Помощь в написании студенческих работ
Антистрессовый сервис

Обоснование технологической схемы и параметров комплекса для транспортирования высококонцентрированной гидросмеси на латеритовых карьерах: Республика Куба

Диссертация: Обоснование технологической схемы и параметров комплекса для транспортирования высококонцентрированной гидросмеси на латеритовых карьерах: Республика Куба
ДиссертацияПомощь в написанииУзнать стоимостьмоей работы

Повышение эффективности и экологичности транспортирования руды с карьера Моа-Восточный до завода Педро Сото Альба при экскаваторной добыче может быть обеспечено заменой автомобильного и конвейерного транспорта лимонитовой руды с последующим переходом на мокрый процесс обогащения на гидромеханизированный процесс, первичного обогащения и транспортирования лимонитовой руды. Экспериментально… Читать ещё >

Обоснование технологической схемы и параметров комплекса для транспортирования высококонцентрированной гидросмеси на латеритовых карьерах: Республика Куба (реферат, курсовая, диплом, контрольная)

Содержание

  • 1. Анализ состояния изученности вопроса. Цель и задачи исследований
    • 1. 1. Анализ опыта эксплуатации гидротранспортных установок на Кубе
    • 1. 2. Анализ выполненных исследований
    • 1. 3. Цель и задачи исследований
  • 2. Теоретические исследования процесса гидротранспорта лимонитовой руды
    • 2. 1. Комплекс для добычи и транспорта лимонитовой руды с карьера Моа-Восточный до завода им. Педро Сото Альба
    • 2. 2. Свойства лимонитовых гидросмесей
    • 2. 3. Реологические модели структурированных дисперсных систем
    • 2. 4. Физическая и математическая модели процесса движения лимонитовой гидросмеси
    • 2. 5. Определение гидравлических сопротивлений при движении лимонитовой гидросмеси в структурном и турбулентном режимах
    • 2. 6. Определение допустимого угла наклона трубопроводов, транспортирующих лимонитовую гидросмесь
  • 3. Экспериментальные исследования процесса транспортирования высококонцентрированной лимонитовой гидросмеси
    • 3. 1. Методика проведения экспериментальных исследований реологических свойств лимонитовой гидросмеси
    • 3. 2. Результаты обработки данных исследований реологических свойств гидросмеси
    • 3. 3. Обоснование параметров экспериментальной установки
    • 3. 4. Методика проведения экспериментальных исследований на полупромышленной установке
    • 3. 5. Результаты исследований на полупромышленной установке
    • 3. 6. Исследование коэффициента гидравлических сопротивлений в структурном и турбулентном режимах
    • 3. 7. Определение допустимого угла наклона и потерь напора трубопроводов, транспортирующих лимонитовую гидросмесь
  • 4. Рекомендации для расчета систем гидротранспорта лимонитовой руды с карьера Моа-Восточный до завода им. Педро Сото Альба
    • 4. 1. Общие положения
    • 4. 2. Методика расчета параметров гидротранспорта лимонитовой руды в структурном режиме
    • 4. 3. Методика расчета параметров гидротранспорта лимонитовой руды в турбулентном режиме
    • 4. 4. Рекомендации по расчету гидротранспортной линии Моа-Восточный — завод им. Педро Сото Альба
    • 4. 5. Расчет экономической эффективности

Республика Куба обладает большими резервами никелевой руды. В настоящее время переработкой никелевой руды занимаются три предприятия. Из этих предприятий только на заводе им. Педро Сото Альба в схеме транспорта руды с карьера Моа-Западный кроме автомобильного, конвейерного транспорта используется гидротранспорт. Учитывая, что процесс обогащения на этом заводе является мокрым, то этот вид транспорта является достаточно эффективным.

Увеличение выпуска никеля за счет совершенствования технологических процессов, аппаратов и транспортной системы, применяемых на действующих заводах, является одной из основных задач повышения эффективности развития никель-кобальтовой промышленности Республики Куба.

