CC BY
17
ПЕРЕРАБОТКА ОКВАРЦОВАННОГО БАРИТА
Наниева Зарина Вадимовна,
аспирант кафедры Начертательной геометрии и черчения,
Кибизов Спартак Геннадьевич, профессор кафедры Технологические машины и оборудование,
Наниева Бэла Муратовна,
доцент кафедры Технологические машины и оборудование, СКГМИ(ГТУ), г. Владикавказ
АННОТАЦИЯ
В статье приведены сведения о месторождении барита, который используется в основном как утяжелитель буровых растворов и инертного, слабоактивного наполнителя лакокрасочной резиновой, бумажной и т.д. промышленности, а также отработанных и доводочных участков и сопутствующих минералов для промышленного производства стекла, цемента, пластмасс и др. ABSTRACT
The article presents information on the barite, which is mainly used as a weighting agent of drilling fluids and inert, low-level filler paint rubber, paper, etc. industry as well as waste and rework stations and associated minerals for industrial glass production, cement, plastics and others.
Ключевые слова: месторождении барита, импорт барита, утяжелитель, расслоения минеральных частиц, концентрационный стол
Keywords: barite, barite imports, weighting, separation of mineral particles, concentration table
После распада СССР большая часть запасов барита оказалась за пределами России: в Казахстане, Азербайджане, в Грузии. В результате кризиса экономики и частичной замены баритового утяжелителя гематитовым
дефицит бария остается и перекрывается импортными поставками, составляющими 19-20 тыс.т в год на сумму 1,65,5 млн. дол. Ниже приведена таблица динамики импорта барита в Россию.
Таблица 1
Динамика товарных потоков барита в России за 1996- 2002 гг.
1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Производство, тыс.т 160,0 100,0 74,0 103,7 146,5 206,0 238
Импорт, тыс.т 19,4 24,4 27,0 34,8 21,1 27,0 29,5
Экспорт, тыс.т 3,6 1,7 0,2 0,0 0,0 0,0 4,7
Нетто -потребление, тыс.т 175,8 122,7 100,8 138,3 167,6 233,0 262,8
Доля импорта,% 11,0 19,9 26,8 25,2 12,6 11,6 11,2
Динамика импорта барита в Россию нестабильна. Только из Казастана осуществляются непрерывно растущие поставки (45% российского импорта). Поставки остальных стран резко варьируют во времени, как объемом, так и по стоимости. К 2000 году полностью прекратились поставки из Азербайджана, Киргизии и Грузии. Существуют и разовые крупные поставки, например, из Сингапура и Словакии. Проблему нестабильных импортных потоков барита необходимо решать- либо путем замещения из российских источников, либо организацией новых стабильных потоков от постоянных партнеров.
Основной расход барита в России приходится на производство утяжелителей буровых растворов (с расходом до 19 кг на 1 т раствора).
Ликвидировать зависимость от импорта можно, ускорив поиск и освоение новых баритовых месторождений с качественными рудами, а также внедряя на существующих добывающих предприятиях новые технологии обогащения [1].
Одним из таких предприятий было Квайсинское свинцово-цинковое рудоуправление, где проводились разведка и обнаружение залежей окварцованного барита в достаточно удовлетворительных объемах для их добычи. Например, выход баритового концентрата и извлечение окиси барита, если на обогатительной фабрике перерабатывается 100 т руды в сутки, содержащей 1,26 % ВаО, и получается баритовый концентрат с содержанием 65% ВаО и хвосты с содержанием 0,06% ВаО.
Q= 100 т/сутки.; а = 1,20% ВаО; в = 65 % ВаО и 9 = 0,20 % ВаО.
По формуле
100(1,20-0,20)
выход концентрата Тк
Q(a-fl)
" (в- А)
= 1,54 т/сутки,
(65-0,20)
где а-содержание металла в руде, %; в-содержание металла в концентрате, %; 9- содержание металла в хвостах, %.
