Помощь в учёбе, очень быстро...
Работаем вместе до победы

Определение рациональных режимов гидротранспорта пастообразных хвостов обогащения медно-цинковой руды

Диссертация: Определение рациональных режимов гидротранспорта пастообразных хвостов обогащения медно-цинковой руды
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Для гидравлического транспорта характерно совместное движение жидкости и твердых частиц, которые в смеси образуют различные по физико-механическим свойствам двухфазные (взвесенесущие) потоки. В России и за рубежом до сих пор не создано достаточно строгой теории движения взвесенесущих потоков, имеющей общепризнанное физическое и математическое обоснование. Несовершенство теоретических решений… Читать ещё >

Содержание

  • 1. Анализ состояния изученности вопроса. Цель и задачи исследований.,
    • 1. 1. Анализ системы гидротранспорта Гайской ОФ
    • 1. 2. Анализ установок для сгущения гидросмесей
    • 1. 3. Анализ выполненных исследований
    • 1. 4. Цель и задачи исследований
  • 2. Теоретические исследования процесса гидротранспорта пастообразной гидросмеси
    • 2. 1. Свойства пастообразных гидросмесей хвостов обогащения
    • 2. 2. Реологические модели структурированных дисперсных систем
    • 2. 3. Физическая и матаматическая модели процесса движения пастообразной гидросмеси хвостов обогащения медно-цинковой руды
    • 2. 4. Определение гидравлических сопротивлений при движении пастообразной гидросмеси хвостов обогащения в структурном режиме
  • 3. Экспериментальные исследования процесса транспортирования пастообразной гидросмеси хвостов обогащения медно-цинковой руды
    • 3. 1. Методика проведения экспериментальных исследований по определению реологических свойств гидросмеси
    • 3. 2. Результаты обработки данных исследований реологических свойств гидросмеси
    • 3. 3. Обоснование параметров экспериментальной лабораторной установки
    • 3. 4. Методика проведения исследований на лабораторной установке
    • 3. 5. Результаты исследований на лабораторной установке
    • 3. 6. Исследование коэффициента гидравлических сопротивлений и потерь напора при движении гидросмеси в структурном режиме
  • 4. Рекомендации для расчета систем гидротранспорта пастообразных гидросмесей хвостов обогащения полиметаллической руды
    • 4. 1. Методика расчета параметров гидротранспорта смеси хвостов обогащения медно-цинковой руды в структурном режиме
    • 4. 2. Рекомендации по использованию оборудования для перекачивания пастообразной гидросмеси
    • 4. 3. Расчет экономической эффективности

Определение рациональных режимов гидротранспорта пастообразных хвостов обогащения медно-цинковой руды (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Россия обладает большим запасом полиметаллических руд. В настоящее время переработкой полиметаллических руд занимаются обогатительные и агломерационные фабрики, которые располагаются во многих районах России от юга до Крайнего севера. В основном процесс обогащения на этих фабриках является мокрым, поэтому одним из основных и эффективных видов транспорта является гидротранспорт.

Увеличение спроса на цветные металлы в современном мире требует постоянного совершенствования технологических процессов, аппаратов и транспортных систем, применяемых на современных обогатительных фабриках. Повышение производительности и улучшение качества получаемой продукции положительно сказывается на экономическом состоянии как отдельно взятого предприятия, так и страны в целом.

Для гидравлического транспорта характерно совместное движение жидкости и твердых частиц, которые в смеси образуют различные по физико-механическим свойствам двухфазные (взвесенесущие) потоки. В России и за рубежом до сих пор не создано достаточно строгой теории движения взвесенесущих потоков, имеющей общепризнанное физическое и математическое обоснование. Несовершенство теоретических решений, а также невозможность применения их в инженерных расчетах приводит к тому, что для практических целей приходится пользоваться исключительно эмпирическими зависимостями, которые с той или иной степенью точности позволяют определять для заданных конкретных условий основные параметры гидротранспортирования. Однако поскольку условия гидротранспорта чрезвычайно разнообразны, а область применения предложенных расчетных формул весьма ограничена в большинстве случаев не представляется возможным определить нужные параметры гидротранспортирования с достаточной для практики точностью.

