авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

Интенсификация процесса сухого магнитного обогащения тонковкрапленных слабомагнитных железных руд с применением эффекта вибрационного псевдоожижения

-- [ Страница 2 ] --

При дальнейшем увеличении параметра перегрузки плотность сыпучей среды стабилизировалась. Заметное уплотнение среды (примерно на 10 %) было зафиксировано при 1 непосредственно при амплитуде = 0,6 мм и косвенно (по увеличению давления ) при амплитуде =1,2 мм.

 Зависимость давления действующего на пенетрометр, от параметра перегрузки На-31

Рис. 4. Зависимость давления действующего на пенетрометр, от параметра перегрузки

На основании проведения лабораторных исследований по изучению влияния вибрации на изучаемую смесь, были произведены соответствующие расчеты для нахождения необходимых параметров вибрации.

Установлено, что для достижения эффекта вибрационного псевдоожижения, необходимы следующие значения параметров вибрации:

1) поперечная (вертикальная) амплитуда вибрации 0,1 мм (слабомагнитные частицы должны находиться примерно на одинаковом расстоянии от валка в рабочей зоне сепаратора, чтобы обеспечить близкие значения пондеромоторной магнитной силы, действующей на эти частицы);

2) угол вибрации 45;

3) полная амплитуда вибрации 0,14 мм;

4) продольная (горизонтальная) амплитуда вибрации 0,1 мм;

5) частота вибрации 100 Гц (628 с-1);

6) параметр перегрузки w = 4,02;

7) скорость транспортировки 4,4 см/с.

2. Для интенсификации процесса сухого магнитного обогащения слабомагнитных руд чёрных металлов, не требующих использования воды в качестве среды разделения, целесообразно использовать предложенную модель сухого электромагнитного сепаратора, использующего эффект вибрационного псевдоожижения материала, что позволит повысить технологические показатели обогащения за счёт отсутствия гидравлических сил в потоке материала.

Для обогащения тонковкрапленных слабомагнитных железных руд крупностью менее 75 мкм используют мокрую магнитную сепарацию в сепараторах с сильным полем. Применение воды обеспечивает дезагрегацию тонких минеральных частиц, обусловленную силами адгезии. Однако использование воды влечёт за собой определённые трудности, связанные в основном с необходимостью сушки концентрата и как следствие, удорожанием конечного продукта. Ещё большие трудности возникают в районах с дефицитом технологической воды, либо её полным отсутствием. Для выполнения необходимых исследований был сконструирован принципиально новый сепаратор для обогащения тонковкрапленных слабомагнитных железных руд крупностью менее 75 мкм, использующий эффект вибрационного псевдоожижения. Принципиальная схема разделения материала представлена на рисунке 5.

Принцип действия сепаратора следующий:

– питание через бункер 1 подается в рабочую зону с помощью вибрационного питателя (лотка) 2, который обеспечивает эффект вибрационного псевдоожижения потока сухого материала;

– магнитный рабочий орган в виде вращающегося зубчатого валка 3, расположенный над вибропитателем, обеспечивает извлечение слабомагнитных частиц из псевдоожиженного потока материала;

– немагнитные частицы разгружаются с конца вибропитателя в приёмник немагнитного продукта 4;

– слабомагнитные частицы, удержавшиеся на поверхности валка, счищаются щеткой и разгружаются в приёмник магнитного продукта 5.

Рис. 5. Принципиальная схема разделения материала в рабочей зоне сепаратора

В ходе многочисленных экспериментов, проведённых для выявления оптимального режима работы сепаратора и получения наилучших показателей магнитного обогащения, наиболее значимыми являются опыты, оценивающие:

- влияние магнитной индукции на технологические показатели магнитной сепарации;

- влияние транспортировки материала в виде вибрационного псевдоожижения на технологические показатели магнитного обогащения при различных значениях вертикальной составляющей амплитуды колебаний лотка вибропитателя.

Стоит отметить, что оценочным критерием опытов являлось кондиционное содержание железа в магнитном продукте не менее 61 % при максимальном извлечении железа.

В таблице 1 представлены результаты исследований влияния магнитной индукции на технологические показатели магнитного обогащения.

