Д.т.н. Сулейменов О.А.

Таразский государственный университет, Казахстан

Состояние научных разработок по исследованию

аппаратов электронно-ионной технологии

Теоретические исследования электронно-ионных процессов сепарации дисперсных твердых материалов с трудноразделяемыми частицами минералов основаны на закономерностях импульсных систем, физики электрической сепарации и коронного разряда переменного тока. Экспериментальные исследования, проведенные в лабораторных и промышленных условиях, подтверждают селективность зарядки частиц коллективных концентратов в поле коронного разряда пульсирующего напряжения. Расчетные режимные параметры, следующие из методики расчета процесса зарядки частиц при непрямоугольных пульсациях напряжения, подтверждены экспериментальными данными, полученными при промышленных испытаниях.

В математических описаниях скорости и эффективности осаждения частиц в электрических сепараторах свободного падения и в сепарационных камерах с подвижной средой использованы известные фундаментальные закономерности электрогазодинамики дисперсных систем и физики электрической сепарации. Селективность разделения фосфоритной муки тонкого помола, содержащей пылевую фракцию, показана ситовыми анализами продуктов сепарации, выполненных по общепринятой и утвержденной методике в научно-исследовательских и заводских лабораториях.

Процесс пневмоэлектростатической сепарации рядового фосфатного сырья при напряженности поля в сепарационной камере свыше 3 кВ/см, использованием которого получен качественный фосфоритный концентрат, подтвержден большим количеством экспериментальных данных, проведенных на опытно-промышленной установке. По результатам этих полупромышленных испытаний, в которых принимали участие представители различных научных организации, составлен акт.

При оценке результатов пылеулавливания в электроциклонах использована вероятностно-логарифмическая система координат, определение времени осаждения частиц на криволинейных участках произведена на основе дифференциального уравнения движения частиц. Расчетные значения параметров сопоставлены с результатами других авторов, полученных для сухой ступени двухступенчатого вихревого аппарата. Произведена оценка эффективности пылеулавливания электроциклона при раздельных и суммарных воздействиях электростатических и центробежных сил.

На основе математического описания процесса зарядки частиц в поле коронного разряда напряжения с непрямоугольными пульсациями разработана методика расчета кинетики зарядки непроводящих и полупроводящих частиц минералов. На основе решетчатой функции, полученной путем дискретных преобразований неоднородного линейного уравнения в конечных разностях, установлена связь между длительностью тока коронного разряда и параметрами трудноразделяемых компонентов коллективного концентрата.

Для определения скорости осаждения заряженных частиц предложено математическое описание процесса на основании уравнения движения частиц в камерных сепараторах. Для разделения фосфоритной муки применен пневмоэлектростатический сепаратор новой конструкции, имеющий сепарационную камеру аэродинамической формы с минимальными турбулентными пульсациями потока. Показана возможность селективного разделения фосфоритной муки тонкого помола с промышленной производительностью.

При числе Стокса существенно ниже единицы, на основании уравнения движения в прямолинейном потоке получена скорость осаждения мелко-ультрадисперсных частиц на электродах сепарационной камеры. На основе дифференциального уравнения движения частиц при неподвижной системе координат, с учетом кулоновской силы, получено время осаждения частиц. Установлена взаимосвязь эффективности пылеулавливания от основных режимных и конструктивных параметров электроциклона.