Высокий удельный вес барита помогает отличить его от большинства сульфатов. Ниже приведена таблица 2 вмещающих пород сульфата барита, встречающийся в окрестностях Квайсинского свинцово-цинкового предприятия
В связи с разными удельными весями вмещающих пород барит можно добывать с использованием вибрационных концентрационных столов, что позволит получить качественный концентрат барита. Ниже приведено теоретическое обоснование движения твердого тела с жидкостью, которая используется в концентрационных столах.
Для определения силового взаимодействия твердого тела с жидкостью большое значение имеет теория вихревого движения и циркуляция скорости. Например, на бесконечно малом отрезке контура ds в данный момент времени скорость некоторой частицы равна V. Тогда интеграл от скалярного произведения векторов V и ds на участке контура аЬ и будет представлять собой циркуляцию скорости:
Г = /ДВ^) = (1)
На основании формул циркуляции скорости вокруг плоского контура можно представить циркуляцию
скорости твердого тела с жидкостью.(Рис. 1)
Г =
43)
(ух dx + Vydy)
(2)
Теорема Стокса гласит, что циркуляция скорости жидкости по замкнутому контуру равна сумме интенсив-ностей вихрей, пронизывающих поверхность, опирающуюся на данный контур.
Таблица 2
№ п/п Наименование Удельный вес, г/см3
1. Кварц 2,26
2. Неизмененный порфирит 2,78
3. Гидротермально измененный порфирит 2,78
4. Сильноизмененный порфирит 2,64
5 Окварцованный порфирит 2,60
6. Брекчированный порфирит с хлоритокальцитовым цементом 2,65
0
х (уу+5хГах) Рис 1. Циркуляция скорости по элементарному прямоугольнику
Рис. 2. Схема перемещения частиц минерала на столе: 1 — загрузочный желоб, 2 — распределительный ящик,
3 — приводной механизм.
Разделение двух каких-либо минералов на качающихся столах может быть произведено тогда, когда их удельный вес заметно отличается друг от друга, разница в 3 или 4 единицы достаточна для того, чтобы произвести быструю обработку и получить полное извлечение. Процесс разделения зависит не столько от величины равнодействующей скорости, сколько от угла наклона в (рис.2).В нижнем конце стола концентрируются мелкие зерна d2 1
минерала барита, над ним будут более крупные зерна того же веса, а зерна пустых пород будут собираться в верхних слоях аналогично зернам минералов барита, т.е. мелкие зерна d1 будут под крупными d11. Эти зерна будут сносится водой в сторону наклона плоскости деки стола со
скоростями V! и v2. На деке стола без рифов поток воды движется узкой полосой и имеет большую поверхностную скорость, чем на деке с рифами. Рифы способствуют лучшему растеканию воды по деке и тем самым приводят к уменьшению поверхностных скоростей.
Наряду с этим фактором форма частиц также имеет большое значение. Если форма зерен минералов, составляющих руду, абсолютно различна, как например, в случае угля и сланца, когда самые тяжелые зерна сланца являются пластинчатыми, а более легкие угля неправильной округлой, формы, то в этом случае разделение их идет легче. Разделение может быть успешно произведено даже тогда, когда разность их удельного веса близка к единице. При этом частицы угля неправильной округлой формы
z
сходят со стола первыми, а плоские частицы сланца выносятся на деке стола дальше.
На основании анализа экспериментального материала были сделаны следующие выводы:
1. С окварцованным баритом, предварительно подготовленном, производительность стола будет выше, чем на необработанной сырой руде.
2. Наилучшим способом предварительной подготовки руды для столов является грохочение.
3. При крупной руде наиболее эффективно концентрация протекает при комбинированном способе предварительной подготовки — сухая классификация и гидравлическая классификация.
Литература
1. Хетугуров В.Н., Гегелашвили М.В., Каменецкий Е.С. и др. Производство минеральных порошков с применением центробежной мельницы вертикального типа., Горный журнал, М., ФГУП,"Руда и металлы", 2002.