Таблица 1

Влияние магнитной индукции на технологические показатели магнитного обогащения

Продукт Выход продукта, % Содержание железа, % Извлечение железа %
Ток возбуждения 2 А, В=0,3 Тл
Магнитный 27,1 60,6 29,2
Немагнитный 72,9 54,6 70,8
Исходный 100,0 56,2 100,0
Ток возбуждения 3 А, В=0,45 Тл
Магнитный 56,7 61,6 62,1
Немагнитный 43,3 49,2 37,9
Исходный 100,0 56,2 100,0
Ток возбуждения 6 А, В=0,83 Тл
Магнитный 80,3 59,0 84,3
Немагнитный 19,7 45,0 15,7
Исходный 100,0 56,2 100,0
Ток возбуждения 8 А, В=1,02 Тл
Магнитный 82,4 58,7 86,1
Немагнитный 17,6 44,7 13,9
Исходный 100,0 56,2 100,0

Изучение показателей, представленных в таблице 1 позволяет сделать вывод, что максимальное содержание железа 61,6 % достигается при магнитной индукции В = 0,45 Тл. При этом выход магнитного продукта и извлечение в него железа составляют соответственно 56,7 и 62,1 %. Дальнейшее увеличение магнитной индукции приводит к снижению содержания магнитного продукта до некондиционного.

Влияние транспортировки материала с применением вибрационного псевдоожижения на технологические показатели магнитного обогащения при различных значениях вертикальной составляющей амплитуды колебаний лотка вибропитателя представлены в таблице 2.

Таблица 2

Влияние транспортировки материала с применением вибрационного псевдоожижения на технологические показатели магнитного обогащения

Продукт Выход продукта, % Содержание железа, % Извлечение железа %
Аv = 0,08 мм
Магнитный 64,6 61,0 69,0
Немагнитный 35,4 50,1 31,0
Исходный 100,0 57,1 100,0
Аv = 0,10 мм
Магнитный 65,4 61,5 70,4
Немагнитный 34,6 48,8 29,6
Исходный 100,0 57,1 100,0
Аv = 0,13 мм
Магнитный 66,4 61,4 71,4
Немагнитный 33,6 48,7 28,6
Исходный 66,4 61,4 100,0
Аv = 0,15 мм
Магнитный 67,3 61,6 72,6
Немагнитный 32,7 47,9 27,4
Исходный 100,0 57,1 100,0

На основании данных, приведённых в таблице 2, можно сделать вывод, что увеличение вертикальной составляющей амплитуды колебаний от 0,08 до 0,15 мм приводит к увеличению выхода магнитного продукта с 64,6 до 67,3 %, повышению содержания железа в последнем с 61,0 до 61,6 % и росту извлечения с 69,0 до 72,6 %.

Полученные результаты показывают, что при увеличении амплитуды колебаний лотка в рассмотренных пределах, эффективность сепарации заметно возрастает. Дальнейшее увеличение амплитуды колебаний приводит к увеличению скорости транспортирования материала и ухудшению технологических показателей.

Для того чтобы оценить сходимость экспериментальных данных и сравнить эффективность разделения при подаче питания в различных режимах сепарации, были построены сепарационные характеристики сепаратора при подаче питания в рабочую зону в виде «монослоя» и псевдоожиженного слоя, представленные на рисунке 6.

 Сепарационные характеристики при различной подаче питания в сепаратор: 1 –при-37

Рис. 6. Сепарационные характеристики при различной подаче питания в сепаратор: 1 –при вибрационном псевдоожижении; 2 – при «монослое»

С помощью формулы (3) была рассчитана крутизна сепарационной характеристики в рабочей точке, позволяющая оценить эффективность работы сепаратора в различных режимах:

, (3)

где - крутизна сепарационной характеристики;

- сепарационная характеристика в определённой точке;

- удельная магнитная восприимчивость в определённой точке.

Из сравнения характеристик крутизны в рабочей точке следует, что разница между «монослоем» () и псевдоожиженном слоем () составляет более чем в 1,5 раза. Очевидно, что разделение при подаче питания в псевдоожиженном слое должно происходить наиболее эффективно.

Для оценки рентабельности предлагаемой разработки, была произведена технико-экономическая оценка перспективного промышленного образца установки для сухой магнитной сепарации руд и промпродуктов черных металлов. Стоимость установки производительностью до 10 тонн/час на базе такой машины, включая вспомогательные технологические устройства, составит около 4 млн. рублей. Рассматриваемыми аналогами предлагаемой установки являлись комплекс для сухой магнитной сепарации корпорации Metso Minerals, а также барьерный сепаратор «Туркенич» днепропетровской компании НПФ МГТ. Полная дисконтированная стоимость проекта при значении коэффициента дисконтирования 0,15 составила 5,6 млн. руб., стоимость продвинутого европейского аналога – 12 млн. руб. Норма внутренней прибыли при 4-х летнем сроке окупаемости в режиме двухсменной работы составила 23 %. Окупаемость как западноевропейского, так и украинского аналогов уходит за пределы 5 летнего цикла.

