Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Анализ состояния, направления развития техники и технологии селективного измельчения
1.1. Основные положения избирательного измельчения 11
1.2. Оборудование и технологии для избирательного измельчения и перспективы их развития 15
1.3. Обоснование возможности и целесообразности применения пневмоструйной противоточной мельницы в керамической промышленности 35
1.4. Цель и задачи исследований 45
1.5. Выводы 47
ГЛАВА 2. Расчет основных параметров пневмоструйной противоточной мельницы для избирательного измельчения
2.1. Теоретические посылки для математического описания движения двухфазной струи при избирательном измельчении 48
2.2. Математическое описание движения двухфазной струи в помольной камере пневмоструйной противоточной мельницы 52
2.3 Аналитический анализ уравнений, описывающих движение двухфазной струи в помольной камере пневмоструйной противоточной мельницы 61
2.4. Математическое описание истирающего разрушения при соударении двухфазных струй в помольной камере 68
2.5. Определение коэффициента энергетических затрат при истирании частиц материала в пневмоструйной противоточной мельнице 76
2.6. Математическое описание процесса извлечения ферромагнитных примесей при избирательном измельчении материала 80
2.7. Выводы 83
ГЛАВА 3. План программа и методика проведения экспериментальных исследований
3.1. Основные положения экспериментальных исследований 84
3.2. План и программа экспериментальных исследований 87
3.3 Описание экспериментального оборудования и средств контроля 88
3.4. Методики проведения экспериментальных исследований и измерений 98
3.5. Характеристика исследуемого материала 101
3.6. Выводы 103
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования пневмоструйной противоточной мельницы
4.1. Исследования аэродинамических параметров помольной камеры пневмоструйной противоточной мельницы 104
4.2. Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса избирательного измельчения в пневмоструйной противоточной мельнице 108
4.3 Оптимизация процесса избирательного измельчения в пневмоструйной противоточной мельнице 135
4.4. Выводы 141
ГЛАВА 5. Опытно-промышленное внедрение пневмо-струйной противоточнои мельницы 142
Выводы по главе 147
Основные результаты и выводы 148
Литература
- Оборудование и технологии для избирательного измельчения и перспективы их развития
- Математическое описание движения двухфазной струи в помольной камере пневмоструйной противоточной мельницы
- План и программа экспериментальных исследований
- Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса избирательного измельчения в пневмоструйной противоточной мельнице
Введение к работе
В настоящее время остро стоит проблема создания эффективных композиционных материалов отечественного производства. Так, при производстве лакокрасочной продукции, сухих строительных смесей, керамических и других изделий, большое внимание уделяется контролю качества поступающего на переработку сырья. При этом, основными требованиями к сырью являются его гранулометрический состав и процентное содержание вредных минералов. Несоответствие предъявляемых требований, действующим стандартам приводит к значительному усложнению технологических процессов производства при подготовке сырьевых материалов и их последующей переработке.
Переработка крупнозернистых материалов в тонкодисперсные порошки с одновременным извлечением нежелательных примесей составляет одну из часто используемых и наиболее сложных технологических операций при производстве строительных и отделочных материалов, керамики, металлокерамических изделий, наполнителей для пластмасс, резин, лаков и красок, бумаги, а так же ряда других материалов. При этом дисперсность получаемого порошка и отсутствие в нем вредных минералов в значительной мере определяет качество получаемых на их основе продуктов и влияет на повышение технологических и потребительских свойств [40, 54, 67].
Необходимо также отметить, что получение тонкого и сверхтонкого порошков, с одновременным выделением вредных минералов, является довольно сложной технологической задачей, т.к. затраты на помол резко увеличиваются, а начиная с некоторой предельной для данного материала величины дисперсности и способа разрушения, дальнейшее измельчение становится либо очень трудным, либо невозможным. Поэтому имеется широкая гамма, как способов избирательного измельчения твердых тел, так и применяемых для этого машин и устройств.
Тот факт, что традиционные техника и технология измельчения рудных и нерудных материалов, несмотря на длительный период совершенствования, оказались построенными на принципах, прямо противоположных принципам избирательного измельчения, объясняется заимствованием обогатителями оборудования, разрабатывавшегося с единственной целью сокращения исходных размеров материала.
Анализ существующих способов избирательного измельчения материала показал, что для измельчения ударным способом с целью подготовки материала к обогащению наиболее эффективны, наряду с центробежными дезинтеграторами бильного типа, струйные мельницы. Конструкции этих аппаратов общеизвестны, но для работы в режиме избирательного измельчения они требуют доработки и оснащения системой точного регулирования и управления процессом.