На основании вышеуказанного можно сделать вывод о необходимости дальнейшего развития теории на базе экспериментальных исследований закономерностей движения взвесенесущих потоков. Одновременно с этим большая протяженность гидротранспортных линий и значительный объем транспортируемых материалов ставят перед наукой и производством также задачу дальнейшего повышения эффективности работы гидротранспортных установок.

Экономическая эффективность гидравлического транспорта определяется энергоемкостью процесса и надежностью оборудования, которые зависят, как показывают ранее проведенные исследования, от скоростей транспортирования гидросмеси, концентрации твердого в ней, удельных потерь напора и ряда других факторов. Исследованием этих параметров занимались В. М. Великанов, В. М. Макавеев, М. А. Дементьев, Н. Е. Офенгенден, Н. А. Силин, А. Е. Смолдырев, А. П. Юрин, КБигапс!, У. А. Уапош и др.

Анализ материалов этих исследований, показывает, что эффективность гидравлического транспорта, главным образом, зависит правильности выбранного режима транспортирования и особенно от выбора концентрации потока гидросмеси, увеличение которой приводит к снижению удельных затрат, характеризующих работу установки. В связи с этим, вопросу транспортирования потоков высокой концентрации в настоящее время уделяется большое внимание.

Однако недостаточная изученность процесса движения этого типа (пастообразных) гидросмесей подчеркивает актуальность выполнения теоретических и экспериментальных исследований их транспортирования с целью повышения эффективности гидравлеческого транспорта твердых материалов.

Цель работы: установление закономерностей процесса гидротранспортирования пастообразной гидросмеси тонкодисперсных хвостов обогащения медноцинковой руды для оценки гидротранспортной системы, обоснованного выбора ее параметров и напорно-скоростных характеристик, что позволит обоснованно осуществлять выбор и проектирование оборудования для осуществления эффективного перемещения пастообразных смесей медно-цинковой руды.

Идея работы: заключается в том, что при транспортировании предварительно сгущенной до пастообразного состояния гидросмеси тонкодисперсных хвостов обогащения медно-цинковой руды по напорному трубопроводу необходимо обеспечить такую скорость ее движения, при которой сохраняются неньютоновские свойства гидросмеси.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. Физико-математическая модель движения предварительно сгущенной с добавлением флокулянта в гравитационном сгустителе до пастообразного состояния гидросмеси, основанная на полученной экспериментально и описываемой моделью Балкли-Гершеля реологической кривой, устанавливает зависимость среднего расхода гидросмеси при перекачивании грунтовым насосом пульпы с содержанием твердых частиц размером 0,044 мм до 77% от физико-механических свойств твердых частиц, скорости течения, начального напряжения сдвига при изменении концентрации по массе от 33,4 до 76%, что позволит снизить затраты на перекачку.

2. Гидравлические сопротивления при движении вязкопластичной пастообразной гидросмеси хвостов обогащения полиметаллической руды в структурном режиме определяются с использованием поправочного коэффициента, определяемого при исследовании потерь напора и функционально связанного с критерием Ильюшина, который учитывает силы пластичности и вязкости.

Заключение

.

В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований на горнорудном предприятии была решена актуальная научно-практическая задача повышения эффективности гидравлического транспортирования тонкодисперсных хвостов обогащения медно-цинковой руды путем сгущения гидросмеси до пастообразного состояния.

Основные научные результаты и практические рекомендации, заключаются в следующем:

1. Установлена закономерность изменения коэффициента гидравлических сопротивлений в зависимости от концентрации гидросмеси хвостов обогащения медно-цинковой руды в интервале 33,4 — 76% твердого по массе при движении потока в структурном режиме, позволяющая установить рациональные режимы работы гидротранспортной системы применительно к условиям смеси медно-цинковой руды, что позволит снизить затраты на перекачку.

