Введение к работе
Актуальность работы
Добыча золота и редкоземельных металлов является одним из приоритетных направлений экономики РФ. Реструктуризация золотодобывающей промышленности привела к появлению большого числа средних и малых предприятий, на которых применяются малоэффективные и экологически вредные технологии обогащения золотосодержащих шлихов.Применение современных технологий с использованием магнитожидкостных сепараторов на базе электромагнитов в настоящее время сдерживается из за их большой металле- и энергоемкости. Магнитожидкостные сепараторы на постоянных магнитах малогабаритны и не используют электрическую энергию для создания магнитного поля , поэтому их промышленное применение является предпочтительным.
Исследование и использование в промышленности магнито-жидкостной сепарациии ( МЖС ) проводилось институтами ГМУО (Луганск), ЦНИИОлово (Новосибирск), ВНИИВторцветмет (Донецк), СКГТУ (Владикавказ ) и др. Практика изпользования МЖ-сепараторов показала.что для повышения эффективности обогащения в феррожидкостях требуются более глубокие теоретические и экспериментальные исследования полей магнитных индукций и выталкивающих сил в рабочем пространстве МЖ-сепараторов. Дальнейшее расширение области применения и повышение эффективности роботы магнитожидкостных сепараторов связано с совершенствованием их конструкции на основе математического моделирования силовых полей в рабочей зоне. В настоящей работе
приведены результаты исследований , выполненных автором в данном направлении.
Цель работы. Разработка математических моделей полей магнитных индукций и выталкивающих сил , действующих в рабочей зоне магнитожидкостных сепараторов с целью повышения их технологической и экономической эффективности.
Методы исследования. В работе использовались: Математическое моделирование на основе теории функций комплексного переменного с использованием интегралов Коши , интегралов типа Коши и методов теории электромагнитного поля.
Технологические, лабораторные и производственные экспериментальные исследования и обработка данных с использованием ЭВМ.
Защищаемые научные положения:
аналитический метод расчета полей магнитных индукций систем постоянных магнитов с использованием интегралов Коши и интегралов типа Коши на основе теории функций комплексного переменного и методов теории электромагнитного поля;
метод расчета поля индукций магнитных систем с постоянными магнитами и магнитопроводами;
аналитический метод расчета поля выталкивающих сил в рабочем пространстве МЖ-сепараторов;
обоснование существования зон зависания и недоступности сепарируемого материала в рабочем пространстве сепаратора, их определение и способы устранения.
- пакет программ для расчета на ЭВМ полей индукций, выталки
вающих сил и пиний равных эффективных плотностей ферромаг
нитной жидкости.
Достоверность научных положений подтверждена сходимостью расчетных и экспериментальных параметров с результатами эксплуатации созданных аппаратов.
Научная новизна заключается в;
- использовании интегралов Коши и интегралов типа Каши для раз-
работки метода расчета магнитных индукций и напряженностей магнитных полей в системах с постоянными магнитами на плоскости комплексного переменного;
- использовании метода последовательных полных зеркальных
отображений Кельвина для расчета комплексных векторного магнитного потенциала и магнитных индукций в системах с постоянными магнитами и ферромагнитными магнитопроводами;
- выводе основополагающих формул и разработке метода расчета
выталкивающих сил в слое ферромагнитной жидкости ;
- расчете и построении картин линий равной эффективной плотно-
сти ферромагнитной жидкости;
- обосновании наличия зон зависания и недоступности сепарируе-
мого материала в рабочей зоне МЖ-сепараторов.
Практическое значение работы. На основе разработанных математических моделей создан пакет программ для ЭВМ, с помощью которого разработаны новые рациональные конструкции МЖ-сепараторов на постоянных магнитах.Прсмышленное исследо-
вание новых МЖ-сепараторов позволило повысить эффективность' обогащения шлихов при добычи золота .
Реализация работы. МЖ-сепараторы, изготовленные на базе созданных моделей, испытаны и успешно эксплуатируются в шлиходоводочных отделениях золотодобывающих предприятий Амурской обл. (г.Благовещенск, г. Зея) .Иркутской обл. (г.Бодайбо) и Хабаровского края (п. Бриакан).
Апробация работы.Основные положения работы доложены и обсуждались:
на III международной конференции " Комплексное изучение и эксплуатация полезных ископаемых" , Новочеркасский государственный политехнический университет, г. Новочеркасск, 1997г.;
на научно-технической конференции СКГТУ, посвященной 50-летию победы над фашистской Германией ;
на секциях металлургического и электромеханического факультетов научно-технической конференции СКГТУ, посвященной дню науки в 1996 и 1997 годах.
Публикации.Основные положения диссертации опубликова
ны в 6 статьях. , . -
Структура и обьеля работы.Диссертация состоит из
введения, 4 глав, выводов, библиографического списка из ЄЗ.наименований, 4 приложения, и содержит 135 стр. машинописного текста, 33 рисунка и 3 таблицы.