CC BY
44
3000
О 2500
I
I 2000
ш с
0 а 2 1WI
ь га
g, - о 1000
# (Ч
h 0 та а S00
?
щ
fi 0
VO
0
-ьио
Время фильтрации, мин
-Т:Ж-1:0,5 -Т:Ж-1:1 <-Т:Ж-1:2 -Т:Ж-1:3
Рис. 3. Зависимости скорости фильтрации воды при разных соотношениях твердой и жидкой фазы
То есть процесс обезвоживания хвостов обогащения в мешках вео1уЪе эффективно протекает при разных соотношениях фаз.
Таким образом, реализация данной идеи позволит целенаправленно формировать разные по составу техногенные месторождения из текущих хвостов обогащения за счет создания многообразных геохимических барьеров. Использование новых геоматериалов позволит формировать кластерные устойчивые геоструктуры, решая при этом проблемы получения в будущем дополнительной товарной продукции за счет
вторичного обогащения; сохранения качества отходов путем формирования техногенного месторождения с заданными технологическими параметрами; сокращения площади отчуждаемых земель, занимаемых под хвостохранилища; снижения экологического воздействия на окружающую среду. Таким образом, целенаправленное формирование техногенных месторождений с устойчивой структурой является важной народно-хозяйственной проблемой, решение которой будет определять перспективу и стратегию дальнейшего развития горно-обогатительных предприятий.
Список литературы
1. Новые решения проблемы комплексного освоения рудных месторождений / Рыльникова М.В., Илимбетов А.Ф., Радченко Д.Н., Милкин Д.А. // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2006. №4. С. 8-13.
2. Трубецкой К.Н., Уманец Б.Н. Комплексное освоение техногенных месторождений // Горный журнал. 1992. №1. С. 12-16.
3. Принцип работы контейнеров Geotube // w.w.w.admir-ea.ru.
Bibliography
1. 1Rylnikova M. V, Ilimbetov A.F., Radchenko D.N., Milkin D.A. New of a solution of a problem of complex development of ore deposits//the Bulletin of Magnitogorsk state technical university of G.I. Nosova. № 4 2006 P. 8-13.
2. Trubetskoj K.N., Umanets B.N. Complex development of technogenic deposits // Mountain magazine. 1992. №1. P. 12-16.
3. The Principle of work of containers Geotube // w.w.w.admir-ea.ru.
УДК 669.337
Каримова Л.М., Кайралапов E.T., Жумашев К.Ж.
ОПТИМИЗАЦИЯ УСЛОВИЙ ОБЕСПЕЧЕНИЯ АВТОГЕННОСТИ ОБЖИГА МЕДНОГО СУЛЬФИДНОГО КОНЦЕНТРАТА
Проведена оптимизация процесса обжига бедных медно-сульфидных концентратов в условиях автогенного режима окисления. Изучена зависимость максимальной температуры автогенного обжига при различных скоростях подачи смеси воздуха и кислорода.
Ключевые слова: медно-сульфидный концентрат, автогенность обжига, кислород.
The optimization of the roasting process of poor copper-sulfide concentrate in autogenous oxidation was fulfied. The dependence of maximum temperature of autogenous roasting on the velocity of air-oxygen mix input was investigated. Key words: copper-sulfide concentrate, autogenous roasting, oxygen.
Использование кислорода воздуха в ряде технологических процессов является необходимым. Особенно значительные результаты получены при применении воздуха, обогащенным кислородом, к существующим и вновь разрабатываемым процессам в металлургии цветных металлов.
Вовлечение в сферу производства забалансовых медно-сульфидных руд по разрабатываемой авторами технологии связано с получением бедного некондиционного концентрата и его переработкой по схеме «обжиг-выщелачивание», что требует поиска путей обеспечения автогенности процесса. Такая постановка задачи связана с ограниченным содержанием сульфидной серы и необходимостью выбора обжигового агрегата для обеспечения температурных условий сульфатизации.