2. Экспериментально полученная реологическая кривая течения пастообразной гидросмеси хвостов обогащения медно-цинковой руды рекомендуется к использованию в расчете режимов транспортирования вязко-пластичной гидросмеси.

3. Разработана физико-математическая модель движения гидросмеси хвостов обогащения медно-цинковой руды с размером твердых частиц 0,0044 мм до 77% при изменении концентрации по массе от 33,4 до 76%, основанная на полученной экспериментально и описываемой моделью Балкли-Гершеля реологической кривой.

4. Экспериментально установлено, что структурный режим движения гидросмеси наблюдался при концентрации равной 70% по массе и скорости меньше 1,5 м/с, а при концентрациях 45, 54, 60% по массе — при скорости течения менее 1,0 м/с.

5. Получены, подтвержденные экспериментом, новые зависимости, необходимые для расчета и обоснования выбора основных параметров процесса транспортирования пастообразной гидросмеси:

— для определения коэффициента гидравлических сопротивлений при движении потока гидросмеси в структурном режиме;

— для определения потерь напора при движении гидросмеси хвостов обогащения медно цинковой руды по горизонтальному трубопроводу в переходном режиме.

6. Разработана методика расчета параметров гидротранспортной установки пастообразной гидросмеси в структурном режиме, которые позволяют получить более обоснованные и точные результаты.

7. Разработаны рекомендации проектным организациям по проектированию гидротранспортной систем пастообразных хвостов обогащения, в частности медно-цинковой руды для Гайского ГОКа.