Запасы карьера Моа-Западный заканчиваются и в настоящее время выполняются проектные разработки различных вариантов транспорта с нового месторождения Моа-Восточный до завода им. Педро Сото Альба: Существующая разница геодезических высот (65 м) между месторождением и точкой подачи гидросмеси в существующие сгустители указывает на экономическую выгоду в случае использования самотечно-напорного гидротранспорта, так как не требует расхода энергии, что является важным условием при существующем на Кубе недостатке энергоресурсов.

На карьере Моа-Западный добыча руды производится с помощью экскаваторов, погрузкой ее в автосамосвалы, которые транспортируют до рудоспуска, а далее-ленточными конвейером до цеха приготовления гидросмеси. Получаемая гидросмесь направляется в радиальные сгустители.

Сопряжение различных видов транспорта усложняет и удорожает процесс транспортирования руды.

Поэтому обоснование экономически выгодного варианта транспортирования руды с карьера Моа-Восточный до металлургического завода является актуальной задачей.

В производстве земляных работ при добыче полезных ископаемых с целью механизации процессов труда широко используется гидромеханизация.

Она позволяет полностью механизировать в один непрерывный процесс добычу и транспортировку руды. Непрерывность процесса обеспечивают высокую производительность и экономичность этого способа производства работ.

Основным звеном в процессе производства при добыче полезных ископаемых является гидравлический транспорт добытой руды. Производительность работы гидротранспортных установок будет зависеть от того насколько правильно определены отдельные составляющие её элементы и насколько правильно запроектированы режимы движения гидросмеси в трубопроводах.

Использование гидромеханизации для добычи и транспорта лимонитовой руды позволит существенно повысить эффективность производства никеля.

Цель работы — установление закономерностей процесса гидротранспортирования высококонцентрированной лимонитовой гидросмеси для разработки методики расчета и обоснованного. выбора параметров гидротранспорта, что позволит снизить его энергоемкость и металлоемкость.

Идея работы заключается в том, что предварительно подготовленная в пульпонасосном агрегате высококонцентрированная * тонкодисперсная лимонитовая гидросмесь сохраняет свою структуру при минимальных скоростях её движения по напорному трубопроводу.

Защищаемые научные положения:

1. Физико-математическая модель течения высококонцентрированной тонкодисперсной лимонитовой гидросмеси заданной концентрации, предварительно подготовленной в пульпонасосном агрегате, основанная на экспериментально определенной её реологической кривой, устанавливает зависимость среднего расхода смеси от физико-механических свойств твердых частиц, скорости движения, начального напряжения сдвига и распределения концентрации твердой фазы по линейному закону в поперечном сечении трубопровода.

2. Экспериментально установлена зависимость коэффициента гидравлических сопротивлений при течении тонкодисперсной высококонцентрированной лимонитовой гидросмеси в структурном режиме от вязкопластических и реологических характеристик, что позволяет с достаточной для практических целей точностью, определять потери напора и рациональные режимы движения гидросмеси.

Заключение

.

В диссертации, представляющей собой законченную научно-квалификационную работу, на базе выполненных теоретических и экспериментальных исследований решена актуальная научная и практическая задача повышения технико-экономической эффектив-ности гидравлического транспортирования лимонитовой руды и снижения металлоемкости гидротранспортной системы с карьера Моа-Восточный до завода им. Педро Сото Альба путем повышения концентрации твердой фазы транспортируемой гидросмеси.

Основные научные результаты и практические рекомендации заключаются в следующем:

1. Повышение эффективности и экологичности транспортирования руды с карьера Моа-Восточный до завода Педро Сото Альба при экскаваторной добыче может быть обеспечено заменой автомобильного и конвейерного транспорта лимонитовой руды с последующим переходом на мокрый процесс обогащения на гидромеханизированный процесс, первичного обогащения и транспортирования лимонитовой руды.

2. Установлено, что для расчета режимов транспортирования структурных гидросмесей на основе модели Бингама-Шведова необходима экспериментально полученная реологическая характеристика течения лимонитовой гидросмеси.

