Journals →  Цветные металлы →  2021 →  #12 →  Back

Обогащение
ArticleName Определение оптимальных режимных параметров газодинамической сепарации зернистых материалов
DOI 10.17580/tsm.2021.12.01
ArticleAuthor Тюкин А. П., Юшина Т. И.
ArticleAuthorData

Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Москва, Россия:

А. П. Тюкин, соискатель ученой степени докт. техн. наук, кафедра обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, канд. техн. наук, эл. почта: TukinAP@yandex.ru
Т. И. Юшина, заведующая кафедрой обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья, канд. техн. наук

Abstract

При газодинамической сепарации зернистых материалов по плотности эффективный разделительный массоперенос может достигаться за счет обеспечения стабилизированного динамического давления ламинарного потока газа на частицы в одном направлении. Имеет существенное значение определение численного критерия эффективности газодинамической сепарации. Наряду с разностью скоростей частиц разделяемых компонентов смеси характеристикой, оказывающей непосредственное влияние на эффективность газодинамической сепарации, является отношение скоростей. При неизменных характеристиках сепаратора и режимных параметрах эффективность обогащения снижают два фактора:
– наличие частиц разного диаметра в пределах подаваемого в процесс класса крупности;
– разный коэффициент сферичности частиц.
В статье изложены результаты экспериментов, подтверждающие следующие выводы.
1. Максимум разности средних скоростей частиц разделяемых компонентов достигается при определенной длине разгонного канала, в зависимости от физических свойств частиц разделяемых компонентов и режимных параметров сепарации. Он повышается с ростом линейной скорости газа. Ограничивающим фактором является необходимость обеспечить ламинарный поток газа, что не позволяет неограниченно повышать его линейную скорость.
2. Отношение скоростей частиц принимает максимальное значение в момент начала разгона и далее асимптотически приближается к 1. Ограничивающим фактором является механически нестабильный процесс загрузки смеси в разгонный канал, что не позволяет неограниченно снижать длину пути разгона, вплоть до значений, близких к 0.
Сделан практический вывод, заключающийся в том, при проектировании газодинамического сепаратора следует минимизировать высоту внутреннего сечения и длину разгонного канала, а также устанавливать максимально допустимую скорость рабочей среды, не допуская перехода режима его истечения в турбулентную область.

keywords Обогащение, гравитационные методы, газодинамическое воздействие, пневматическое обогащение, воздух, сепарация, зернистые, сыпучие материалы, обтекание, математическая модель, моделирование
References

1. Seagraves R. Innovative device offers solution to waterless mineral processing // Canadian Mining Journal. 2014. June 1. — URL: https://www.canadianminingjournal.com/featuredarticle/innovative-device-offers-solution-to-waterless-mineralprocessing/ (дата обращения: 01.12.2021).
2. Чантурия В. А., Вайсберг Л. А., Козлов А. П. Приоритетные направления исследований в области переработки минерального сырья // Обогащение руд. 2014. № 2. С. 3–9.
3. Демидов И. В., Дмитриев С. В., Мезенин А. О., Иванов К. С. К развитию теории сухой магнитной и электростатической сепарации // Обогащение руд. 2018. № 6. С. 33–37. DOI: 10.17580/or.2018.06.06.
4. Фогелев В. А. Использование воздушной классификации в процессах обогащения минерального сырья // Золотодобыча. Апрель 2007. № 101. — URL: https://zolotodb.ru/article/10219%20%20 (дата обращения: 01.12.2021).
5. Глембоцкая Т. В. Возникновение и развитие гравитационных методов обогащения полезных ископаемых / ред. Г. Д. Краснов; АН СССР, Ин-т пробл. комплекс. освоения недр. — М. : Наука, 1991. — 253 с.
6. Самыгин В. Д. Массоперенос в аппаратах и схемах селективной флотации. — М. : Изд. дом «НИТУ МИСиС», 2017. — 365 с.
7. Sue Nelson. How easy will it be to build a Moon base? // BBC. Moo». February 2019. — URL: https://www.bbc.com/future/article/20190201-how-easy-will-it-be-to-build-a-moon-base (дата обращения: 01.12.2021).
8. Gibney E. How to build a Moon base. Researchers are ramping up plans for living on the Moon // Nature. October 2018. — URL: https://www.nature.com/articles/d41586-018-07107-4 (дата обращения: 01.12.2021).
9. Тюкин А. П. Разработка комбинированного метода обогащения зернистых материалов с применением технологий аэродинамической и ударной сепарации : дис. … канд. техн. наук : МИСиС, 2013. — 151 с.
10. Hancock R. T. Efficiency of classificating // Eng. and Min. Jorn. 1920. № 110. P. 237–241.
11. Луйкен В. Определение максимума технической и экономической эффективности обогатительного процесса. — М. : ГОНТИ, 1932. — 121 с.
12. Agegnehu Atena, Tilahun Muche. Modeling and simulation of real gas flow in a pipeline // Journal of Applied Mathematics and Physics. 2016. Vol. 4, No. 8. P. 1652–1681. DOI: 10.4236/jamp.2016.48175.
13. Liu M. B., Liu G. R., Zhou L. W., Chang J. Z. Dissipative particle dynamics (DPD): An overview and recent developments // Arch. Comput. Methods in Eng. 2015. Vol. 22. P. 529–556.

14. Ting Ye, Dingyi Pan, Can Huang, Moubin Liu. Smoothed particle hydrodynamics (SPH) for complex fluid flows: Recent developments in methodology and applications // Physics of Fluids. 2019. Vol. 31, Iss. 1. DOI: 10.1063/1.5068697.
15. Дерффель К. Статистика в аналитической химии : пер. с нем. Л. Н. Петровой. — М. : Мир, 1994. — 267 с.
16. Cook L. W., Mishra A. A., Jarrett J. P., Willcox K. E. et al. Optimization under turbulence model uncertainty for aerospace design // Physics of Fluids. 2019. Vol. 31, Iss. 10. DOI: 10.1063/1.5118785.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back