Показать весь текст

Список литературы

  1. В.И. Отчет по НИР, Исследование и установление режимов сгущения хвостов переработки ОФ № 3 Джезказганского ГМК. 106 с.
  2. С.Л., Кафазаров В. В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М., высшая школа, 1978.-284с.
  3. Л.А., Козин В. З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М. Недра, 1978.-225с.
  4. И.М., Виноградов Г. В., Леонов А. И. Методические указания по расчету реологических свойств гидросмеси.М., Наука, 1979.-179с.
  5. Е.Е. Реология дисперсных систем, -Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1981.-303с.
  6. Я.М. Подобие и моделирование в химической и нефтехимической технологии. М., Гостоптехиздат, 1961,-220с.
  7. М.В. Реологические свойства коалиновых суспензий. М., Наука, 1978.-223с.
  8. .Е. Сгущение и классификация пульпы.-Библиографический указатель ВНИИГ, 1972, -172с.
  9. М.П. Исследование реологических свойств дисперсных систем. Колл.ж., т. 16,№ 3,1954.-289с.
  10. Временные методические указания по составам закладочных смесей. «Унирпомедь», Л., 1976.-147с.
  11. Влияние микронных фракций на параметры гидротранспорта угля. «Гидравлическая добыча угля»,№ 12 ЦНИИТЭНУД966. -265с.
  12. В.И. Трубопроводный транспорт вязкопластичных гидросмесей, М., Наука 1979, -189с.
  13. В.Н. Повышение эффективности эксплуатации систем трубопроводного транспорта. М., Наука 1980, -126с.
  14. В.М. Исследование реологических свойств концентрированных суспензий при наличии пристенного эффекта. Инженерно-физический журнал, 1975, т.29, № 2.-275с.
  15. A.A. Введение в теорию подобия. М. Высшая школа, 1963.-254с.
  16. М.А. Физическая модель взвесенесущего потока. Гидромеханика, вып.25, Киев, 1981.-122с.
  17. И. Исследование процессов перемешивания и гидротранспорта структурированных гидросмесей хвостов обогащения. Автореферат, дисс. на соиск. канд. техн. наук. JL, 2001.-20с.
  18. Г. П., Махарадзе Л. И., Гогиташвили Т. Ш. Напорные гидротранспортные системы. Справочное пособие.-М: Недра, 1991.-304с.
  19. В.П. Повышение эффективности эксплуатации систем трубопроводного транспорта. СПГГИ., 2005.-84с.
  20. Н. Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. М. Финансы и статистика.1966.-224с.
  21. И.Г. Гидравлика. Баку, Азнефтеиздат, 1952. -332 с.
  22. Ю.В. Исследование процессов перемешивания* и гидротранспорта волокнистых суспензий целлюлозно-бумажного производства. Автореферат, дисс. на соиск. канд. техн. наук. Л. Д975.-20с.
  23. Г. Б. Транспорт строительных растворов по трубам. М. Д957.-187с.
  24. П.Р. Влияние параметров гидротранспорта латерита на процесс осаждения. Л. ЛГИ, том 110, 1987.С.14.
  25. Исследование реологических и прочностных характеристик твердеющие закладки при использовании в качестве наполнителя хвостов обогащения ДГМК. Отчет о научно — исследовательской работе- Л. 1985.-141с.
  26. Р., Ларое Т., Шонбран Ф. Системы глубоких пастовых сгустителей, Брисбан, Австралия, 1998. -68с.
  27. Р., Мэйсон С. Течение жидкостей по трубам при наличии взвешенных частиц. Мир, 1975.-82с.
  28. Е.И. Канальный сифонный сгуститель. Авторское свидетельство СССР № 318 413, кл. B03d-3,00, B01d-21,00- ВНИИ и ПИ механической обработки полезных ископаемых.С.12.
  29. Э.Г., Смолдырев А. Е. О влиянии дисперсности частиц на физико-механические свойства водо-угольных смесей. 1969. С.115−118.
  30. Т., Шонбран Ф. Применение высокоплотного сгущения для сухой укладки хвостов, Роттердам ISBN 9054 10 8576, 1997.С.87−90.
  31. Итоговый отчет. Труды Национального центра по изучению техники землетрясения. NCEER-97−0022, 1997.-45с.
  32. В.Г. Исследования с целью оптимизации параметров гидравлического транспортирования нефелиновых шламов высокого насыщения. Диссерт. на соиск. уч.ст.канд. техн.наук., Л., 1976.-128с.
  33. Э.К., Филатов Б. С. Новые исследования в области гидродинамики и реологии глинистых растворов. В кн.: «Промывочные растворы для бурения скважин». М. Гостоптехиздат, 1962,. С. 143−153.