Известно, что наиболее энергосберегающим агрегатом является шахтная печь, где создаются условия противотока обжигаемого материала и отходящих га-
зов. Поэтому лабораторные исследования проводили в шахтной электропечи, имеющей реактор из кварцевой трубки диаметром 40 мм. В качестве исследуемого материала использовали черновой флотоконцентрат с гранулометрическим составом по классу - 0,074 мм (выход 60,3%), с химическим составом (%): Си - 4,3; 8 - ,49; Бе - 3,18; СаО - 3,05; №20 - 1,52; К20 - 1,20. Шихту окатывали водой в грануляторе, имеющем чашу диаметром 0,4 м. Фракции гранул необходимого размера отсеивали на ситах. Вовнутрь реактора помещали корзинку с гранулами (навеска 20,0 г) крупностью 8 мм, затем из баллона подавали гелий со скоростью 100 см3/с для вытеснения воздуха до достижения начальной температуры обжига - 400 °С. По мере достижения температуры одновременно прекращали подачу гелия и отключали электрообогрев, подавая смесь воздуха и кислорода при постоянном общем расходе 100 см3/с через ротаметр. Соотношение воздуха и кислорода варьировали в пределах от 0
Оптимизация условий обеспечения автогенности обжига.
Каримова П.М., Кайралапов Е.Т., Жумашев К.Ж.
до 100 см /с по отношению к кислороду и смесь подавали до снижения температуры 400°С. Затем корзинку с гранулами извлекали и охлаждали в эксикаторе во избежание доокисления огарка.
Результаты экспериментов обжига медного сульфидного концентрата приведены на рис. 1. На рис. 2 показаны зависимости температуры обжига от времени ее достижения и от расхода смеси воздуха и кислорода.
700 п
I С
600 -
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Рис. 1. Зависимость температуры обжига медного сульфидного концентрата от продолжительности и расхода смеси воздуха и кислорода, см3/с: точки - экспериментальные данные; линии - по уравнениям (табл.1)
Как видно из рис. 1, 2, температурный предел обжига зависит от соотношения кислорода и воздуха, и увеличение доли первого приводит к повышению максимальной температуры.
Tt ,мин
0 20 40 60 80 100
У0 ,см3/с
Рис. 2. Зависимости максимальной температуры обжига от времени ее достижения (а) и от расхода смеси воздуха и кислорода (б)
Общий вид зависимостей рис. 1 предлагается в форме с фиксированным положением максимума, х0, у0 [1]:
У = Уо (xe/l"x° е-*"4 )"
(2)
где остается неизвестным показатель п.
Обработку экспериментальных данных х1, у1 проводили путем линеаризации зависимости (2) с обозначением
X,. = x;e/lnx° е-^
и ее логарифмированием ln yi = ln y0 + nln Xi,
(3)
(4)
откуда находятся значения п1 для всех точек, кроме х=0, у=0 и хо, у0.
В результате получены математические выражения, которые можно использовать для вывода математической модели процесса обжига (см. табл. 1). Адекватность полученных зависимостей (см. рис. 1, 2) определяли по коэффициенту корреляции Я и его значимости 1^.
Таблица 1
Коэффициент корреляции и его значимость для частных функций продолжительности и максимальной температуры обжига медного концентрата
Функции R Условие tR>2
t _ 570(те/ln6e-T1/ln6 ^-2,412-10~V + 0,433т-0,3674 для V=0 см3/с 0,9774 95,540>2
i cní/ е/ln3,5 -I1/,n3,s ,-1,5-10"V + 0,025^+0,3912 t = 605( т e ) , для V=20 см3/с 0,9906 218,80>2
t ¿1Л/ e/ln3,30 -t1""3-30 \-0,0102т2 +0,11041+0,396 t = 620( т e ) , для V=40 см3/с 0,9890 204,60>2
t - 670(те/l"2,9e_r1/"2,9 ^-5,8-10"V +0,0546^+0,3748 для V=60 см3/с 0,985 115,0>2
t — 690(re/ln1,55e-T1"n1'" )0,0012i2-0,0308^+0,1791 для V=100 см3/с 0,9984 238,7>2
tmax = -0,0064V2 + 1,877V + 568,28 0,9337 98,2>2
tmax = 3,701т 2 - 56,581т + 774,43 0,9089 78,6>2
Полученные уравнения (по рис. 2) для описания совокупности действующих факторов обобщаются согласно [2, 3] в виде их произведения с нормировкой по центральному экспериментальному значению, т.е. в данном случае центральная точка является средним значением максимальной температуры 631. Тогда обобщенное уравнение выразится как
tmax = (3,701т2 -56,581т + 774,43)х
1,877V - 0,0064V2 + 568,28 '
х-
631
где tmax - максимальная температура обжига.