Перспективным аппаратом для осуществления тонкого помола и одновременного обогащения материалов является пневмоструйная противоточная мельница. Реализуемый в ней способ высокоскоростного самоизмельчения материалов, позволяет повысить не только дисперсность получаемого продукта, но и удельную производительность измельчителя, его энергонапряженность и к.п.д. Кроме того, появляется возможность реально использовать преимущества высокоскоростного избирательного измельчения многокомпонентных смесей материала с получением продуктов с заданными свойствами и, что немаловажно, химически чистых от вредных примесей.
Такие мельницы имеют еще целый ряд преимуществ по сравнению с другими мельницами струйного типа: простота конструкции; относительно невысокий расход энергоносителя из-за малого количества рабочих сопел; возможность работы мельницы в замкнутом цикле измельчения, что упрощает классификацию получаемых порошков и обеспечивает их заданные свойства, а также экологичность таких мельниц.
Однако, вследствие отсутствия единых рекомендаций для аналитического определения конструктивных и технологических параметров таких аппаратов, используемых в технологии избирательного измельчения материалов, потребуется проведение дальнейших исследований в этом направлении.
Целью настоящих исследований является разработка методик расчета основных конструктивно-технологических параметров пневмоструйной противоточной мельницы для избирательного измельчения и обогащения материалов, обеспечивающих повышение эффективности её работы за счет вывода посторонних включений непосредственно в процессе помола.
Задачи исследований.
1. Провести анализ применяемых способов и оборудования для избирательного измельчения материалов и выявить возможности пневмоструйных мельниц для использования их в технологии избирательного измельчения.
2. Получить аналитические выражения для расчета скорости частиц материала и энергоносителя в помольной камере пневмоструйной противоточной мельницы, позволяющие рассчитывать её конструктивно-технологические параметры, обеспечивающие избирательное измельчение и обогащение материалов.
3. Определить параметры зон косого встречного и случайных ударов в помольной камере и время пребывания частицы материала в условиях, когда происходит наиболее полное раскрытие минерала.
4. Рассчитать коэффициент энергетических затрат при истирании частиц материала в пневмоструйной противоточной мельнице, используемый для определения энергии, затрачиваемой на изменение.
5. Разработать математическую модель процесса извлечения магнитных частиц из камеры помола с помощью ячейкового магнитного улавливателя.
6. Создать экспериментальную модель пневмоструйной противоточной мельницы с ячейковым магнитным улавливателем и разработать методики исследований процесса избирательного измельчения, осуществляемого в мельнице.
7. Выявить рациональные конструктивно-технологические параметры превмоструйной противоточной мельницы с ячейковым магнитным улавливателем.
8. Внедрить в промышленных условиях для избирательного измельчения и обогащения патентно-чистую конструкцию пневмоструйной противоточной мельницы.
Научная новизна заключается в разработке:
-методики расчета кинематики движения частиц избирательно измельчаемого материала и энергоносителя с учетом конструктивных особенностей камеры помола;
-математической модели расчета конструктивно-технологических параметров зон помольной камеры, в которых происходит наиболее полное раскрытие минерала при избирательном измельчении;
-аналитического выражения для определения коэффициента энергетических затрат, позволяющего рассчитывать энергию, затрачиваемую на изменение частиц материала при истирании в пневмоструйной противоточной мельнице;
-математической модели расчета кинематики движения магнитных частиц при их извлечении из камеры помола с учетом конструктивных особенностей ячейкового магнитного улавливателя и режима работы мельницы;
-уравнений регрессии, учитывающих конструктивно-технологические особенности предложенной конструкции камеры помола, позволяющих рассчитать рациональные параметры пневмоструйной противоточной мельницы предложенной конструкции;
-новой патентно-чистой конструкции пневмоструйной противоточной мельницы, оснащенной помольной камерой с встроенным ячейковым магнитным улавливателем.
Практическая ценность работы заключается в методике расчета основных конструктивно-технологических параметров процесса избирательного измельчения и обогащения в пневмоструйной противоточной мельнице со встроенным ячейковым магнитным улавливателем и рекомендациях по выбору оптимальных технологических режимов ее работы. По результатам работы разработана новая конструкция пневмоструйной противоточной мельницы, оснащенной камерой помола с ячейковым магнитным улавливателем, на которую получен патент Российской федерации на полезную модель от 27 декабря 2005г. № 50129.