Таким образом, установка на базе предлагаемых технических решений является окупаемой, коммерчески привлекательной и имеет несомненные технико-экономические преимущества перед установками - аналогами.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диссертация представляет собой законченную научно-квалификационную работу, в которой поставлена и решена актуальная задача интенсификации процесса сухого магнитного обогащения тонковкрапленных слабомагнитных железных руд.

Основные научные и практические результаты выполненных исследований:

1. Разработан экспериментальный образец сепаратора для сухой сепарации тонковкрапленных слабомагнитных железных руд, использующий эффект вибрационного псевдоожижения.

2. На основании лабораторных исследований и с помощью аналитического расчёта найдены оптимальные параметры вибрации, обеспечивающие подачу исходного питания в рабочую зону сепаратора с применением эффекта вибрационного псевдоожижения.

3. Выведена аналитическая зависимость, позволяющая оценить динамику поведения магнитных частиц в рабочей зоне сепаратора при вибрационном псевдоожижении материала.

5. Изучено влияние основных технологических факторов на технологические показатели магнитного обогащения в процессе сухой магнитной сепарации.

6. Получены сепарационные характеристики электромагнитного сепаратора, позволяющие установить наиболее эффективный режим его работы. Выявлено, что сепарационная характеристика, полученная при вибрационном псевдоожижении материала, наиболее близка к «идеальной», следовательно, и разделение в режиме псевдоожиженного слоя будет происходить эффективнее. Хорошее совпадение результатов прогнозирующих расчетов с фактическими измерениями подтверждает правильность численного определения сепарационных характеристик аппарата.

7. Произведена технико-экономическая оценка коммерческой привлекательности разработанного сепаратора, позволяющая сделать вывод, что установка на базе предлагаемых технических решений является окупаемой, коммерчески привлекательной и имеет несомненные технико-экономические преимущества перед установками – аналогами.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Мезенин А.О. Электромагнитный сепаратор для экологически безопасного сухого обогащения слабомагнитных тонковкрапленных руд чёрных металлов / А.О. Мезенин, Е.Е. Андреев, С.В. Дмитриев // Обогащение руд, 2011. № 3. С. 31–34.

2. Мезенин А.О. Влияние вибрационного псевдоожижения на показатели сухого магнитного обогащения тонковкрапленной гематитовой руды / В.А. Арсентьев, Ю.И. Азбель, С.В. Дмитриев, А.О. Мезенин, Е.Е. Андреев, // Обогащение руд, 2011. № 6. С. 13–17.

3. Мезенин А.О. Исследование процесса сухого магнитного обогащения гематитовой руды с использованием эффекта вибрационного псевдоожижения / А.О. Мезенин, С.В. Дмитриев, В.Б. Кусков, В.В. Львов // Обогащение руд, 2012. № 2. С. 21–24.

4. Мезенин А.О. Магнитная и электромагнитная сепарация различных черновых концентратов Лемненской ОФ Иршанского ГОКа / Ю.И. Азбель, С.А. Лупей, С.В. Дмитриев, И.В. Григорьев, А.О. Мезенин // Обогащение руд, 2011. № 5. С. 13–15.

5. Мезенин А.О. Повышение технологических показателей обогащения мелкозернистых окисленных гематитовых руд в процессе сухой магнитной сепарации на примере сепаратора ЭВС-15/5 / Ю.И. Азбель, В.Б. Васильков, Е.Е. Андреев, А.О. Мезенин // Сб. докл. Международной научно-технической конференции «Научные основы и практика переработки руд и техногенного сырья». –Екатеринбург: Изд-во «Форт Диалог-Исеть», 2010. С. 173–177.

6. Пат. на полезную модель. 109023 РФ. МПК В 03 С 1/00. Электромагнитный валковый сепаратор / Ю.И. Азбель, В.А. Арсентьев, И.И. Блехман, В.Б. Васильков, С.В. Дмитриев, И.В. Григорьев, А.О. Мезенин. Опубл. 10.10.2011. Бюл. № 28

7. Пат. на полезную модель. 110299 РФ. МПК В 03 С 1/00. Магнитный валковый сепаратор на постоянных магнитах / Ю.И. Азбель, В.А. Арсентьев, С.В. Дмитриев, И.В. Григорьев, А.О. Мезенин. Опубл. 20.11.2011. Бюл. № 32.



Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.