3. На основании проведенных исследований реологических свойств лимонитовой гидросмеси выдвинута и подтверждена гипотеза, заключающаяся в том, что в зависимости от концентрации и скорости потока можно выделить три зоны со следующими режимами движения: структурный, переходной и турбулентный. На основе этой гипотезы разработана физическая модель и дано описание математического процесса движения лимонитовой тонкодисперсной высококонцентрированной гидросмеси.

4. Получены подтвержденные экспериментом новые зависимости, необходимые для расчета и обоснования выбора основных параметров высококонцентрированной гидросмеси:

— для определения коэффициента гидравлических сопротивлений при движении потока гидросмеси в структурном режиме;

— для определения потерь напора при движении вязкопластичной гидросмеси в турбулентном режиме по горизонтальному и наклонному трубопроводам;

— для определения угла наклона пульповодов, транспортирующих латеритовую гидросмесь, максимальное значение которой равно 25 градусам.

5. Практические рекомендации заключаются в разработанных методиках расчета параметров гидротранспортной установки лимонитовой гидросмеси в турбулентном и структурном режимах, которые позволяют получить более обоснованные и точные результаты при проектировании гидротранспортной линии Моа-Восточный завод им. Педро Сото Альба.

6. Ожидаемый эквивалентный экономический эффект от внедрения рекомендаций, выраженный в рублях, составит около 250 тыс. руб. в год.