Реализация работы. Диссертационная работа выполнялась в БГТУ им. В.Г. Шухова в рамках хоздоговорной НИР и МНТП «Инновационная деятельность высшей школы». Результаты теоретических и экспериментальных исследований процесса избирательного измельчения, методики расчета рациональных конструктивных и режимных параметров, разработанный вариант пневмоструйной противоточной мельницы со встроенным ячейковым магнитным улавливателем внедрены в промышленных условиях в ЗАО «Горнодобывающая компания «Хром» (Республика Башкотарстан), а также в учебном процессе Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова на кафедре «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций».
Диссертационная работа рассмотрена и одобрена на заседании кафедры «Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций» в октябре 2006 года.
Основные результаты исследований докладывались на IV Конгрессе обогатителей стран СНГ (2003, г. Москва), на Международном конгрессе, посвященном 150-летию В.Г. Шухова «Современные технологии в промышленности строительных материалов и стройиндустрии» (2003, г. Белгород), на VII региональной научно-практической конференции «Молодые ученые - науке, образованию, производству» (2004, г. Белгород).
Публикации. По результатам работы опубликовано 7 печатных работ, получен патент Российской федерации на полезную модель № 50129 от 27 декабря 2005 г.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав и заключения, содержащего основные результаты и выводы. Работа включает 184 страницы, в том числе 163 страницы машинописного текста, 6 таблиц, 63 рисунков, список литературы из 152 наименований и 6 приложений на 21 странице.
На защиту выносятся:
- математическая методика расчета кинематики движения частиц избирательно измельчаемого материала и энергоносителя с учетом конструктивных особенностей камеры помола;
- математическая методика расчета конструктивно-технологических параметров зон помольной камеры, где происходит наиболее полное раскрытие минерала при избирательном измельчении.
- аналитическое выражение для расчета коэффициента энергетических затрат, позволяющего рассчитывать энергию, затрачиваемую на изменение частиц материала при истирании в пневмоструйной противоточной мельнице; .
- математическая модель расчета кинематики движения магнитных частиц при их извлечении из камеры помола с учетом конструктивных особенностей ячейкового магнитного улавливателя и режима работы пневмоструйной противоточной мельницы;
- математические модели, учитывающие конструктивно-технологические особенности предложенной конструкции камеры помола, позволяющие рассчитать рациональные параметры пневмоструйной противоточной мельницы предложенной конструкции;
- новая патентно-чистая конструкция пневмоструйной противоточной мельницы, оснащенной помольной камерой со встроенным ячейковым магнитным улавливателем.
Оборудование и технологии для избирательного измельчения и перспективы их развития
Разрушение горных пород, слагающих земную кору, всегда было и остается одним из основных видов деятельности человека. Вместе с тем, вопреки известному мнению, что ломать легче, чем строить, приходится констатировать чрезвычайно низкую эффективность (прежде всего энергетическую) массовых технологий разрушения: даже наиболее совершенные из них «используют» менее 1% подводимой энергии.
Вместе с тем нельзя не упомянуть о попытках поиска технологий избирательного измельчения, периодически предпринимавшихся в течение длительного времени и не без некоторого успеха, но хаотично, в результате отдельных интуитивных озарений. Во многом ситуацию усугубляет бытующее мнение, что не может произойти коренных изменений в технике и технологии дробления и измельчения руд. Между тем уже в настоящее время имеются прообразы машин и отдельные элементы технологий избирательного измельчения, подготовленные к промышленному внедрению.
Для избирательного измельчения горных пород, межзерновые границы в которых представлены структурами механического преобразования, открытых для доступа окружающей газовой среды, весьма эффективен способ дезинтеграции энергией сжатой газообразной среды. Сущность его сводится к нагнетанию под давлением воздуха, газа или пара в межзерновые промежутки с последующим резким сбросом давления в рабочей камере.
Согласно исследованиям Р. Дина и Дж. Гросса на минеральных объектах, Д. Тимрота на угле, торфе и древесине, процесс разрушения твердых тел этим способом происходит следующим образом. При достаточно высоком давлении газообразная среда проникает в поры и трещины, имеющиеся в кусках материала. При резком сбросе давления происходит быстрое расширение газовой фазы, следствием чего и является разрушение материала. Возникающие в куске разрушающие напряжения пропорциональны давлению рабочей среды, пористости (трещиноватости) материала, а также продолжительности выдержки под давлением, которая должна быть достаточна для полного насыщения пор или трещин в куске.