2. Хетагуров В.Н., Каменецкий Е.С., и др. Экспериментальное исследование характера движения измельчаемого материала в корпусе центробежной мельницывертикального типа, М., ГИАБ, №3, 2004.
3. Кочин Н.Е., Векторное исчисление и начало тензорного исчисления,.И.Наука,М.,1965.
4. www.mining-enc.ru/k/koncentracionnyj
5. www.mineral.ru > Аналитика > Мир - проблемы и тенденции-измельчительного оборудования.
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА КИСЛОРОДА НА ДИНАМИКУ САУ ПРОЦЕССОМ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД
Найденова Татьяна Владимировна
Асистент кафедры автоматики и телекомуникаций, Донецкий национальный технический Университет, г. Донецк
Федюн Роман Валерьевич Попов Владислав Александрович
Канд. техн. наук, доцент кафедры автоматики и телекоммуникаций, Донецкий национальный технический
Университет, г. Донецк
АННОТАЦИЯ
Т.В. Найденова, Р.В. Федюн, В.А. Попов. Влияние количества кислорода на динамику САУ процессом биохимической очистки сточных вод. Описаны основные этапы изъятия органических веществ из сточной воды и их потребление микроорганизмами. Выделены фазы развития активного ила в контакте с загрязненной жидкостью в условиях аэрации. Проанализированы результаты моделирования при различных условиях попадания кислорода в аэротенк.
Ключевые слова: биохимическая очистка сточных вод, аэротенк, скорость потребления кислорода. ABSTRACT
Naydyenova T.V., Fedyun R.V., PopovV.A. The influence of oxygen on the dynamics of the ACS process of biological wastewater treatment. Describes the main stages of the seizure of organic substances from waste water and their consumption by microorganisms. Selected development phase of activated sludge in contact with contaminated liquid in the aeration conditions. Analyzed the simulation results under different conditions of ingress of oxygen into the aeration tank.
Keywords: biochemical water treatment, aeration tank, the rate of oxygen consumption
Общая постановка проблемы.
Основными сооружениями биохимической очистки на Донецких очистных сооружениях служат аэро-тенки и вторичные отстойники. Как правило, на очистных сооружениях применяют аэротенки с рассредоточенным впуском сточных вод и аэротенки —смесители.
Для очистных сооружений больших городов, на которых осуществляется биохимическая очистка сточных вод в аэротенке, до сих пор важной практической задачей остается оптимизация процесса технологического процесса водоочистки. Совершенствование систем аэрации сточных вод позволяет в значительной мере интенсифицировать процессы биохимической очистки, снизить эксплуатационные расходы и затраты электроэнергии.
Построение эффективной системы автоматического управления становится невозможной без глубокого исследования характеристик и процессов, которые протекают в аэротенке (объекте управления). Особое внимание небходимо уделить управлению подачей воздуха в аэро-тенк.
Постановка задач исследования.
1. Описать основные этапы изъятия органических веществ из сточной воды и их потребление микроорганизмами.
2. Выделить фазы развития активного ила в контакте с загрязненной жидкостью в условиях аэрации.
3. Проанализировать результаты моделирования при различных условиях попадания кислорода в аэро-тенк.
Биохимическая очистка сточных вод в аэротенках происходит в результате жизнедеятельности микроорганизмов активного ила. Сточная вода непрерывно перемешивается и аэрируется до насыщения кислородом воздуха. Активный ил представляет собой суспензию микроорганизмов, способную к флокуляции.
Механизм изъятия органических веществ из сточной воды и их потребление микроорганизмами может быть представлено тремя этапами [1]:
1 этап - массопередача органического вещества из жидкости к поверхности клетки. Скорость протекания этого процесса определяется законами молекулярной и конвективной диффузии веществ и зависит от гидродинамических условий в аэротенке. Оптимальные условия для подведения загрязнений и кислорода создаются посредством эффективного и постоянного перемешивания содержимого аэротенка. Первый этап протекает быстрее последующего процесса биохимического окисления загрязнений.
