Обґрунтування параметрів процесу гідротранспортування мінеральної сировини з використанням гідродинамічно активних речовин - Автореферат

Однак зі зміною економічних й екологічних умов проявилися недоліки гідротранспорту - високі енергоємність і водоспоживання, а також використання в технологіях переробки флокулянтів, які змінюють параметри несучого середовища й матеріалу, що транспортується, а це не враховують існуючі методики розрахунку параметрів гідротранспорту. «Українське вугілля» та № 1918 від 18.10.99 «Комплексною програмою розвитку кольорової металургії України на період до 2010 року»; в рамках державних бюджетних тем НАН України 1.3.5.75 «Розвиток наукових основ механіки гірничо-металургійних машин, процесів видобутку й переробки мінеральної сировини для енерго-й ресурсозберігаючих технологій» (№ ГР 0102U005237), а також ІІІ-32-07 «Науково-технічні основи розрахунків параметрів процесів і машин, які забезпечують надійність, екологічну безпеку та ресурсозбереження технологій видобутку, транспортування та переробки мінеральної сировини» (№ ГР 0107U001266), в яких автор є виконувачем. Ідея роботи полягає в використанні встановлених залежностей гідравлічного ухилу й критичної швидкості від концентрації ГДАР й параметрів флокул, утворених з частинок матеріалу, який транспортується, для обґрунтування параметрів насосного устаткування й витратно-напірних характеристик трубопроводів, що дозволяє зменшити енергоємність і водоспоживання процесу гідротранспортування мінеральної сировини. На основі теоретичних досліджень розробити модель процесу формування флокул з твердих частинок матеріалу, що транспортується, і макромолекул ГДАР при напірній течії в трубопроводі, яка враховує геометричні розміри частинок, їх масову долю в матеріалі й заряд поверхні, а також тип та молекулярну масу полімеру. Розроблено й упроваджено «Методику розрахунку параметрів гідротранспорту твердих матеріалів з гідродинамічно активними домішками», яка вперше дозволяє розраховувати гідравлічний ухил та критичну швидкість під час гідротранспорту мінеральної сировини в присутності гідродинамічно активних речовин, а також оцінювати енергоємність та водоспоживання процесів гідротранспортування з урахуванням густини та гранулометричного складу твердої фази, концентрації та молекулярної маси ГДАР.При моделюванні процесу флокуляції було прийнято, що адсорбція полімерних іонів на твердих частинках відбувається тільки за рахунок сил електростатичного притягнення, а інші види звязків (водневий звязок, звязок за рахунок сил Ван-дер-Ваальса) під час гідродинамічної дії не утворюються. Цей процес повторюється, доки на полімерному іоні залишаються вільні заряджені центри, в матеріалі, що транспортується, існують частинки, які здатні взаємодіяти з цими центрами, і довжина іона, на якій розглядається взаємодія, більша за довжину елементарної ланки. Виходячи зі ступеня полімеризації n полімеру, що застосовується в конкретних умовах, і діаметра d частинок, здатних адсорбувати цей полімер, розраховується форм-параметр Якщо >1, то будуть формуватися флокули, у яких всі заряджені центри беруть участь в адсорбції, якщо 0.262< 1 - то флокули, у яких не всі заряджені центри беруть участь в адсорбції. Якщо >1, то будуть формуватися флокули, у яких всі заряджені центри беруть участь в адсорбції, а якщо 0.262< 1, - то флокули, у яких не всі заряджені центри беруть участь в адсорбції.Дисертація є закінченою науково-дослідною роботою, в якій розвязано актуальну наукову задачу встановлення нелінійних аналітичних залежностей гідравлічного ухилу й критичної швидкості гідротранспортування мінеральної сировини з гідродинамічно активними речовинами (ГДАР), що флокулюють частинки деяких компонентів сировини, від концентрації ГДАР, ступеня полімеризації, а також геометричних розмірів і концентрації флокул, що дозволяє знизити енергоємність і водоспоживання процесу гідротранспортування й має важливе народногосподарське значення. Аналіз існуючих методик розрахунку гідравлічного ухилу й критичної швидкості гідротранспортування розсипів і руд показав, що жодна з них не враховує присутності ГДАР, хоча необхідність у таких методиках диктується використанням ГДАР у технологіях переробки мінеральної сировини, а також можливістю зниження за допомогою ГДАР гідравлічного опору при течії гідросуміші. На основі аналізу існуючих методик розрахунку гідравлічного ухилу при течії пульпи з частинками крупністю від 0,2 до 2 мм, а також обробки результатів експериментів вперше встановлено залежність додаткового гідравлічного ухилу від коефіцієнта гідравлічного опору. Розроблено й упроваджено «Методику розрахунку параметрів флокул, що утворюються при взаємодії частинок твердої фракції пульпи з гідродинамічно активними домішками», яка дозволяє розраховувати геометричні параметри флокул, масові долі флокул та твердих частинок, що не взаємодіють з полімером, а також залишкову концентрацію ГДАР. Розроблено й упроваджено «Методику розрахунку параметрів гідротранспорту твердих матеріалів з гідродинамічно активними домішками», яка вперше дозволяє розраховувати гідравлічний ухил та критичну швидкість з урахуванням густини т

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