(4)
400
300
700
650
600
550
500
2
3
4
5
6
700 -
650 -
600
550 -
500
С помощью обобщенного уравнения (4) находим максимальную температуру обжига, задавая различные значения расхода смеси воздуха и кислорода, а также продолжительность обжига (табл. 2).
Таблица 2
Достигаемая расчетная температура обжига сульфидных медных концентратов
ет процесс окисления в 1,5-2 раза по сравнению с окислением воздухом. Во всех случаях оплавления гранул и их спекания не наблюдалось.
Таблица 3
Зависимость расчетной температуры обжига сульфидных медных концентратов по мере продолжительности процесса при различном расходе кислорода
Т, мин VO ,см3/с
0 10 20 40 60 80 100
1 649,438 670,558 689,831 723,974 752,266 764,215 774,699
1,5 628,139 648,566 667,207 700,231 727,595 739,152 749,292
2,5 590,537 609,742 627,266 658,313 684,039 694,904 704,438
3 574,235 592,909 609,95 640,14 665,155 675,721 684,991
3,5 559,598 577,796 594,402 623,823 648,201 658,497 667,531
4 546,626 564,403 580,624 609,363 633,176 643,233 652,057
4,5 535,32 552,729 568,615 596,759 620,08 629,929 638,571
5 525,68 542,775 558,375 586,012 608,913 618,585 627,071
5,5 517,705 534,541 549,904 577,122 599,676 609,201 617,558
т, мин V, ,см3/с O2
0 20 40 60 100
2 463,87 551,99 575,12 646,30 688
3 504,36 600,41 615,47 669,54 640
4 535,04 601,36 605,58 625,45 580
5 548,66 578,69 580,24 558,07 560
6 569,99 545,89 540,84 524,00 520
8 538,15 487,13 500,71 479,31 480
10 471,81 446,13 460,85 447,8 460
12 415,72 442,03 440,07 425,76 440
15 399,8 408,24 400,24 398,74 415
Как показывают результаты таблицы, с увеличением расхода смеси воздуха и кислорода максимальная температура закономерно увеличивается, а с увеличением продолжительности обжига - уменьшается, так как по мере выгорания серы в концентрате количество выделенного тепла уменьшается.
По полученным уравнениям температуры от продолжительности обжига (см. рис. 1, табл. 1) возможно рассчитать температуру обжига сульфидных медных концентратов в зависимости от расхода воздуха и кислорода от продолжительности обжига (табл. 3).
Таким образом, проведена широкая вариация условий обжига некондиционных медных сульфидных концентратов при автогенном режиме окисления. Установлено, что в интервале температур 400-700°С скорость окисления весьма значительно зависит от кислорода. Увеличение расхода кислорода от 20-100 см3/с ускоря-
Список литературы
1. Малышев В.П. Детерминация экстремальной зависимости при аппроксимации экспериментальныхданных //Новости науки Казахстана. 2010. №1. С.21-26.
2. Малышев В.П. Математическое описание результатов многофакторного эксперимента, проведенного по методу Зейделя-Гаусса // Вест-никАН Каз ССР. 1978. № 4. С. 31-38.
3. Малышев В.П. Кинетический и технологический анализ обобщающих математических моделей химико-металлургических процессов // Доклады Национальной академии наук РК. 2008. № 2. С. 13-18.
Bibliography
1. Malyshev V.P. The determination of extreme dependences by the approximation of experimental data //News of the science Kazahstan.2010. № 1. P.21-26.
2. Malyshev V.P. The Mathematical description result multivariable of the experiment, called on method Zeydelya-Gaussa // Herald of the Academy of Sciences Kaz SSR. 1978. №4. P. 31-38.
3. Malyshev V.P. Kinetic and technological analysis generalizing mathematical models chemist-metallurgical processes // Reports to National academy of the sciences RK. 2008. №2. P. 13-18.
