Програма першого етапу експериментальних

досліджень:

Етап 1. Визначення залежності витрат електроспоживання електродвигунами кульових млинів, класифікаторів, насосних апаратів, магнітних сепараторів та іншого обладнання від завантаження рудою, кульками, пульпою із урахування зношення агрегатів і характеристики руд, які надходять на збагачення.

Дослідження проводяться у такій послідовності:

1. Визначення статистичних характеристик електроспоживання та питомих норм завантаження електродвигунами кульових млинів I, II, III стадій подрібнення, електродвигунами класифікаторів, електродвигунами насосних агрегатів, електродвигунами магнітних сепараторів та іншого обладнання технологічних ліній ( конвеєрами, освітлення, фільтрація та ін.).

2. Визначення інтегральних оцінок витрат води, електроенергії за умовну одиницю часу.

3. Побудова графіків навантаження підстанцій і розподілювальних пунктів секцій збагачення.

4. Математична обробка результатів з метою виділення змінних, які визначають режими роботи технологічних ліній, а саме:

- встановлення залежності величини енергрспоживання (електроенергії, води) від коливань продуктивності збагачувальної секції по руді (т/ч) та якості концентрату (Fe_загал.,F_emgt%);

- встановлення залежності величини енергоспоживання від режимних параметрів процесу подрібнення, класифікації та магнітної сепарації (по окремих збагачувальних апаратах, стадіях та секціях збагачення в цілому);

- визначення впливу інших факторів на параметри енергоспоживання;

- класифікації збагачувальних апаратів по енергоємності;

- побудова та аналіз математичних моделей об`єктів енергоспоживаня;

- дослідження динаміки зміни енергетичних параметрів при зміні технологічних параметрів;

- обґрунтування можливості впливу на енергетичні параметри з метою оптимізації їх витрат.

Порядок проведення експериментальних досліджень:

1. Метою проведення експерименту є отримання статичних характеристик енергоспоживання секції та визначення оптимальних значень кульових завантажень g_ш млинів І, ІІ, ІІІ стадій подрібнення, витрати води gв продуктивності секції по вихідній руді g_р при задоволенні вибраної функції якості.

2. Вихідними параметрами є: витрати електроенергії Э₁ - по конвеєрних лініях; Э₂ - витрати електроенергії II кульового млина; Э₃ - витрати електроенергії приводом класифікатора; Э₄ , Э₁₀, Э₈, Э₁₁, Э₁₂- витрати електроенергії двигунами магнітних сепараторів (сумарний); Э₇ , Э₉ - витрати електроенергії електродвигуном VI, ШМ; Э₁₁ - витрати електроенергії електродвигуном XIII, ШМ. Споживана двигунами кульових млинів Р₁₁, Р_VI, Р_ХIII, класифікатора Р_III, магнітних сепараторів Р_IV, Р_VIII, Р_Х, Р_XV, Р_ХIII двигунами піщаних насосів Р_ХI, Р_XVI - активна потужність. Технологічна лінія збагачення з позначенням точок контролю наведена на рис 2.2.

3. Відповідно матриці запланованого експерименту РДС відбирається по 2 проби при розвантаженні кульового млина (II ШМ), класифікатора III, хвостах магнітних сепараторів IV, вхідні й вихідні параметри гідро циклонів (г/ц) 500 мм VII, при розвантаженні КМ VI, вхідні і вихідні параметри г/ц д.350 мм XIII, при розвантаженні ШМ XIII, показники концентрату і хвостів.

На нижньому рівні відбираються проби вихідної руди, яка надходить до млина II, і визначається вміст важкозбагачуваних руд і питома вага руди. Під час відбирання проб у вказаних (рис. 2.2) точках відбору знімаються також показники лічильників витрати електроенергії, вторинних приладів датчиків.

Таким чином програмою і методикою досліджень на дробильно-збагачувальних фабриках обумовлено проведення таких робіт:

1. Методом експертних оцінок визначається перелік найбільш суттєвих параметрів, які визначають режими енергоспоживання.

2. Методами математичної статистики (кореляційний і регресійний аналізи цих пасивних експериментів) визначаються математичні моделі енергоспоживання у функції від параметрів типу перероблюваної руди, стан обладнання і параметрів технологічного режиму.

3. На підставі даних n. 1 і 2 методами багатофакторного планування другого порядку в режимах активних експериментів визначаються екстремальні (оптимальні) значення технологічних параметрів процесів переробки руди, які задовольняють максимізації продуктивності готової продукції при мінімумі втрат корисного компоненту і мінімумі енерговитрат.

4. На підставі даних n. 1, 2 і 3, апріорних відомостей про процес, якісно-кількісної схеми типової секції переробки залізних руд синтезується ситуаційна граф-моделі» причинно-наслідкових зв'язків процесу збагачення (СГМ11СС).

