительных воронках при подготовке пульпы, разделения тонкослойных течений гидросмесей на конусных сепараторах и обезвоживания промпродуктов и товарных концентратов на ленточных вакуум-фильтрах. Анализ технологических и технических решений, а также моделей гидродинамических процессов при подготовке и обогащении руд и россыпей показал высокую роль подготовительных процессов, используемых для сгущения суспензий и обезвоживания промежуточных продуктов, в то время как показатели процесса обогащения зависят от стабильности параметров нагрузки технологических аппаратов. Получены уравнения, характеризующие нестационарные режимы сгущения гидросмеси, которые позволили выполнить расчет параметров движения гидросмеси в трубопроводах между сгустительной воронкой и конусным сепаратором, получить уравнения для распределения давления в трубопроводе и скорости скольжения.У звязку з цим удосконалюванню технологій гравітаційного збагачення приділяється все більша увага, що викликає необхідність як вивчення на високому науковому рівні гідродинамічних процесів, що протікають при розділянні мінеральних зерен в апаратах, так і обґрунтування параметрів технологічного устаткування. При цьому в звязку з неминуче великими коливаннями параметрів титан-цирконових пісків, що добуваються, і відповідно пульпи, що подається на збагачення, потрібно мобільне й гнучке регулювання параметрів технологічного устаткування, що неможливо без наукових досліджень гідродинамічних процесів, які протікають при розділянні мінеральних зерен у технологічних апаратах. Дисертація виконана відповідно до схваленої постановою Кабінету Міністрів України № 1918 від 18.10.99 комплексної програми розвитку кольорової металургії України на період до 2010 року; державної програми "Створити й освоїти технології та технічні засоби, які забезпечують екологічно чисті процеси видобутку й переробки корисних копалин за рахунок використання безвідхідних технологій та утилізації відходів промислових виробництв" і в рамках державної бюджетної теми НАН України 1.3.5.4 "Наукові основи забезпечення надійності технологій збагачення мінеральної сировини", що виконується по проблемі 3.2.2 "Розробка й удосконалення теорії та методів збагачення корисних копалин" і в якій автор є виконавцем. Ідея роботи полягає у використанні особливостей динамічних залежностей показників процесів згущення, розділяння пульпи й зневоднення концентратів від конструктивних і технологічних параметрів устаткування для забезпечення стійких режимів переробки титан-цирконових розсипів. Двошаровому плину по поверхні конусного сепаратора з урахуванням осадження твердих часток притаманні такі закономірності: для верхнього шару - товщина шару на виході з конусного сепаратора лінійно зростає зі збільшенням початкової швидкості та товщини потоку; швидкість плину й концентрація твердого вздовж твірної конусного сепаратора відповідно монотонно зростає й меншає; уздовж твірної конусного сепаратора товщина шару досягає мінімального значення, яке зменшується при мінімізації початкової швидкості, а потім починає збільшуватися і поблизу вихідного перерізу зростає експоненціально; для нижнього шару - товщина шару на виході із сепаратора зростає зі збільшенням початкової швидкості верхнього шару за параболічною залежністю; товщина шару вздовж твірної збільшується монотонно, а поблизу вихідного перерізу - за експонентою.Таким чином, конусні сепаратори забезпечують ефективне первинне збагачення руд у вузькому діапазоні крупності при незначних коливаннях швидкості й вмісту твердого у вихідній пульпі, при цьому висока продуктивність цих апаратів дозволяє зменшити водоспоживання на збагачувальних фабриках та кількість одиниць устаткування на одного оператора й полегшити керування технологічним процесом. Водночас був виконаний розрахунок параметрів руху гідросуміші в трубопроводах між згущуючою лійкою та конусним сепаратором, що дозволило одержати рівняння для розподілу тиску в трубопроводі та швидкості ковзання. За цією моделлю верхній шар є пульпою, з якої в процесі її руху вздовж каналу тверді частки безупинно осаджуються в нижній шар.