Повышение эффективности работы водно-шламовых систем углеобогатительных фабрик за счет сокращения продолжительности нестационарного режима (стр. 1 )

Для заказа доставки работы

воспользуйтесь поиском на сайте http://www. /search. html

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ГОЛИКОВ Алексей Сергеевич

УДК 622.794

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СИСТЕМ УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК ЗА СЧЕТ СОКРАЩЕНИЯ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ НЕСТАЦИОНАРНОГО РЕЖИМА

05.15.08 - «Обогащение полезных ископаемых»

Диссертация на соискание ученой степени

кандидата технических наук

Научный руководитель

доктор технических наук,

профессор

Кривой Рог – 2013

		ОГЛАВЛЕНИЕ
.			Стр.
		ВВЕДЕНИЕ	5
1.		СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ	11
	1.1	Анализ существующих схем регенерации шламовых вод.	11
	1.2	Влияние накопления шлама на работу операций обогащения и осветления оборотных вод.	18
	1.3	Анализ существующих способов описания циркуляции шламов в замкнутых водно-шламовых схемах углеобогатительных фабрик	22
	1.4	Выводы и постановка задач исследования.	34
2.		РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ РАБОТЫ ВШС С УЧЕТОМ ИНЕРЦИОННОСТИ ПОСТУПЛЕНИЯ ПИТАНИЯ	37
	2.1	Общие принципы численного метода моделирования ВШС	37
	2.2	Основные элементы и определения теории графов.	39
	2.3	Применение теории графов для моделирования работы ВШС.	43
	2.4	Методика моделирования схем замещения ВШС с учетом инерционности поступления потоков.	46
	2.5	Методика исследования ВШС с учетом инерционных свойств системы.	49
	2.6	Разработка критерия для оценки эффективности работы ВШС с учетом инерционных свойств системы.	62
	2.7	Исследование эффективности работы ВШС в зависимости от параметров системы	80
		2.7.1 Исследование влияния инерционных свойств шламовых потоков на продолжительность нестационарного режима работы	81
		2.7.2 Исследование влияния способа соединения разделительных аппаратов на продолжительность нестационарного режима работы	86
	2.8	Выводы	93
3.		ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СХЕМ С УЧЕТОМ ИНЕРЦИОННОСТИ УЗЛОВ И СОЕДЕНЯЮЩИХ ШЛАМОВЫХ ПОТОКОВ	95
	3.1	Исследование работы ВШС ГОФ «Луганская»	96
		3.1.1. Описание действующей ВШС ГОФ «Луганская»	96
		3.1.2 Подготовка и расчет данных для моделирования работы ВШС	98
		3.1.3 Анализ результатов моделирования ВШС ГОФ «Луганская»	102
	3.2	Исследование работы ВШС ЦОФ «Чумаковская»	116
	3.3	Выводы	132
4		ЭКПЕРЕМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ГИДРОЦИКЛОНА В ЗАМКНУТОМ ЦИКЛЕ С ПРОДУКТАМИ РАЗДЕЛЕНИЯ	135
	4.1	Исследование работы гидроциклона в замкнутом цикле с продуктами разделения.	135
		4.1.1 Методика проведения исследования	135
		4.1.2 Замкнутый цикл со сливным потоком.	139
		4.1.3 Замкнутый цикл с сгущенным продуктом.	144
	4.2	Исследование работы лабораторного гидроциклона при различном содержании тонких классов (- 0,063 мм) в питании.	148
	4.3	Выводы	152
5		РАЗРАБОТКА РЕКОМЕНДАЦИЙ ПО УСОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ РАБОТЫ ВОДНО-ШЛАМОВЫХ СИСТЕМ.	154
	5.1	Особенности действующей и предлагаемой ВШС ГОФ «Луганская»	154
	5.2	Технологические рекомендации по проектированию и усовершенствованию действующих ВШС.	162
		ВЫВОДЫ	165
		СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	168
		ПРИЛОЖЕНИЯ	182
		Варианты технологических схем регенерации шламовых вод	182
		Текстовые файлы Test и Nnlinks	187
		Схемы замещения ГОФ «Луганская» и ЦОФ «Чумаковская»	190
		Рекомендации по совершенствованию работы водно-шламовой системы ЦОФ «Луганская».	193

ВВЕДЕНИЕ

Наличие в угле мелких классов, минеральных примесей и размокаемых пород приводит к необходимости не только очистки шламовых вод, но и обогащения шламов. Основные сгустительные и разделительные операции должны обеспечивать необходимую эффективность извлечения горючей массы из шламовых потоков, что усложняет водно-шламовые системы (ВШС) в технологическом исполнении, и они характеризуются значительным количеством шламовых потоков и операций, сложной топологией, наличием возвратных потоков.

В замкнутых циклах регенерации шламовых вод происходит накопление шлама в оборотной воде и в питании аппаратов из-за малоэффективной работы разделительных аппаратов. В результате содержание шлама во всех потоках системы увеличивается, и все узлы ВШС работают с дополнительной нагрузкой. Эффективность работы всей системы регенерации значительно снижается. Увеличения концентрации шлама в узлах системы происходят с определенной периодичностью, которая соответствует транспортным задержкам потоков, провоцирующим очередной скачок концентрации. В результате в работе ВШС наблюдается переходной (нестационарный) процесс, при котором изменяются основные показатели работы элементов схемы.

Переходные процессы отрицательно сказываются на эффективности работы замкнутых схем. Следовательно, их продолжительность должна быть минимальной. Сложные технологические комплексы регенерации шламовых вод характеризуются множеством транспортных маршрутов, по которым проходят потоки от начала схемы до узлов вывода. При низкой эффективности осветления оборотной воды достижение равновесной концентрации значительно затягивается, так как возвратными потоками шлам направляется в начало технологического процесса. Для эффективной работы ВШС важна рациональная компоновка оборудования таким образом, чтобы количество маршрутов было минимальным, и при этом обеспечивались бы необходимые технологические задачи. Схемы должны включать быстродействующие аппараты с низкими инерционными свойствами. Это позволит повысить пропускную способность маршрутов, увеличить скорость обработки шламовых потоков и вывода шлама, сократить продолжительность переходных процессов.

Актуальность темы. Эффективность работы замкнутых технологических схем для обогащения и регенерации шламовых вод определяет степень извлечения и вывод из системы тонкодисперсных частиц. Поэтому, совершенствуя работу этих циклов, можно снизить потери горючей массы с отходами обогащения и увеличить выход товарных продуктов. Сокращение количества циркуляций и длительности выхода на стационарный режим является основными факторами, которые повышают эффективность работы замкнутых циклов. Водно-шламовые схемы состоят из множества узлов и аппаратов больших емкостей, которые характеризуются длительным временем обработки порции шлама. При сложной топологии системы достижения равновесной концентрации шлама будет длительным. При этом все узлы и аппараты характеризуются нестабильной работой: изменяется реология разделительной среды, граничная крупность разделения, насосные и гидротранспортные установки работают с потерями напора и с повышенными расходами энергии на перекачивание пульпы, а также изменяются сепарационные характеристики аппаратов. Это негативно влияет на качественные показатели обогащения, на работе всего дополнительного оборудования. Поэтому сокращение длительности нестационарного режима является актуальной научной задачей, решение которой позволит повысить эффективность работы системы в целом при обогащении угля.