Показать весь текст

Список литературы

  1. Экономическая газета. Москва, 1971. № 31.
  2. KazantserA. Organisation de los trabajos de servicio geologo-minero en la mina «Моа», Moa-Cuba. Informe, bibliotecafabrica Pedro CotoAlba, 1982.
  3. Bega Y.A. Introduction a los yacimientos de niquel en Cuba. Editoral Orbe. La Habana, 1979.
  4. Izquerdo R.P., Marzo F.M. Investigation у establecimiento del reqimen у los parametros de trabajo de hidrotransporte de la pulpa lateritica en la instalacion por gravedadV Fabrica Pedro Soto Alba. Moa, Cuba, biblioteca JSMM, 1987.
  5. Falcon H.T. Estudio de la separation de la pulpa lateritica у su sedimentation en condiciones de laboratorio. Informe, biblioteca JSMM, Cuba, 1982.
  6. П.Р. Влияние параметров гидротранспорта латерита на процесс осаждения. JL, ЛГИ, том 110,1987.
  7. Falcon H.T. Consideraciones sobre le sedimentation de la pulpa lateritica en la fabrica Pedro Soto Alba. Revista «Mineria у geologia», Moa, Cuba, 1983.
  8. Falcon H.T. Sedimentation de minerales limoniticos. Revista «Mineria у geologia» № 2,1985.
  9. Feliu M.S. Determination de los parametros de hidroen cienciastecnicas transporte de las pulpas del mineral serpentinitico. Tesis enopcion al grado cientifico edoctor en ciencias tecnicas. Cuba, Moa, 1998.
  10. В.П. Повышение эффективности эксплуатации систем трубопроводного транспорта. СПГГИ., 2005.
  11. Sohol S.I. Propiedades reologicos de la pulpa del mineral lateritico. Revista «La mineria en Cuba», № 4,1978.
  12. Garcel L.R. Determination de parametros reologicos en pulpa minerales que se comportan comoplasticos reales. Revista «Technologia quimica», Cuba, № 2,1984.
  13. Isquerdo P.R., Leiba R.F. Investigation у establecimiento del regimen у os parametros de trabajo de hidrotranporte de la pulpa latericia en la instalacion a presion. Fabrica Pedro Soto Alba, Moa, Cuba. Informe, biblioteca 1SMM, 1987.
  14. Isquerdo P.R. Estudios de la instalacion de hidrotranporte a presion de la pulpa lateritica de la empresa Pedro Soto Alba. Revista «Mineria у geologia», 1SMM, № 4,1989.
  15. B.H. Трубопроводный транспорт в горной промышленности. М., Недра, 1985.
  16. .Р. Исследование параметров гидравлического транспорта руд и концентратов в высоконасыщенных потоках. Дисс. на соиск. уч.ст. канд.техн.наук. Кривой Рог, 1970.
  17. А.П. Гидромеханизация. М., Стройиздат, 1974.
  18. В.Н. Пути повышения эффективности гидротранспорта. М., Недра, 1972.
  19. В.В. Параметры и режим гидротранспортирования угля по трубопроводам. М., Наука, 1970.
  20. М.А. Физическая модель взвесенесущего потока. Гидромеханика, вып. 25. Киев, Наукова думка, 1973.
  21. Нхуен Ван Хонг. Исследование и разработка рекомендаций по применению гидромеханизации для удаления шламов со дна карьеров в Социалистической Республике Вьетнам. Дисс. на соиск. уч.ст. канд. техн. наук. Ленинград, 1983.
  22. В.М. О теориях движения турбулентных потоков, содержащих взвешенные наносы. Известия АН СССР ОТН, № 2,1952.
  23. В.Н. Интенсификация процессов гидравлического транспорта высоконасыщенных гидросмесей. JL, ЛГИ, 1976.
  24. А.Е. Трубопроводный транспорт. М., Недра, 1980.
  25. Р. Гидравлика глинистых растворов. Баку, Азнефтеиздат, 1951.
  26. Э.К., Филатов Б. В. Об аппроксимациях уравнения Букингама вязкопластичного течения дисперсных систем. Коллоидный журнал, том XXV, № 1,1963.
  27. В. Влияние микронных фракций на параметры гидротранспорта угля. Сб. «Гидравлическая добыча угля», № 12, ЦНИИТЭНУголь, 1966.
  28. М.Р. Определение реологических свойств глинистых суспензий. Известия Вузов, Нефть и Газ, 1958.
  29. М.П. Исследование реологических свойств дисперсных систем. Колл. ж., т. 16, № 3,1954.
  30. С.В., Ласков Ю. М. Перекачка ила и осадков сточных вод. М., Госстройиздат, 1961.
  31. Р.И., Есьман Б. И. Практическая гидравлика в бурении. М., Недра, 1966.
  32. .С. Определение реологических свойств суспензий глины в условиях установившегося движения. Колл. ж., 1954. т.16, № 2.
  33. А.Е., Сафонов Ю. К. Трубопроводный транспорт концентрированных гидросмесей. М., Машиностроение, 1973.
