Использование электрофизических воздействий при переработки топливных материалов

Перспективы использования электрофизических методов при освоении месторождений минерального сырья

При первичной переработке руд на основе флотации представляется возможным использование разрядноимпульсных воздействий на флотационные фазы с целью интенсификации вторичных изменений минералов, оптимизации реагентного режима, управления составом жидкой фазы и активного влияния на концентрацию в пульпе растворенных газов. Представляет интерес и оценка возможности разрядноимпульсной интенсификации рудоподготовки на стадии измельчения в целях повышения степени раскрытия минералов. При исследовании гидрометаллургических процессов вызывают научный и практический интерес вопросы разрядноимпульсной интенсификации рудоподготовки при выщелачивании, выделении металлов из растворов, а также возможность высокоэнергетических воздействий в процессах разделения неоднородных дисперсных систем. Наконец, очевидна необходимость оценки возможности разрядноимпульсной обработки промышленных стоков в целях как чисто экологических, так и для доизвлечения ценных компонентов, кондиционирования оборотных вод обогатительного производства. Таким образом, в обогатительных процессах исследуются вопросы повышения полноты и комплексности извлечения полезных компонентов на основе комбинированных технологий с использованием разрядноимпульсных методов; в гидрометаллургических процессах исследуются вопросы интенсификации извлечения металлов, разделения дисперсных систем, оптимизации очистки промстоков и кондиционирования оборотных вод, предусматривает совершенствование технологий по всей цепочке переработки минерального сырья при обогащении, предусматривающих применениеразрядноимпульсной обработки. Объектами исследований могут быть типичные сульфидные и окисленные руды полиметаллических месторождений, а также продукты обогатительного и металлургического производств.

Таким образом, выполненный нами достаточно широкий комплекс исследований по повышению полноты и комплексности освоения минеральных ресурсов на основе применения импульсных методов в комбинированных технологиях переработки минерального сырья позволил предложить, обосновать и промышленно освоить новые технологические решения ресурсосберегающих и экологически чистых схем основного обогащения и гидрометаллургии при извлечении полезных ископаемых. Установлено, что разрядноимпульсные методы являются эффективным средством повышения полноты извлечения полезных компонентов из минерального сырья, добытого горными предприятиями из недр, и из техногенного сырья, традиционно считающегося отходами основного горного и металлургического производства, либо труднообогатимого по общепринятой терминологии сырья; применение этих методов в комбинированных технологиях высокоэффективно во всех процессах технологического цикла переработки минерального сырья, включая вспомогательные процессы основного обогащения. Широкое применение импульсных методов в настоящее время ограничено ресурсными возможностями импульсных накопителей энергии, регламентированных конструктивными возможностями последних на уровне 107−108 импульсов; целесообразность импульсных методов определяется оптимальным соотношением реальных затрат на импульсное оборудование и оснастку и суммарного эффекта от применения этих методов в промышленных технологиях переработки минерального сырья; бесспорна выгода импульсных методов в комбинированных технологиях переработки высокоценных и традиционно труднообогатимых руд при достаточно ограниченных объемах производства. Импульсное воздействие сопровождается рядом процессов, сопутствующих только такому воздействию: возникновением плотной низкотемпературной плазмы в канале разряда; пиролизом жидкости; формированием сложной системы прямых и отраженных волн сжатия и растяжения, исчисляемых в мега-паскалях, кавитационными процессами, насыщением технологической среды реакционно активными газами и ионами металлов-электродов; структурными изменениями жидкой фазы с образованием новых водородных связей и появлением продуктов рекомбинации активных радикалов. На стадии подготовки минерального сырья импульсные методы интенсифицируют избирательное раскрытие минеральных ассоциаций во всем диапазоне исходных классов крупности независимо от степени окисленности исходного материала, его структуры и текстуры; в комбинации с механическим измельчением импульсные методы снижают затраты времени и энергоемкость измельчения на 25% с уменьшением выхода шламовых частиц; эффективность комбинированных схем измельчения определяется изученными динамическими процессами, имеющими место при импульсном воздействии на технологический объект, при котором дисперсии минералов пульпы волнами сжатия приводятся в напряженное состояние, а волнами растяжения разгружаются с дроблением минеральных ассоциаций по местам концентрации локальных дефектов и плоскостям срастаний; определены оптимальные условия практического применения импульсных методов в комбинированных схемах подготовки минерального сырья к обогащению.

Разрядноимпульсные методы не могут выступать в качестве самостоятельных в процессе измельчения и раскрытия минеральных ассоциаций как с точки зрения технологических требований к последующему обогащению, так и по энергетическим соображениям; такие методы эффективны и целесообразны в комбинированных схемах измельчения труднообогатимых руд сложного состава, поскольку позволяют на 10−15% сократить время измельчения до выхода контрольного класса крупности. Заключение

Электрофизические методы обработки широко применяются в самых различных отраслях промышленности, так как сравнительно с традиционными имеют неоспоримые преимущества, как и недостатки. К наиболее важным преимуществам относятся высокая скорость процесса и компактность промышленных устройств, к недостаткам — относительная сложность и высокая стоимость промышленных устройств (но не всегда). Электрофизические методы обработки пищевых продуктов основаны на использовании электромагнитной энергии излучения.

Список литературы

:ОБЩАЯ ХИМИЧЕСКАЯТЕХНОЛОГИЯ ТОПЛИВАПод общей редакцией С. В. КАФТАНОВА, Москва, 1941

Топливо и теория горения: Учебное пособие. Н. Ф. Парахин, Севастополь, 2003www. proiz-teh.ru/elektrofizicheskie.htmlЧантурия В. А. Электрохимическая технология в процессах первичной переработки минерального сырья // Новые процессы в комбинированных схемах обогащения полезных ископаемых. — М.: Наука, 1989.