CC BY
22
Успехи в химии и химической технологии. ТОМ XXXI. 2017. № 5
УДК 735.29.(32)
Козлова О.А., Харитонов А.О.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ РАССЕВА ПРИ СОРТИРОВКЕ АЛМАЗНОГО СЫРЬЯ
Козлова Оксана Александровна*, студентка 1курса магистратуры факультета Инженерной химии РХТУ им. Д. И. Менделеева, Россия, г.Москва. * e-mail: ksushka-suppper@mail.ru
Харитонов Александр Олегович, профессор, д. т. н, заведующий кафедрой Стандартизации и инженерно-компьютерной графики РХТУ им. Д. И. Менделеева, г.Москва.
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, дом 9
В работе представлена методика определения оптимальных параметров работы вибрационного ситового грохота при осуществлении процесса сортировки алмазного сырья. Методика основана на использовании метода математического планирования экспериментов, при этом в качестве варьируемых параметров принимали амплитуду колебания сита и вес партии алмазов при рассеве, а функцией отклика являлось время, затраченное на выполнение процесса сортировки. Выполнен анализ влияния варьируемых параметров на изменение продолжительности технологического процесса.
Ключевые слова: рассев, сортировка, вибрационный грохот, математическое планирование экспериментов.
DETERMINATION OF THE PARAMETERS OF THE SCREENING WHEN SORTING ROUGH DIAMONDS
Kozlova O.A., Kharitonov A.O.*
*D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia.
The paper presents the method of determining the optimum working parameters of vibrating sieve screen in the process of sorting of diamond raw materials. The technique is based on the method of mathematical planning of experiments. As variable parameters were taken the amplitude of the sieve and the weight of a batch of diamonds at the screening. The response function was the time it took to complete the sorting process. The analysis of the impact of varied parameters on the change in the length of the process.
Keywords: sieving, sorting, vibrating screen, mathematical planning of experiments
Предварительная подготовка сырья в горнорудной, металлургической, химической и других отраслях промышленности включает в себя разделение всего объема сыпучего материала на фракции по величине геометрического размера частиц. В случаях, когда безусловным требованием является отсутствие в надрешётном продукте подрешетного, применение вибрационных ситовых грохотов среди сухих способов сортировки наиболее распространено. Конструктивное исполнение промышленных вибрационных ситовых грохотов позволяет в качестве управляющего параметра использовать только величину амплитуды колебаний просеивающей поверхности сита. Использование преобразователей для изменения частоты колебаний является экономически нецелесообразным, так как приводит к резкому увеличению потерь в электрических цепях. При больших объемах производства сокращение времени на подготовку сырья может привести к существенному уменьшению затрат и повышению экономической эффективности всего производства. Поэтому вопрос определения оптимальной величины амплитуды колебания просеивающей поверхности виброгрохота является актуальным и
составляет предмет исследования, результаты которого представлены в данной работе.
При заданной влажности сырья и его температуре очевидной является зависимость времени, необходимого для осуществления полного рассева порции сыпучего материала от величины амплитуды колебания просеивающей поверхности виброгрохота и размеров частиц материала. Технологически еще одним фактором, влияющим на временные затраты, является масса порции материала принятого к рассеву. Таким образом, в терминах метода математического планирования экспериментов процесс сортировки сыпучего материала на виброгрохотах в рамках данной работы характеризовали двумя варьируемыми параметрами - величиной амплитуды А колебаний просеивающей поверхности и массой Q порции материала, при этом функцией отклика является время Т рассева.
Методика определение значений варьируемых параметров А и Q, при которых функция отклика Т достигала бы своего минимума, была реализована применительно к изучению процесса сортировки алмазного сырья на вибрационном ситовом грохоте «Анализетте 3». Технологическая инструкция Гохрана России регламентирует процесс рассева алмазного сырья следующими условиями. Для
Успехи в х&мии и химической технологии. ТОМ XXXI. 2017. № 5
алмазного сырья условно-ситовых классов (-12+11), (-11+9), (-9+7), (-7+6), (-6+5), (-5+4), (-4+3), (-3+2), (2+1), (-1+0,5), (-0,5) отклонение массы навески, предназначенной для сортировки на вибрационном ситовом грохоте «Анализетте 3» не должно превышать 5% от массы навески. На этом виброгрохоте можно провести сортировку крупных и мелких материалов. К крупным материалам относится алмазное сырье следующих условно-ситовых классов: (-12+11), (-11+9), (-9+7), (-7+6), (6+5), (-5+4), (-4+3). Масса навески алмазного сырья для сортировки в этом случае составляет 300 карат (60 граммов). К мелким материалам относится алмазное сырье таких условно-ситовых классов, как: (-3+2), (-2+1), (-1+0,5), (-0,5). Масса навески АС для сортировки составляет 700 карат (140 граммов). Порцию алмазного сырья определенного условно-ситового класса насыпают на верхнее сито из мерного стакана. Мерный стакан заполняют алмазным сырьем на 0,5 массы навески, предназначенной для сортировки. Учитывая отклонение в 5%, масса порции (в граммах) для мелкого материала может колебаться в пределах от 28,5 до 31,5, а для крупного - от 66,5 до 73,5. Возможные затраты времени на рассев в зависимости от размеров частиц материала, величины амплитуды колебаний просеивающей поверхности виброгрохота и массы порции алмазного сырья в представлены в таблице 1.
Практика эксплуатации вибрационного ситового грохота «Анализетте 3» для сортировки алмазного сырья позволила установить, что
продолжительность рассева находится в примерной пропорции со значением массы алмазного сырья при рассеве. Влияние величины амплитуды колебаний просеивающей поверхности на время рассева более сложное и поэтому оно устанавливалось прямым измерением в опытах.
Статистический анализ приведенных данных, выполненный с использованием программы Statistica, позволил получить в форме квадратичного уравнения регрессии (1) зависимость времени рассева Т от величины амплитуды А колебаний просеивающей поверхности и массы Q порции материала:
Т=715,5834 -15,1725Q-
149,0397A+0,0854Q2+1,5212Q*A+7,7106A2, (1)
где Т - время рассева, мин;
Q - масса порции алмазного сырья, г;
А - величина амплитуды колебаний просеивающей поверхности виброгрохота, мм.
Анализ полученного уравнения свидетельствует о десятикратном превышении влияния на время Т рассева величина амплитуды колебаний А просеивающей поверхности виброгрохота по сравнению с влиянием величины массы Q порции алмазного сырья. Последнее объясняется тем, что изменения массы порции алмазного сырья несущественны и не превышают 5%, определенных технологической инструкцией.
Условный минимум поверхности функции отклика смещается в направлении больших значений амплитуды А колебаний просеивающей поверхности и меньших масс Q порций алмазного сырья (рис. 1).
Рис.1. Поверхность функции отклика
Использование предложенной методики определения параметров рассева при сортировке сыпучих материалов позволит уменьшить время технологического процесса и сократить тем самым расходы на подготовку сырья.
Таблица 1. Параметры рассева алмазного сырья
Параметры рассева Мелкий материал Крупный материал
Время рассева, мин 15-20 10-20
Амплитуда колебаний, мм 1,5-2,5 2,5-3
Значения массы порции алмазного сырья, г 28,5; 28,8; 30,0; 30,2; 30,4; 30,6; 31,0; 31,5 66,5; 67,5; 68,5; 69,5; 70,0; 71,5; 72,5; 73,5