Попытки использовать этот способ на практике при обогащении руд предпринимались начиная с 30-х годов прошлого столетия, но безуспешно, хотя в других отраслях, например в пищевой промышленности, он нашел довольно широкое применение. В последнее время механизм процесса и возможная сфера его применения в обработке минерального сырья детально изучались в Уралмеханобре. Установлено следующее: - наиболее эффективно использовать в качестве газообразной сферы водяной пар; - работа разрушения пропорциональна начальному давлению пара в камере; - оптимальный рабочий диапазон давления находится в пределах (20-30)-105Па; - для каждого значения давления существует оптимальная продолжительность выдержки материала в камере перед сбросом пара. Она колеблется от 1 до 2 мин и обратно пропорциональна давлению. В этих условиях селективность разрушения зависит главным образом от крупности материала и резко падает, если исходный материал мельче 10-15 мм.
Отсюда вытекает, что рассматриваемый процесс желательно использовать для избирательного измельчения минеральных агрегатов, имеющих систему открытых трещин по поверхности срастания минералов, или для раскрытия кристаллов, находящихся в пористой породообразующей матрице. Способ, например, оказался весьма полезным для раскрытия драгоценных камней из штуфных образцов. Результаты его внедрения показали, что по сравнению с ручной выколкой кристаллов с помощью молотка выход товарных камней увеличился на 40-60 % при обеспечении полной сохранности их поверхности за счет исключительно высокой геометрической селективности раскрытия [139].
Установка на базе автономного автоклава как источника насыщенного пара имеет объем рабочей камеры высокого давления 1400 см . При периодической работе в полуавтоматическом режиме она обеспечивает переработку до 100 кг/ч материала.
Математическое описание движения двухфазной струи в помольной камере пневмоструйной противоточной мельницы
В пневмоструйных мельницах твердый материал перемещается газовым потоком, поэтому основным видом воздействия на частицы в мельницах этого типа являются гидродинамические силы потока и механические силы взаимодействия частиц между собой и со стенками элементов мельницы, ограничивающими поток.
Данный механизм взаимодействия довольно сложен и в настоящее время не поддается полному математическому описанию. Для приближенной количественной оценки протекающих процессов используют математический аппарат молекулярно-кинетической теории газа и статистической физики. При этом рассматривается равноускоренное и равномерное прямолинейное движение частиц твердого материала. В данном случае, пренебрегая гравитационными силами, можно считать, что частица твердого материала в газе движется равномерно и прямолинейно до тех пор, пока не произойдет ее столкновение с другой частицей или со стенкой. В процессе столкновения частицы обмениваются между собой импульсом и энергией и изменяют направление своего движения. Среднее расстояние, проходимое частицей между столкновениями, зависят от числа столкновений.
Для того чтобы затраты энергии на механическое разрушение частиц были минимальными, необходимо знать и обеспечить оптимальную энергию соударения. Знание оптимальной скорости соударения важно при выборе и расчете основных размеров конструктивных элементов мельницы и выборе режима ее работы.
Рассмотрим поведение чистого энергоносителя при его движении от среза разгонных трубок до центра помольной камеры.
Струя, выходящая из разгонной трубки, не сразу заполняет все поперечное сечение помольной камеры. При входе в помольную камеру струя отрывается от стенок и дальше движется в виде свободной струи, отделенной от остальной среды поверхностью раздела. Поверхность раздела неустойчива, на ней возникают вихри, в результате чего струя перемешивается с окружающей средой.
В пространстве между струёй и стенками помольной камеры среда находится в состоянии непрерывного обмена частицами воздуха со струей, носящий вихревой характер. При этом частицы среды с одной стороны могут вовлекаться в струю; с другой стороны, частицы энергоносителя из струи переходят в вихревую зону.
По мере движения вдоль оси струи последняя размывается. При этом половина угла а разлета можно определить из выражения: { UЛ tga nk- \ + у/ U0j tga, (2.1) где Uo - скорость энергоносителя на срезе разгонной трубки, м/с; Uj - скорость увлекаемой среды, м/с; к - коэффициент формы разгонной трубки; ц/ - коэффициент, зависящий от скорости увлекаемой среды; tga = 0,222 - для осесимметричной струи. Для осесимметричной затопленной струи, развивающейся, как в нашем случае, в условиях затрудненного доступа затопляющей среды, истекающей из разгонной трубки, к = 0,9; ц/ = 1; U}=0; tga = 0,2; а « 1Г20 [6].
