ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕШЛАМАЦИИ МАГНЕТИТОВОЙ СУСПЕНЗИИ НА ОСНОВЕ ИЗМЕНЕНИЯ гидродинамических параметров процесса :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність теми дисертаційного дослідження, сформульовано мету та завдання досліджень, представлено наукові положення, які виносяться на захист, наукову новизну, а також наукове та практичне значення роботи, реалізацію результатів дисертації, наведено відомості про особистий внесок здобувача, зв’язок дисертації з науковими програмами, планами й темами, наведено дані про апробацію та реалізацію результатів роботи.

У першому розділі викладено аналіз теорії та практики сучасних досліджень гідродинамічних процесів, що протікають при гідравлічному збагаченні, а також засобів і способів, які реалізують процес поділу компонентів рудної суспензії в дешламаторі з урахуванням зміни гідродинамічних параметрів процесу.

Наведено огляд і аналіз виконаних досліджень, розроблених засобів і способів знешламлення залізорудної сировини й інших мінеральних корисних копалин на гірничо-збагачувальних підприємствах України, а також країн близького й далекого зарубіжжя. Вагомий внесок у розв’язання цієї проблеми зробили такі вчені: В. О. Олевський, Г. В. Губін, В. І. Кармазін, П. І. Пілов, В. М. Шохін, О. Д. Полулях, О. І. Назимко, В. С. Гвоздік, В. В. Ткач, В. П. Ніколаєнко, І. С. Благов, О. С. Богданов, І. М. Келіна, Б. В. Кізевальтер, В. С. Білецький, О. М. Корчевський, Л. В. Лещенко, Л. О. Ломовцев, В. Д. Потапов, В. В. Стальський, М. К. Широкінський та інші.

Аналіз роботи гірничо-збагачувальних комбінатів, які переробляють магнетитові кварцити, показав, що в основному застосовуються магнітні дешламатори зі спадним способом подавання вихідної суспензії. Разом з тим, таке формування подавання вихідного живлення обмежує приріст якісних показників процесу поділу частинок за крупністю через те, що при спадному живленні наявний збіг векторів напрямку руху рудних частинок і напрямку гравітаційної складової, тому частина породних частинок захоплюється потоком і осаджується в донній частині дешламатора, тим самим знижуючи якість пісків.

Виконаний аналіз конструктивних параметрів дешламаторів і результатів поділу рудної суспензії в них дозволяє вважати найбільш перспективними дешламатори, у яких вісь потоку вихідного живлення відхилена від вертикального складника. При цьому подаванні, на відміну від інших способів, збільшуються час знаходження частинок суспензії в зоні витання та площа осадження твердого в зону формування згущеного продукту. Таке подавання є одним зі шляхів підвищення вмісту корисного компонента в концентраті, зниження його втрат у зливі й забезпечення мінімального засмічення згущеного продукту породним шламом.

Ефективність процесу знешламлення пов’язана з керованими технологічними факторами: швидкістю подавання вихідного живлення, співвідношенням твердої й рідкої фаз у загальному об’ємі пульпи, способом подавання вихідного живлення в приймальну ємність дешламатора, що забезпечують поділ компонентів пульпи за густиною. Водночас практично не вивченим є питання, що стосується впливу зміни формування живильного потоку та його просторової орієнтації на ефективність процесу поділу частинок за крупністю.

Аналіз відомих математичних моделей, що описують гідродинамічні процеси, які проходять у дешламаторі, показує: у них не враховується фактор формування вихідного живлення з урахуванням характеру руху частинок твердої фази, а сепараційні характеристики процесу знешламлення досліджено в основному стосовно спадного способу вихідного живлення.

Тому при проведенні досліджень для створення моделі процесу поділу частинок у дешламаторі з радіально-спрямованим рухом вихідного живлення, що дозволяє визначати оптимальні умови поділу частинок за крупністю, необхідно розглянути особливості руху частинок у потоці, а також фактори, які впливають на ефективність процесу поділу магнетиту та кварцу при зміні траєкторії й динаміки їх руху всередині апарата.

У другому розділі наведено характеристику об’єкта досліджень і методику проведення досліджень.

При виконанні досліджень використовувалася магнетитова пульпа збагачуваної руди ПАТ "Південний гірничо-збагачувальний комбінат", відповідно до якої було вивчено речовинний склад і розподіл мінералів та корисного компонента за класами крупності, які впливають на процес знешламлення пульпи. Установлено, що відповідно до магнетитової суспензії розкриття зростків відбувається в класах крупності менше ніж 0,045 мм. Гранулометричний аналіз вихідної сировини показав, що крупність суспензії перебуває в межах 73,1 % класу
–0,045 мм. У результаті хімічного аналізу складу пульпи встановлено, що максимальна масова частка Fe_заг відзначається в класі крупності –0,04+0,03 мм і становить 69,3 %. Мінімальне значення цього показника зафіксоване в гранулометричній фракції
–0,005+0 мм і становить 42,5 %. Злив поданий тонким класом –0,025+0 мм у вигляді вільних кварцових частинок або бідних рудних зростків. Тому граничним значенням крупності при створенні математичної моделі процесу й вивченні сепараційних характеристик дешламаторів прийнято клас –0,025+0 мм.

Методика проведення експериментів включала дослідження швидкості переміщення частинок у стиснених умовах, а також гідродинамічних параметрів процесу знешламлення при зміні просторової орієнтації живильного потоку за рахунок його радіального подавання. Відповідно до методики досліджень контроль процесу здійснювався за масовою часткою заліза загального й магнітного за допомогою хімічного аналізу та із застосуванням експрес-аналізатора пондеромоторного  типу.

Визначення параметрів при проведенні експериментальних досліджень здійснювалися на підставі результатів, одержаних та оброблених методами математичної обробки результатів даних із застосуванням пакета прикладних програм MathLab і MathCad.

У третьому розділі наведено результати виконаних теоретичних досліджень гідродинамічних процесів при знешламленні залізовмісної суспензії з визначенням конструктивно-технологічних параметрів гідравлічного збагачення й урахуванням просторової орієнтації потоку вихідного живлення.

Дослідження процесу гідравлічного збагачення показало, що ефективність процесу підвищується при більш тривалій взаємодії частинок вихідної сировини з двофазним середовищем у приймальній ємності дешламатора. Найбільш дієво це відбувається в зоні витання часток. Моделювання процесу гідравлічного збагачення було спрямоване на вирішення завдання визначення впливу зміни просторової орієнтації потоку вихідного живлення зі спадного на радіально-горизонтальний, на трансформацію траєкторії руху частинок і надання сприятливих умов для видалення дрібнодисперсних, нерудних частинок малої густини крупністю –0,025+0 мм у злив. Розв’язання поставленого завдання мінімізує можливість потрапляння частинок тонких класів у зону згущення декламатора, відповідно, зменшується нерудний складник у згущеному продукті.