  34. К.К. и др. О пристенном эффекте при течении пластичных дисперсных систем. Колл. ж., 1973, т.35, № 6.
  35. В.М., Дунец А. Исследование реологических свойств концентрированных суспензий при наличии пристенного эффекта. Инженер.-физический журнал, 1975, т.29, № 2.
  36. Сафонов 10. Оценка влияния пристенного эффекта на вязкость содовых суспензий. Труды ВНИИ, № 56,1970.
  37. В. Вязкостные свойства пластических дисперсных систем и эффект пристенного скольжения. Труды III Всесоюзной конференции по коллоидной химии. Изд. АН СССР, 1965.
  38. Р., МэйсонС. Течения жидкостей по трубам при наличии взвешенных частиц. В кн.: реология суспензий. Мир, 1975.
  39. Ю.В. Исследование процессов перемешивания и гидротранспорта волокнистых суспензий целлюлозно-бумажного производства. Автореф. дисс. на соиск. уч.ст. канд. техн. наук. JL, 1975.
  40. Г. А. Процессы и технологии гидромеханизации открытых горных работ. М., Недра, 1979.
  41. И. Ш. Разработка комплекса оборудования для сгущения и гидротранспортирования высоконасыщенных тонкодисперсных гидросмесей для закладки. Дисс. на соиск.уч.ст. канд. техн. наук. Ленинград, 1988.
  42. В.И. Снижение энергоемкости гидравлического транспортирования гидросмесей при высоких концентрациях твердой фазы. Диссертация на соиск. уч. ст. д.т.н., СПГГИ (ТУ), СПб, 2000.
  43. Kemblowsky Z, Kiljansky Т. Rheological properties and rheometry of suspensions of Solid Prticles. 2−5 September 1997, Cracow, Poland, p. 25−41.
  44. Vlasak P., Chara Z, Konfirst J., Matousek V. Coveing of sand in Newtionian and поп Newtonian carrier. 11th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 9−12 September 2002, Ghent, Belgium, p. 193−203.
  45. Slatter P., Wasp E Yield stress how low you go? 11th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 9−12 September 2002, Ghent, Belgium, p. 173−183.
  46. Skelland A.H. Non-newtonian flow and heam transfer. Edicion revolucionaria, Institute Cubano de libro, La Habana 1970.
  47. И. Транспорт структурообразующих суспензий высоких плотностей по трубам. Автореферат дисс. на соиск уч.ст. канд. техн. наук, 1960.
  48. В.И., Литовко В. И. и др. Реологические свойства ферросилициевых суспензий и методы их измерения. М., Недра, 1972.
  49. Greducksor А.В. Principales and aplications ofreology prentice hall. New York, 1964.
  50. У. Неныотоновские жидкости. М., Мир, 1964.
  51. И., Виноградов Г. и др. Ротационные приборы. Измерение вязкости и физико-механических характеристик материалов. М., Машиностроение, 1967.
  52. М.В., Шилов В. Б. Реологические свойства высококонцентрированных гидросмесей сернокислого глинозема. В кн.: Автоматизация, механизация и оборудование процессов целлюлозно-бумажного производства. Сб. трудов ВНИИБа. Д., 1977.
  53. Ю.К. Реологическая модель концентрированных суспнзий. В кн.: Автоматизация, механизация и оборудование процессов целлюлозно-бумажного производства. Сб. трудов ВННИБа. JL, ВНИИБ, 1977.
  54. M.JI. Исследование параметров трубопроводного транспортирования щелоко-сульфатных суспензий. Дисс. на соиск.уч.ст. канд.техн. наук. JL, 1979.
  55. З.П. Конвективный тепломассоперенос реологически сложных жидкостей. М., Энергия, 1975.
  56. М.В. Исследование местных гидравлических сопротивлений при движении каолиновых суспензий. Дисс. на соиск.уч.ст. канд.техн.наук. Л., 1979.
  57. В.Г. Разработка способа хранения шламосодержащий солей в виде суспензий в целлюлозно-бумажном производстве, дисс. на соиск.уч.ст. канд. техн. наук. Л., 1984.
  58. Рауль Искиердо Пупо. Исследование параметров и разработка рациональных режимов гидротранспорта латеритовой руды применительно к условиям комбината им. Педро Сото Альба. Автореф. дисс. на соиск. уч.ст.канд. техн. наук ЛГИ, Ленинград, 1989.
  59. А.П. Физико-химическая механика, М., 1958.
  60. JI. Гидромеханика. М., ИЛ., 1951.
  61. С. Параметры течения неустойчивых двухфазных смесей. Архивы гидротехники, т.37. Варшава, 1990.
  62. С.И. Расчет профиля осадка, образующегося в наклонной трубе после остановки гидротранспортной системы. В кн.: Гидромеханика, вып. 30. К., Наукова Думка, 1977.
  63. Hedstrom OA. Flow of plastics materials in pipes. Industr. and Engng. Chem., 1952, v.44,651.