5. Аналіз СГМПСС дозволяє синтезувати способи системи оптимізації процесів збагачування по переділах.

6. На підставі теоретичних досліджень динаміки процесів переробки, із врахуванням даних п.п. 1-5 та експериментальне знятих перехідних характеристик основного технологічного обладнання, визначаються усереднюючі якості трактів за збагачувальним переділом синтезується імітаційна модель (ЇМ) технологічного процесу збагачення (ТПЗ).

7. Дослідження на ВМ ТПЗ дозволяє обґрунтувати:

- структуру оптимальних способів і САР процесами;

- норми оптимальних витрат електроенергії у різні періоди доби, залежно від зовнішньої ситуації;

- шляхи і методи зниження енерговитрат при оптимізації технологічних процесів збагачення руд.

Рис. 2.2 - Типова технологічна лінія по збагаченню руд чорних металів з позначенням точок відбору проб і замірів витрат електроенергії основними споживачами процесу рудопідготовки:

I - конвеєр, II - кульовий млин, III - класифікатор, IV - магнітний сепаратор, V - зумпф, VI кульовий млин, VII - гідроциклон, VIII - магнітний сепаратор, IX - дешламатор, Х - магнітний сепаратор, XI - насос, II - технологічний зумф, XIII - кульовий млин, XIV - гідроциклон, XV - магнітний сепаратор, XVI - насос, XVII - дешламатор; XVIII - магнітний сепаратор, Э₁- Э₁₂ - витрати електроенергії відповідними технологічними механізмами, g_ш - кульове завантаження, g_wi - витрати води в технологічні агрегати, g_p- продуктивність секції по вихідній руді, П₁, П₂, П₃- пульпорозподілювачі, g_pi- витрати води в пульпорозподілювачі.

Висновки по розділу

Для встановлення закономірностей енергоспоживання в процесах рудопідготовки розроблена методика проведення досліджень витрат електроенергії в основних процесах збагачення якою передбачено:

1.Провести аналіз теоретичних та експериментальних даних для визначення ступеню впливу технологічних факторів на витрати електроенергії в процесі рудопідготовки.

2.Визначити закономірності енергоспоживання найбільш енергоємними технологічними апаратами (дробарками, млинами,конвейерами, насосами, сепараторами).

3.Розробити заходи і рекомендації по науково обгрунтованому підходу до вибору енергетичного обладнання, режимів його роботи і економії енергоресурсів.

4.Розробити методи прогнозування витрат електроенергії технологічними процесами і основним устаткуванням.

Для досягнення поставлених цілей передбачено вирішення слідуючих завдань.

1. Дослідити технологічну лінію збагачення як об'ект енергоспоживання.

2. Провести експериментальні дослідження величин енергоспоживання та встановити технологічні параметри, які найбільш суттєво впливають на енергоспоживання.

3. Дослідити динаміку та закономірності енергоспоживання основного устаткування (дробарок, барабаних млинів, насосів) та встановити вплив на них конструктивних, технологічних та експлуатаційних факторів.

4. Побудувати моделі енергоспоживання технологічними лініями і апаратами дробильних і збагачувальних фабрик із врахуванням основних параметрів, які впливають на витрати енергоресурсів.

5. Розробити методи прогнозування витрат енергоресурсів та науково обгрунтовані заходи і рекомендації по економії ресурсів в основних процесах рудопідготовки.

Методикою передбачено проведення експериментальних досліджень на діючий технологічній лінії по збагаченню руд, спеціально обладнаній місцями для відбору проб і замірів витрат електроенергії.

Відповідно до матриці запланованого експерименту експериментальні дослідження проводяться в слідуючий послідовності:

1. Проводяться заміри та визначаються статистичні характеристики величин електроспоживання і питомих витрат електроенергії двигунами устаткування технологічної лінії збагачення;

2. Одночасно відбираються проби і проводяться заміри продуктивності устаткування;

3. Отримані експериментальні дані аналізуються і обробляються методами математичної статистики з метою:

- встановлення залежності величин енергоспоживання від коливань продуктивності збагачувальнох секції по руді та якості концентрату;

- встановленя залежності величин енергоспоживання від фізико - механічних властивостей руди, режимних параметрів процесів подрібнення та збагачення руд;

- визначення впливу інших факторів на параметри енергоспоживання;

- дослідження динаміки змін енергетичних параметрів при зміні технологічних параметрів;

- обгрунтування можливості впливу на енергетичні параметри з метою мінімізації їх витрат;

- розробка науково-обгрунтованих заходів і рекомендацій по удосконаленню логістичних систем розподілу та економії енергоресурсів в основних процесах рудопідготовки.