Исходя из выше изложенного, можно рассматривать установившееся движение струй энергоносителя как движение воздуха внутри конфузора (усеченного конуса рис. 2.1). Тогда выражение для расхода энергоносителя в цилиндрической системе координат (г, (р, z) с центром на конце разгонной трубки задается выражением:
Полученные соотношения (2.6) и (2.7) определяют поле скоростей энергоносителя в струе пневмоструйной противоточной мельницы.
Анализ полученных соотношений (2.6), (2.7) показывает, что поле скоростей энергоносителя в струе пневмоструйной противоточной мельницы зависит как от конструктивных параметров d, z0, так и технологического Q - расхода энергоносителя. Таким образом, задание этих параметров определяет количественные характеристики поля скоростей.
Предлагаемая схема поведения энергоносителя в камере помола пневмоструйной противоточной мельницы позволяет определить область эффективного взаимодействия, двухфазных потоков в камере помола с ячейковым магнитным улавливателем.
Рассмотрим подробнее механизм взаимодействия двухфазных встречных потоков. На разогнанные энергоносителем частицы в зоне встречи струй действует сила разрежения, создаваемая на выходе из помольной камеры и магнитное поле ячейкового улавливателя. В силу этого с энергоносителем из помольной камеры удаляются в первую очередь самые мелкие частицы. Более крупные по инерции перемещаются прямолинейно вдоль оси Z и разрушаются при столкновениях с частицами встречного потока газовзвеси. В результате столкновения потоков на границе помольной камеры (ось Y) образуется некоторая область D, в которой и происходит помол материала. Именно в этой области наблюдается наиболее эффективное взаимодействие частиц измельчаемого материала (рис. 2.2). Под действием магнитного поля улавливателя минералы, обладающие магнитными свойствами, скапливаются в нижней части камеры помола и периодически выводятся из зоны измельчения.
План и программа экспериментальных исследований
Планирование экспериментов позволяет, используя минимальное число опытов, выбрать именно те условия, которые оптимизируют выходные параметры. При этом необходимо исследовать влияние на процесс избирательного измельчения в первую очередь наиболее существенных факторов, не усложняя и без того трудоемкий метод экспериментирования и выработки экспериментальных данных [14,133].
Для получения продукта необходимого качества конструкция измельчительного устройства должна обеспечивать соответствующий характер силового воздействия на исходный измельчаемый материал. При разработке нового оборудования, необходимо установить какими силовыми характеристиками машины можно добиться получения конечного продукта. Затем определить конструктивные особенности аппарата, с помощью которых можно реализовать это силовое воздействие.
Оценка эффективности использования оборудования применительно к конкретному технологическому процессу и обрабатываемым материалам требует проведения экспериментальных исследований с целью определения основных технологических и эксплуатационных характеристик исследуемых устройств.
В ходе проведения эксперимента, предполагается исследовать влияние работы ячейкового магнитного улавливателя, а также технологических режимов работы помольного агрегата на процесс измельчения фарфорового камня в пневмоструйной противоточной мельнице.
Решение этих вопросов позволит определить наиболее рациональные конструктивные параметры помольной камеры, а также произвести определение рациональных технологических режимов работы системы измельчения с пневмоструйной противоточной мельницей, оборудованной ячейковым магнитным улавливателем для достижения максимальной эффективности процесса избирательного измельчения.
В качестве функций отклика (параметров оптимизации) на воздействие факторов, определяющих характер протекания процесса, выбраны: часовая производительность мельницы Q; удельная поверхность S получаемых порошков фарфорового камня; процент извлекаемых вредных минералов М, отвечающие ряду требований, предъявляемых к параметрам функций отклика: универсальность, возможность выражения одним членом и представления в количественном виде.
Идеализация динамической модели мельницы позволяет на основе математического планирования и моделирования решить задачу оптимизации эксперимента. Для этой цели использовались композиционные планы факторного эксперимента, которые позволяют получить нелинейные математические модели струйного аппарата, оснащенного ячейковым магнитным улавливателем.
Экспериментальное изучение процесса избирательного измельчения материала в пневмоструйной противоточной мельнице требует применения специального экспериментального оборудования, отвечающего следующим условиям: - экспериментальная установка для исследования процесса измельчения должна обеспечивать возможность изменения исследуемых параметров и режимов работы мельницы в заданных постановкой задачи пределах; - контрольно-измерительная аппаратура должна соответствовать исследованию изучаемого процесса и обеспечивать необходимую точность измерения.
