Введение к работе
Актуальность проблемы. Рост объемов переработки труднообога-тимого сырья, фракционный состав которого близок по плотности и крупности, необходимость его комплексного использования в сочетании с высокими требованиями к охране окружающей среды требуют постоянного совершенствования существующих процессов переработки, а так ке создание новых безотходных технологий, и их аппаратурного оформления, при которых основные компоненты полезного ископаемого разделяются на конечные товарные продукты (концентраты и хвосты). В этой связи безусловно актуальными являются исследования, направленные на разработку научных основ совершенствования существующих и создания новых методов разделения минеральных смесей, позволяющих достичь более полного и комплексного извлечения полезного продукта.
Хорошо известные и широко применяемые гравитационные методы обогащения имеют существенный недостаток, связанный с трудностью, а порой и невозможностью раздргения и комплексного извлечения минералов с близкими физическими свойствами (плотность и крупность). Существенное улучшение показателей обогащения может быть достигнуто использованием, в сочетании с гравитационным обогащением или самостоятельно, экологически безопасного и более селективного метода разделения минеральных смесей в волновых полях.
Работа выполнялась по программам Совета при ГКНТ СССР "Виброзащита и вибрационная техника", "Рациональное использование сырьевых ресурсов", "Человек и окружающая среда".
Цель и задачи исследований. Настоящая работа посвящена разработке теоретических основ сепарации минерадо>-в_волновых полях, разработке математических моделей разделения минеральных фракций на основе изучения особенностей движения минеральных частиц в волновых ПОЛЯХ.
Конечной целью исследований является прогнозирование, на основе оценки количественных показателей разделения многопродуктовой смеси, возможных резервов гравитационных методов обогащения и возможностей разделения в волновых полях.
Для этого формулируются и решаются следующие задачи:
1. Разработка на основе особенностей взаимодействия минераль-
ной частицы с волновым полем, математических моделей процессов эффективного разделения труднообогатимого минерального сырья.
-
Разработка методики прогнозирования и расчет количественных показателей разделения многопродуктовой минеральной смеси по принципу локализации минеральных частиц (в зависимости от плотности и крупности) в определенных областях пространства.
-
Разработка методики оценки энергетических показателей процесса с учётом реологических свойств рабочей среды (сжимаемость, вязкость и т.д.) и особенностей формирования волнового~пояя. Оценка границ практической реализуемости метода в технологии переработки минерального сырья.
Методы исследований. Физические процессы разделения многопродуктовых труднообогатимых минеральных смесей изучаются на математических моделях разделения в волновых полях. Математические модели формируются по классическим принципам теоретической механики и представляют собой системы нелинейных обыкновенных дифференциальных уравнений, которые решаются с использованием методов тео--рии дифференциальных уравнений (линейных и нелинейных), а так же с привлечением, в ряде случаев, качественных теорий дифференциальных уравнений. Ряд теоретических предпосылок подтвержден лабораторным экспериментом.
Оценка количественных показателей обогащения базируется на особенностях локализации минеральных частиц в определенных областях пространства. Характеристики процесса разделения получены в виде непрерывных зависимостей, в следствии перехода в математических моделях от конечных к "точечным" Фракциям.
Научная новияна. Принципы волновой механики использованы для решения задач технологической минералогии с учетом особенностей фракционного состава смесей.
Сформулированы принципы построения и разработаны математические модели процессов разделения многопродуктовых минеральных смесей в волновых полях.
Сформулированы принципы и теоретически рассчитаны количественные показатели процессов разделения многопродуктовых минеральных смесей в функции двух переменных (плотность и крупность).
Даны оценки энергетических показателей и границ практической
реализуемости метода в технологии переработки минерального сырья.
Практическая ценность работы. Результаты работы служат научной основой при проектировании"комбинированных схем обогащения и лают возможность априорного расчета технологических показателей разделения труднообогатимого минерального сырья.
- Сформулированный новый метод разделения минеральных смесей в полях поперечных волн расширяет научные представления о процессах"——^. и методах обогащения.
Предложенный метод является экологически чистым, т.е. не оказывает вредного влияния на человека и'окружающую среду.
На основании полученных результатов открывается возможность расчетов параметров обогатительной установки в зависимости от требуемой производительности и качества процесса разделения.
Основные положения работы внедрены в учебный курс дисциплины "Моделирования обогатительных процессов и схем" преподаваемой для специальности 0903 "Обогащение полезных ископаемых"'в Читинском политехническом институте.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзной конференции "Проблемы научных исследований з области изучения и освоения Мирового Океана" (г.Владивосток, 1983 г.), Всесоюзной школе-семинаре "Динамика механических систем" (г.Томск, 1986 г.), Всесоюзной школе-семинаре "Вибрации в технике" (г.Байкадьск, 1988 г.), межвузовских конференциях "Управляемые механические системы" (г.Иркутск,' 1978, 1982 гг.), ежегодных конференциях профессорско-преподавательского состава Читинского политехнического института (г.Чита, 1979-1992 гг.), научном семинаре кафедры обогащения полезных ископаемых Читинского политехнического института (г.Чита, 1994 г.).
Публикации. Основные положения диссертации представлены в 35 научных публикациях, включая 1 авторское свидетельство, 9 научных отчетов, 21 статью и 4 тезиса докладов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованной литературы. Основное работы изложено на стр. машинописного текста с рисунками.