Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

сухая переработка минерального сырья

с применением электронно-ионной технологии

Разделение заряженных твердых многокомпонентных материалов в газовой дисперсионной среде под воздействием внешнего электростатического поля относится к малоизученным вопросам. Повышенные экологические требования привели к необходимости создания аппаратов для одновременной переработки сырья более широкого класса крупности, особенно с вовлечением в процесс мелкодисперсной фракции, представляющей определенную опасность для окружающей среды. Проанализирована возможность электростатической сепарации нетехнологичного сырья, содержащего пылевую фракцию, являющейся актуальной проблемой, представляющей интерес в мировой практике.

Разработана конструкция сепарационной камеры, в которой впервые реализована пневмоэлектростатическая сепарация измельченного рядового фосфатного сырья с пылевой фракцией и его селективное разделение. Возможность полной переработки измельченного сырья без предварительной подготовки, позволила предложить научную концепцию о снижении объема отходов при применении новых электронно-ионных процессов. Проведены испытания пневмоэлектростатической сепарации рядового фосфоритной муки тонкого помола на опытно-промышленной установке, получены положительные результаты .

Твердые дисперсные материалы, содержащие пылевые и трудноизвлекаемые компоненты, при традиционных широко применяемых на производстве методах разделяются недостаточно эффективно. Разделение неоднородных систем в подвижной газовой дисперсионной среде дают возможность создания принципиально новых типов электростатических сепараторов. При этом электронно- ионные процессы позволяют значительно активизировать частицы микронных и субмикронных размеров, обеспечивают полноту переработки мелкодисперсного минерального сырья и их отходов. При электронно-ионной обработке дисперсных систем появляется возможность создания компактных пылеулавливающих аппаратов с новыми фильтрационными свойствами.

Составлено математическое описание процесса разделения заряженных мелкодисперсных твердых материалов на основе дифференциального уравнения движения частиц для пневмоэлектростатических сепараторов с учетом отличительных особенностей исследуемых сепараторов от других сепараторов камерного типа, применительно к условиям равенства скоростей потока и заряженных частиц.

Расчеты по методике определения оптимальных режимов промышленных коронно-электростатических сепараторов позволили учесть параметры коронного разряда при непрямоугольных формах пульсирующего напряжения. На основании новой методики реализован процесс селективного разделения коллективных концентратов, содержащих трудноизвлекаемые минералы с промежуточными свойствами. При этом параметры пульсации определены с одновременным учетом длительности тока коронного разряда и свойств трудноизвлекаемых компонентов. Предложено математическое описание режимов улавливания заряженных частиц на основе дифференциальных уравнений движения частиц в криволинейных потоках, путем внесения параметрических изменений.

По результатам теоретических разработок предложен электроциклон новой конструкции и электронно-ионный процесс, повышающий фильтрационные свойства электроциклона. Испытаниями на экспериментальных установках установлено усиление фильтрационных свойств электроциклонов при улавливании мелкодисперсных твердых материалов.

Основные направления теоретических и экспериментальных разработок, в том числе исследования коронно-электростатической сепарации сложных коллективных концентратов, разделение измельченного горнохимического сырья в сепараторах камерного типа и улавливание продуктов сепарации в электроциклонах, направлены на разработку научно-технических основ электронно-ионных процессов сухой переработки твердых дисперсных материалов.

В результате проведенных исследований получены:

-процесс электростатической сепарации рядового фосфатного сырья с одновременным вовлечением в процесс активного разделения совместно с основным материалом и нетехнологичной фракции – 50+0 мкм, с последующим выпуском качественного фосконцентрата марки «К»;

-процесс селективного разделения коллективных концентратов, содержащих трудноизвлекаемые минералы с промежуточными свойствами, в коронно-электростатических барабанных сепараторах с применением напряжения с непрямоугольными пульсациями;

-усиление фильтрационных свойств электроциклона путем предварительной электронно-ионной обработки мелко-ультрадисперсной пыли.