  64. С. Реометрия неньютоновских жидкостей. НТИ, Варшава, 1973.
  65. М. Реология. М., Наука, 1965.
  66. Ю.П., Маркова Е. В., Грановский Ю. В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. М.: Наука, 1976.
  67. С.Л., Кафаров В. В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. М., Высшая школа, 1978.
  68. Ч. Основные принципы планирования эксперимента. М., 1962.
  69. Д. Введение в теорию планирования экспериментов. М., Наука, 1970.
  70. Л.А., Козин В. З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых. М., Недра, 1978.
  71. Н., Смит Г. прикладной регрессионный анализ. М., Финансы и статистика, 1986.
  72. Л.И. Методы подобия и размерности в механике. М., Наука, 1971.
  73. Perez В.R., SwetlanaM. Sobre la eleccion de criterios de semejanza hidrodinamica aplicados al transporte hidraulico. Revista «Mineria у Geologia», № 3,1984.
  74. В.Г. Исследования с целью оптимизации параметров гидравлического транспортирования нефелиновых шламов высокого насыщения. Дисс. на соис.уч.ст. канд. техн. наук. Л., 1976.
  75. Ю.М. Гидравлический транспорт меловых суспензий. Строительные материалы, № 8,1969.
  76. В.А. Транспортирование навоза по трубам. Механизация и электрификация социалистического хозяйства, № 2,1969.
  77. А.Е. Рекомендуемые методы расчета гидравлического транспорта. М., Наука, 1964.
  78. А.Е. О режимах и параметрах течения гидросмесей измельченных горных пород. Изд. вузов. Геология и разведка. № 1,1980.
  79. Экономика строительства магистральных трубопроводов. М., Стройиздат, 1977.
  80. Инструкция по гидравлическому расчету систем напорного гидротранспорта грунтов. П59−71. JI., Энергия, 1972.
  81. .И., Розенберг Г. Д. К вопросу о структурном режиме течения вязкопластичной жидкости по трубам. Труды Всероссийского НИИ бур. техники, вып. XX, 1965.
  82. Л.И., Лешевич В. В. Эксплуатация и ремонт оборудования гидромеханизации. М., Недра, 1982.
  83. Н.А. и др. Гидротранспорт (вопросы гидравлики). Киев, Наукова Думка, 1971.
  84. Slatter P., Mollagee М&bdquo- Petersen F.M. Non-newtonian turbulence a practical overview 9th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 2−5 September 1997, Cracow, Poland, p. 83−97.
  85. Parzonka W., Kempinsky J., Eckstadt H. Physical and rheological features of liduids river mud. 9th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 2−5 September 1997, Cracow, Poland, p. 135−145.
  86. Ngyen Q.D., BogerD.V. Application of rheology to pipeline transport, dewatering and disposal of mineral tailings. 9th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 2−5 September 1997, Cracow, Poland, p. 177−193.
  87. Alexandrov V.I., KuleshovAA. Experimental investigation of the transport slurry of copper ore tailing at high concentration. 9th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 2−5 September 1997, Cracow, Poland, p. 217−227.
  88. Kilian W. The effect of temperature on rheological properties of fresh Portland cement past. 10th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 4−7 September 2000, Cracow, Poland, p. 85−99.
  89. Alexandrov V.I., KuleshovAA., Makhovikov B.S. The rheological properties of high concentration slurries by pipeline transport on example of copper ore tailings. 10th International
  90. Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 4−7 September 2000, Cracow, Poland, p. 537−551.
  91. Slatter P. Non-Newtonian laminar pipe flow a place in the sun at last. 11th International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 9−12 September 2002, Ghent, Belgium, p. 33−41.
  92. David J., Filip P. Mutual contribution of viscous and plastic effects in viscoplastic fluids. th
  93. International Conference on Transport and Sedimentation of Solid Particles. 9−12 September 2002, Ghent, Belgium, p. 135−143.
  94. O.B., Буянов Ю. Д. Технология и комплексная механизация добычи нерудного сырья для производства строительных материалов. М.: Недра, 1996.
  95. Ю.Д., Николаев А. К., Докукин В. П. Передвижной пульпонасосный агрегат. Патент на изобретение № 2 147 648, Бюллетень изобретений, 2000, № 11.
Заполнить форму текущей работой

Сессия? Спокойно!