  34. Э.К., Филатов Б. С. Об аппроксимациях уравнения Букингема вязкопластичного течения дисперсных систем. Коллоидный журнал, том XXV, № 1, 1963.С. 56−59.
  35. И.И. Моделирование гидравлических явлений. Л. Энергия, 1967.-256с.
  36. М.Р. Определение реологических свойств глинистых суспензий. Известия Вузов, Нефть и газ, 1958.-271с.
  37. О теориях движения турбулентных потоков, содержащих взвешенные наносы. Известия АН СССР ОТН. № 2,1952.С. 27−32.
  38. Мануэль Вега Альмагер. Обоснование технологической схемы и параметров комплекса для транспортирования высококонцентрированнойгидросмеси на латеритовых карьерах (Республика Куба). Автореферат на соиск уч.ст. канд. техн. наук. СПГГИ (ТУ), 2006.-120с.
  39. .С., Асатур К. Г. Гидромеханизация, учебник для Вузов -С-Пб.: Изд-во СПГГИ (ТУ), 2001.-270с.
  40. Механо математическое исследование процесса сгущения минеральных пульп с целью его интенсификации.- Отчет научно-исследовательской работе -институт «Механобр», JI. 1983.-68с.
  41. .И., Роземберг Г. Д. К вопросу о структурном режиме течения вязко-пластичной жидкости по трубам. Труды Всесоюзн. НИИБТ., 1965, вып XV С. 39−48.
  42. Теория эксперимента. М., Наука, 1971.-182с.
  43. Нхуен Ван Хонг. Исследование и разработка рекомендаций по применению гидромеханизации для удаления шламов со дна карьеров. Ленинград, 1983.-128с.
  44. Г. А. Процессы и технология гидромеханизации открытых горных работ. М.: Недра, 1985.-194с.
  45. Отчет о выполнении программы ООН по охране окружающей среды. Окружающая среда и риски аварий на хвостовых дамбах горнодобывающих предприятий, Париж, Франция, 1996.С. 68−89.
  46. Н. Е. Григорюк Е.В. Технико-экономические требования к созданию комплекса оборудования, обеспечивающего дальнейший гидротранспорт угля. -Труды ВНИИГидроугля, Украингидроугля и горн, фак-та Сибирск. метталург. ин-та, 1969, С. 90−94.
  47. Н.Е. Гидравлическое транспортирование в горной промышленности, М., 1971.-264с.
  48. Н.Е. Перспективы развития гидравлического трубопроводного транспорта сыпучих материалов.-«Строительствотрубопроводов», 1971, № 11, С.7−10.
  49. Патент JP 200 3 012 151 А, В 65G 53/30, Нагнетательный трубопровод, 15.01.2003.
  50. Патент. Седиментационный бассейн с приспособлением для подъема скребкового механизма. Патент США № 3 465 888, 210−531.Dorr-Oliver Inc.
  51. Патент. Механизм подъема скребков седиментационного бассейна. Патент Франции № 1 554 978, вк. 01−21.
  52. В.П., Зеленкин В. А. Явление пристенного скольжения его учет при получении кривых течения высоковязкого полимера. Сб.научн.трудов Пермского политехнического инст-та. Пермь, 1974,-126с.
  53. Исследование параметров гидравлического транспорта руд и концентратов в высоконасыщенных потоках. Дисс.канд.наук. Кривой рог, 1970,-122с.
  54. Ю.М. Исследование напорного гидротранспорта шламов мягкого цементного сырья. Автор дисс. на соиск.уч.ст.канд.техн.наук.-118с.
  55. В.Н. Определение предельной концентрации гидросмеси.- Гидравлическая добыча угля. Реф. сб. 1969.С.19−21.
  56. В.Н. Пути повышения эффективности гидротранспорта.М., Недра, 1972,-167с.
  57. В.А. Экономическая эффективность гидравлического транспортирования, JL, 1981.-136с.
  58. В.А. Гидравлическое транспортирование в горной промышленности, Л., 1981.-182с.
  59. В.Н. Трубопроводный транспорт в горной промышленности. М., Недра, 1985.-121с.
  60. В.Н. Интенсификация процессов гидравлического транспорта высоконасыщенных гидросмесей.Л., ЛГИ., 1976.-118с.
  61. Л. Гидромеханика. М., ИЛ., 1951.-576с.
  62. X. Механика жидкости. М., Стройиздат, 1967. -300 с.
  63. Рауль Пупо. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Исследование параметров и разработкарациональных режимов гидротранспорта руды применительно к условиям карьера Моа-Западный, С-Пб. 1989.-19с.
  64. М. Вязкостные свойства пластических дисперсных систем и эффект пристенного скольжения. Изд. АН СССР, 1976. С.141−144.
