LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Гірнича справа → Автоматичне управління процесом згущення суспензій рідкіснометалічних руд для підвищення якості вихідних продуктів радіального згущувача

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ






ШПИЛЬОВИЙ ЛЕОНІД ВІКТОРОВИЧ





УДК 622.794.7-52




АВТОМАТИЧНЕ УПРАВЛІННЯ ПРОЦЕСОМ ЗГУЩЕННЯ СУСПЕНЗІЙ РІДКІСНОМЕТАЛІЧНИХ РУД ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ЯКОСТІ

ВИХІДНИХ ПРОДУКТІВ РАДІАЛЬНОГО ЗГУЩУВАЧА





С п е ц і а л ь н і с т ь 05.13.07 – автоматизація технологічних процесів







Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук










Кривий Ріг – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Донецькому національному технічному університеті Міністерства освіти і науки України.



Науковий керівник: доктор технічних наук, професор

Білецький Володимир Стефанович,

Донецький національний технічний університет,

професор кафедри збагачення корисних копалин.



Офіційні опоненти: доктор технічних наук, доцент

Зубов Дмитро Анатолійович,

Східноукраїнський національний університет

імені Володимира Даля, м. Луганськ,

професор кафедри комп’ютеризованих систем;



кандидат технічних наук, доцент

Назаренко Михайло Володимирович,

Криворізький технічний університет,

доцент кафедри інформатики, автоматики

і систем управління.





Захист дисертації відбудеться “18” жовтня 2007 р. о 1030 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 09.052.03 в Криворізькому технічному університеті за адресою: 50002, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37, ауд. 300.


З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Криворізького технічного університету за адресою: 50002, м. Кривий Ріг, вул. Пушкіна, 37.



Автореферат розісланий “13” вересня 2007 р.




Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д 09.052.03,

к. т. н., доцент М. П. Тиханський

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Зневоднення рудних суспензій кольорових і рідкісних металів є важливою складовою частиною технологічних схем переробки руди, а його частка в собівартості рудопереробки досить значна і досягає за різними оцінками 10…15 %. Залучення до переробки все бідніших руд з низьким вмістом корисних компонентів та дрібним зерном, що є особливо характерним для рідкіснометалічної галузі, призводить до зростання питомого навантаження на промислові апарати через необхідність збереження обсягів виробництва.

Радіальний згущувач є одним з основних апаратів для зневоднення рудних суспензій. Широке впровадження в практику збагачення згущувачів великого діаметру, удосконалення систем живлення їх суспензією, застосування синтетичних високополімерних флокулянтів значною мірою вичерпало технологічні можливості інтенсифікації процесу згущення рудних суспензій кольорових і рідкісних металів. Але практика згущення промислових суспензій показує, що техніко-економічні показники роботи радіальних згущувачів залишаються досить низькими: у зливах втрачається до 3-5 % концентрату, густина згущеного продукту є недостатньо високою та нестабільною, а витрати дорогих флокулянтів значні.

Інтенсифікація процесу згущення, подальше підвищення ефективності роботи радіальних згущувачів пов’язані з необхідністю створення й упровадження раціональних, більш досконалих методів автоматичного управління цим процесом. Останнім часом завдяки роботам вітчизняних та зарубіжних вчених, таких як В. М. Бадещенков, М. А. Бастунський, В. С. Білецький, Ю. Д. Говдя, Б. Ю. Головков, Д. А. Зубов, Г. Г. Колпіков, Л. Г. Мелькумов, Ю. Л. Папушин, В. А. Растяпін, Л. А. Рейбман, О. І. Савицький, А. І. Самойлов, В. В. Стальський, С. В. Стороженко, В. О. Ульшин, проведені дослідження процесу згущення з метою формалізації основних закономірностей та його автоматизації, що дозволило впровадити у виробництво локальні системи автоматичної стабілізації густини згущеного продукту, висоти зони проясненої рідини та ущільненого осаду, системи автоматичного дозування флокулянтів. Але ці системи не завжди дозволяють забезпечити високі техніко-економічні показники роботи промислових згущувачів, мінімізувати втрати концентрату зі зливами та витрати дорогих флокулянтів.

Удосконалення САУ, автоматична оптимізація роботи радіальних згущувачів при збагаченні рідкіснометалічних руд є актуальним для економіки України, оскільки дозволяє збільшити випуск концентратів та покращити якість вихідних продуктів згущувача, знизити енерговитрати на їх зневоднення, знизити шкідливе навантаження на навколишнє середовище на діючих підприємствах, а на проектованих – знизити капітальні витрати на спорудження згущувачів.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Вибраний напрям досліджень зумовлений планами Кабінету Міністрів України та Мінпромполітики зі створення вітчизняної сировинної бази рідкіснометалічної галузі за рахунок освоєння Мазурівського рідкіснометалічного родовища цирконій-тантало-ніобієвих руд (Постанова № 33 від 28.11.98), програмою технічного переозброєння Маріупольського металургійного комбінату ім. Ілліча, який веде будівництво гірничо-збагачувального комплексу з переробки відходів збагачення рідкіснометалічних руд Мазурівського родовища. Напрям відповідає “Національній програмі розвитку та реформування гірничо-металургійного комплексу України до 2010 року” і “Загальнодержавній програмі розвитку мінерально-сировинної бази України на період до 2010 року”.

Метою дослідження є створення теоретичної бази для побудови системи автоматичного управління процесом згущення суспензій рідкіснометалічних руд на основі встановлення закономірностей осадження сфлокульованої суспензії в умовах зміни фізико-хімічних властивостей дисперсійного середовища і особливостей змішування осаду в розвантажувальній лійці для підвищення якості вихідних продуктів радіального згущувача.

Основна ідея роботи полягає у виділені в об’єкті управління окремих субпроцесів, розробці їх математичних моделей і синтезі на цій основі комплексної САУ процесом згущення суспензій рідкіснометалічних руд, яка складається з автономних підсистем і в якій поєднується комбіноване регулювання густини згущеного продукту та екстремальне управління субпроцесом осадження дисперсної фази.

Для реалізації ідеї та досягнення поставленої мети в роботі вирішуються наступні основні задачі:

– здійснити аналіз технологічного процесу й розробити нову структуру моделі об’єкта управління – процесу згущення суспензії руд рідкісних металів, – яка враховує особливості радіального згущувача (існування субпроцесів транспортування ущільненого осаду до розвантажувальної лійки та його змішування в лійці із суспензією зони стиснення);

– з’ясувати характер залежності швидкості осадження дисперсної фази сфлокульованих суспензій рідкіснометалічних руд від основних технологічних параметрів процесу згущення в умовах їх комплексного впливу, розробити математичну модель і дослідити поведінку об’єкта управління за каналом управління “витрати флокулянту – швидкість осадження” та каналами основних збурень;

– вивчити закономірності ущільнення осаду на дні згущувача й змішування його із суспензією в розвантажувальній лійці, розробити і дослідити математичні моделі статики й динаміки процесу;

– обґрунтувати критерій управління процесом згущення;

– розробити концепцію автоматизації радіального згущувача, визначити ефективні регулюючі впливи та обґрунтувати принципи побудови й способи автоматичного управління процесом згущення, розробити алгоритми управління.

Об’єкт дослідження – технологічний процес згущення суспензій руд рідкісних металів і продуктів їх збагачення в радіальному згущувачі з периферійним