С учетом указанных требований, была разработана и изготовлена экспериментальная установка пневмоструйной противоточной мельницы, оснащенная ячейковым магнитным улавливателем, для определения варьируемых параметров и исследования процесса избирательного измельчения фарфорового камня. Дополнительно изготовлены помольные камеры с прозрачным корпусом для видео-регистрации и изучения процессов, протекающих при избирательном измельчении материала в мельнице.
Исследование влияния основных параметров на эффективность процесса избирательного измельчения в пневмоструйной противоточной мельнице
Процесс избирательного измельчения материала в пневмоструйной противоточной мельнице описывается полученными в разделе 4.2 уравнениями регрессии, которые позволяют оптимизировать этот процесс. Т. е., выбрать из всех возможных значений входных параметров те, при которых достигается наибольшая эффективность избирательного измельчения фарфорового камня.
Для решения задачи оптимизации процесса воспользуемся методом Монте-Карло. Начальными данными, определяющие поставленные условия, являются уравнения регрессии Q = f(dk,lk,ne,nc), М = f(dk,lk,ne,nc) и S = f{dk,lk,ne,nc), выявленные как целевые функции, зависящие от четырех параметров.
Сущность метода заключается в следующем. В п мерном пространстве, где п - количество переменных в исследуемой функции, задаваясь случайными числами т раз, определяем значение функции цели при полученных значениях. Выбираем экстремум значения, максимальное или минимальное значение, опираясь на цель исследования. Следующим шагом снижаем размер области варьирования факторов, центром которой является позиция с найденным экстремумом. На следующем этапе снова определяем т точек и находим экстремум исследуемой функции.
Поиск пиковых значений, каждой из исследуемых функций, осуществлялся по требованиям, при которых необходимо достигнуть наибольшее значение всех показателей.
Для проведения расчетов было создано программное обеспечение (приложение 4), позволяющее определить экстремум функции и параметры, при которых достигается поставленная цель (приложение 5).
При определении максимального значения уравнения регрессии для производительности установлено, функция достигает экстремума при диаметре камеры помола dk =55 мм, расстояния между разгонными трубками 4 =30 мм, частоте вращения ротора вытяжного вентилятора пв = 5033 мин"1, частота вращения ротора сепаратора пс = 533 мин" и составляет 11,96 кг/ч.
Удельная поверхность измельчаемого материала в струйной противоточной мельнице достигает максимального значения при диаметре камеры помола dk=56 мм, расстояния между разгонными трубками 4=31 мм, частоте вращения ротора вытяжного вентилятора пв = 5051 мин"1, частота вращения ротора сепаратора пс= 555 мин"1 и составляет 13651,5 см2/г. Наибольший процент извлекаемых вредных минералов достигается при диаметре камеры помола dk = 57 мм, расстоянии между разгонными трубками lk = 32 мм, частоте вращения ротора вытяжного вентилятора яй=5132 мин"1, частоте вращения ротора сепаратора пс=6Ъ2мшл и составляет 0,72 % масс.
Анализ многокритериальной задачи оптимизации функций п-переменных показывает, что оптимальные значения каждой из функций в целом находятся на близких друг к другу значениях. Полученные результаты по оптимизации процесса избирательного измельчения материала в пневмоструйной противоточной мельнице отражены в графиках на рисунках 4.22-4.25 и позволяют сделать следующие выводы.
Изменения производительности, удельной поверхности и процента извлекаемых вредных минералов от частоты вращения ротора сепаратора представлены на рисунке 4.22. При увеличении частоты вращения ротора сепаратора наблюдается снижение производительности установки с 10,65 кг/ч до 4,12 кг/ч, при этом удельная поверхность материала практически не изменяется, что объясняется наличием в материале трудно измельчаемых включений. Одновременно увеличивается процент извлекаемых вредных минералов, за счет достаточной степени раскрытия зерен материала. Металлические включения, соответственно, легче подвергаются действию магнитного поля ячейкового улавливателя.
При изменении расстояния между срезами разгонных трубок lk, оптимальным, для эффективной работы пневмоструйной противоточной мельницы в режиме избирательного измельчения материала, являются значения 1к от 30 до 32 мм (рис. 4.23). Увеличение расстояния между срезами разгонных трубок влечет за собой повышение производительности мельницы, при этом наблюдается незначительное изменение удельной поверхности измельчаемого материала и снижение процента извлекаемых вредных минералов, что отрицательно сказывается на качестве готового продукта и в целом на процессе избирательного измельчения фарфорового камня.