  65. К.Ю., Минаев Б. К. и др. Материалы для твердеющей закладки на рудниках ДГМК, М., 1972.-118с.
  66. Е.И. Складирование хвостов методом их укладки в сгущенном виде с целью улучшения экономики и регулирования природопользования, слушания 2-го. Международного симпозиума по хвостам, Денвер, Штат Колорадо, 1978.-322с.
  67. Ю.К. Реологическая модель концентрированных суспензий. Сб. трудов ВНИИБД., 1977. С.116−119.
  68. Ю.К. Оценка влияния пристенного эффекта на вязкость содовых суспензий. Труды ВНИИ, № 56, 1970.С.57−61.
  69. Л.И. Методы* подобия и размерности в механике. М., Наука, 1971, -240с.
  70. А.Н. Гидравлическое транспортирование угля, Л., 1972,146с.
  71. B.C. Вязкостные свойства пластических дисперсных систем и эффект пристенного скольжения. Изд. АН СССР, 1956. С.121−125.
  72. А.Е. Рекомендуемые методы расчета гидравлического транспорта. М., Недра, 1964, -156с.
  73. А.Е. Трубопроводный транспорт. М., Недра, 1980,-162с.
  74. А.Е. О режимах и параметрах течения гидросмесей измельченных горных пород. Изв.вузов. Геология и разведка, № 1,1980.С. 157−161.
  75. А.Е. Гидравлическое транспортирование высококонцентрированных гидросмесей, Л., 1989,-187с.
  76. А.Е., Сафонов Ю. К. Трубопроводный транспорт концентрированных гидросмесей. Машиностроение, 1973,-174с.
  77. Г. В. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Временные методические указания по системам гидротранспорта и складирования сгущенных хвостов обогащения -институт «Механобр», С-Пб. 2003,-19с.
  78. В.В. Параметры и режимы транспортирования угля по трубопроводам. М. Наука, 1970, -192с.
  79. К.К. О пристенном эффекте при течении пластичный дисперсных систем. Колл.ж., 1973,-87с.
  80. Д.В. Введение в теорию планирования экспериментов. М., Наука, 1970,-129с.
  81. .С. Определение реологических свойств суспензий глины в условиях установившегося, движения. Колл.ж., 1954., т. 16., № 2. С.99−103.
  82. Фрисман М. Л1 Реология щелоко-сульфатных смесей. М. Наука, 1980−182с.
  83. И.И. К вопросу о предельном насыщении селевых потоков твердыми материалами.- 2-я межвузовская конференция «Движение насосов и гидравлический транспорт». Тезисы и аннотации. М., 1978. С.72−73.
  84. И.И. К вопросу о предельном насыщении селевых потоков твердыми материалами.- В кн. Движение насосов в открытых руслах. М., 1980. С.135−140.
  85. Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М., Мир, 1967, -193с.
  86. Р.И. Гидравлика глинистых растворов. Баку. Азнефтеиздат, 1951, -136с.
  87. Р.И., Есъман Б. И. Практическая гидравлика в бурении. М., Недра., 1966- -267с.90- Шульман З. П., Берковский Б. М. Пограничный слой неныотоновских жидкостей. Минск, Наука и техника. 1966, -239с.
  88. А.П. Гидромеханизация- JI-, 1969--301с.
  89. С. В. Ласков Ю.М. Перекачка" ила и осадков сточных- вод.М., Госстройиздат.1961. -116с.93: Ялганец И. М. Проектирование гидромеханизации открытых работ. М.: Изд. МГУ. 1994. -164с.
  90. И.М. Гидромеханизация: Справочник / И. М. Ялтансц, В. К. Егоров. М.: Изд-во МГУ, 1999. -144с.
  91. Boulden L. Moving solids like liquids Vfch.Dec., 1978. p.87−92.96: Elliot D.E., Gliddom D.J. Hydrotransport 1. 1-st Int. Conf.Hydraul. transp. Solid Pipes. 1980., p. 225−256.
  92. Falcom H: T. Consideraciones sobre le sedimenttacion de la pulpa lateritica en la fabrica Pedro Soto Alba, Moa, Cuba, 1983.
  93. Gay E.C. Armstrong P.A. Flow properties of suspensions with hith high solids concentration-AICHE journal. 1979.p.815−822.
  94. Gordziejczur W. Wyznaczanie predcosei prezenoszenia mieszaniny popiolow dymnico wych w rurociagach tlocznykh. Arch. Hydrotechn. 1979. p 597−601t
  95. Radio G. Kohletischlamm. Transport durch Rohrleitungen Bauzeitung, 1971, p.801−805.
  96. Sediment transportation mechanics: J. Transportation of sediment in pipes.- J. Hydraul. Div.Proc.Amer. Soc.Civ.Hng., 1990, p. l503−1538.
  97. Slurry pipeline to fuel Mohave power plant nears completion. 1970, p.26−27.d
Заполнить форму текущей работой

Пора сдавать?