ВВЕДЕНИЕ. Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

_________________________________________________________________________

ЩЕДРИНА Ю.В.

Гр. ГТС-11, ассистент профессора,

кафедра горных транспортных машин

Разработка обобщенной методики расчета

Гидротранспорта мелкозернистых и

Крупнозернистых гидросмесей хвостов

Обогащения минерального сырья

Тезисы к докладу на предстоящей конференции

молодых ученых

Научный руководитель,

проф. Александров В.И.

Санкт-Петербург,

2013 г.

ВВЕДЕНИЕ

При проектировании гидротранспортных систем на горно-обогатительных комбинатах возникает необходимость определения характерных параметров гидравлического транспорта, на основании которых будет выбрано соответствующее насосное оборудование, отвечающее требуемой производительности гидротранспортной системы по твердым хвостам обогащения и необходимому напору для преодоления сопротивлений по длине трубопровода.

Существует ряд расчетных эмпирических методик для определения параметров гидравлического транспорта при различных условиях эксплуатации на предприятиях горной промышленности, разработанных в разные годы. Эти методики охватывают практически весь возможный диапазон изменения характеристик гидросмесей хвостов обогащения, но каждая из них в отдельности справедлива лишь для ограниченного диапазона параметров гидросмеси, и приводит к неадекватным расчетным результатам за пределами этого диапазона. В связи с этим проектные решения по расчетным характеристикам гидравлического транспорта (критическая скорость потока пульпы, диаметр трубопровода, удельные потери напора, концентрация твердой фазы) и режимам работы грунтовых насосов (частота вращения, КПД, развиваемый напор и мощность) требуют значительной корректировки при эксплуатации гидротранспортных систем. Это приводит к тому, что системы гидротранспорта рудных хвостов обогащения работают на неэффективных режимах, характеризуются высокой энергоемкостью, значительным водопотреблением, низким КПД применяемых грунтовых насосов.

В последние годы, в связи с истощением месторождений богатых полезных ископаемых, горная промышленность стоит перед необходимостью вовлечения в переработку все возрастающих объемов бедных и забалансовых руд, содержание полезного минерала в которых составляет не более 1-2%; увеличивается выход твердых хвостов обогащения с крупностью частиц до 80-90 % класса -0,044 мм. По крупности твердых частиц гидросмеси хвостов обогащения в существующих технологиях обогащения подразделяются на два основных класса: мелкозернистые (средний размер частиц 0 < d_cp < 0,1 мм) и крупнозернистые (средний размер частиц 0,1< d_cp ≤ 1,0 мм). Теоретически и экспериментально обоснованных расчетных методик для определения параметров гидравлического транспорта мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения к настоящему времени не создано.

Применяемые в практике гидравлического транспорта хвостов обогащения способы регулирования грунтовых насосов направлены в основном на обеспечение необходимого расхода, при котором достигается максимальный КПД насосной установки. При этом колебания содержания твердых хвостов обогащения, т.е. концентрации твердой фазы, при регулировании не учитываются. В связи с этим грунтовый насос в системе гидротранспорта работает с переменными значениями расхода твердой фазы и, соответственно, развиваемого насоса.

Из сказанного следует, что разработка методик и алгоритма расчета параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых хвостов обогащения и способа регулирования расходно-напорных характеристик грунтовых насосов является актуальной задачей и требует дополнительных теоретических и экспериментальных исследований.

Целью работы является разработка методики расчета гидравлического транспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей хвостов обогащения путем определения основных параметров потока на основе анализа известных расчетных методик для обеспечения эффективного режима работы грунтового насоса при максимальном КПД.

Основные задачи:

1. Выполнить теоретический анализ рациональной области применения существующих расчетных методик параметров гидротранспорта, и оценить адекватность расчетных результатов для заданного диапазона изменения кинематических характеристик перекачиваемых гидросмесей на основе промышленных данных по гранулометрическому составу и основным характеристикам рудных хвостов обогащения.

2. Разработать алгоритм расчета основных параметров гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей на основе выполненного анализа существующих расчетных методик.

3.Обосновать способ регулирования гидромеханических характеристик грунтовых насосов по величине расчетной концентрации твердой фазы в системах гидротранспорта мелкозернистых и крупнозернистых гидросмесей хвостов обогащения.

Выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали:

- дополнительные потери напора при гидравлическом транспорте твердой фазы в режиме критической скорости во всем диапазоне гранулометрического состава твердых частиц следует использовать обобщенный коэффициент крупности, линейно зависящий от средневзвешенного диаметра твердых частиц в области ограниченной мелкозернистыми и крупнозернистыми частицами, что значительно повышает точность и упрощает методику расчета потерь напора

СОДЕРЖАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