Автоматичне управління процесом згущення суспензій рідкіснометалічних руд для підвищення якості вихідних продуктів радіального згущувача

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ РОБІТ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Шпильовий Л. В. Моделювання процесів консолідації дисперсної фази суспензії хвостів збагачення рідкіснометалевих руд // Збагачення корисних копалин: Наук.-техн. зб. НГУ. - Дніпропетровськ, 2004. - Вип. 21 (62). - С. 92-100.

2. Шпильовий Л. В. Особливості автоматизації радіального згущувача // Сталий розвиток гірничо-металургійної промисловості: Зб. доповідей Міжнародної науково-технічної конференції, Кривий Ріг, 18-22 травня 2004 р. - Вісник КТУ. - Кривий Ріг: КТУ, 2004. - Т. 2. - С. 195-200.

3. Шпильовий Л. В. Аналітична модель процесу транспортування ущільненого осаду в радіальному згущувачі // Вісник КТУ: Зб. наук. праць. - Кривий Ріг: КТУ, 2005. - Вип. 10. - С. 119-123.

4. Шпильовий Л. В. Математична модель та алгоритм екстремального управління процесом осадження дисперсної фази суспензії // Автоматика. Автоматизація. Електротехнічні комплекси і системи. - Херсон: ХТУ, 2006. - № 2(18). - С. 38-44.

5. Шпильовий Л. В. Екстремальне управління режимом осадження дисперсної фази промислових суспензій // Вісник КТУ: Зб. наук. праць. - Кривий Ріг: КТУ, 2006. - Вип. 3(13). - С. 150-155.

6. Шпильовий Л. В., Білецький В. С., Сергєєв П. В. Математичне моделювання процесу осадження твердої фази хвостів флотації рідкіснометалічних руд // Вісник КТУ. - Кривий Ріг: КТУ, 2004. - Вип. 3. - С. 131-135.

7. Білецький В. С., Шпильовий Л. В. Оптимізація режиму осадження твердої фази у згущувачі // Складні системи і процеси. - Запоріжжя, 2002. - № 2. - С. 78-82.

8. Білецький В. С., Шпильовий Л. В. Обґрунтування інформативності сигналу активної потужності електроприводу ферми згущувача // Наук. вісн. НГУ. - Дніпропетровськ, 2006. - № 7. - С. 43-46.

9. Білецький В. С., Шпильовий Л. В. Аналітична детермінована модель процесу згущення суспензії в радіальному згущувачі // Наук. вісн. НГУ. - Дніпропетровськ, 2006. - № 2. - С. 40-44.

10. Моркун Н. В., Шпильовий Л. В. Оптимальне управління процесом осадження твердої фази хвостів флотації рідкіснометалічних руд // Вісник КТУ: Зб. наук. праць. - Кривий Ріг: КТУ, 2006. - Вип. 2(12). - С. 147-150.

11. Шпильовий Л. В. Проблеми і технічні рішення з автоматизації радіального згущувача // Труды Международной научно-технической конференции “Горная электромеханика и автоматика”. - Т. 1. - Донецк: ДонНТУ, 2003. - С. 302-309.

12. Шпилевой Л. В., Белецкий В. С. Автоматизация процессов сгущения на обогатительных фабриках // V Конгресс обогатителей стран СНГ, Москва, 23-25 марта 2005 г. - М.: Альтекс, 2005. - Т. IV. - С. 296.

13. Белецкий В. С., Шпилевой Л. В. Интенсификация осаждения шламов тантал-ниобиевых руд // Благородные и редкие металлы: Труды IV Международной конференции “Благородные и редкие металлы. БРМ-2003”, Донецк, 22-26 сентября, 2003. - Донецк, 2003. - С. 252-253.

14. Спосіб автоматичного керування роботою радіального згущувача: Пат. 65883 А Україна: МКІ B01 D21/00 / Шпильовий Л. В. - № 2003065709; Заявл. 20.06.03; Опубл. 15.04.04; Бюл. № 4. - 2 с.

15. Спосіб автоматичного керування процесом осадження твердої фази: Пат. 65879 А Україна: МКВ³ В01 D21/00 / Шпильовий Л. В., Білецький В. С. - № 2003065623; Заявл. 01.09.03; Опубл. 15.04.04; Бюл. № 4. - 2 с.

16. Спосіб автоматичного керування процесом осадження дисперсної фази суспензії в згущувачі: Пат. 76294 Україна: МКІ В01 D21/00 / Шпильовий Л. В. - № 20040706308; Заявл. 28.07.04; Опубл. 17.07.06; Бюл. № 7. - 3 с.

17. Спосіб автоматичного керування процесом згущення пульпи: Пат. 61372 А; Україна: МКВ⁵ В01 D21/00 / Шпильовий Л. В., Білецький В. С. - № 2003010230; Заявл. 09.01.03; Опубл. 17.11.03; Бюл. № 11. - 2 с.

Особистий внесок автора в роботах, виконаних у співавторстві:

[6, 7] - формулювання ідеї роботи, постановка мети та задач дослідження, обґрунтування методики експериментального дослідження процесу та вибір плану експерименту, проведення лабораторних експериментів і експериментів на пілотній установці, аналіз одержаних результатів та формулювання основних наукових положень і висновків;

[8] - теоретичні та експериментальні дослідження, методика експериментів, обробка й аналіз результатів;

[9] - розробка моделі процесу змішування ущільненого осаду із суспензією в розвантажувальній лійці;

[10] - розробка і дослідження математичної моделі процесу, розробка алгоритмів управління та САУ процесом згущення;

[12, 13] - вибір незалежних факторів планованого експерименту, дослідження математичної моделі процесу та обґрунтування принципів побудови автоматизованої системи управління процесом згущення;

[15, 17] ідея й обґрунтування моделюванням способів автоматичного управління процесом згущення.

АНОТАЦІЇ

Шпильовий Л.В. Автоматичне управління процесом згущення суспензій рідкіснометалічних руд для підвищення якості вихідних продуктів радіального згущувача. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.13.07 - автоматизація технологічних процесів. - Криворізький технічний університет, Кривий Ріг, 2007.

Дисертація присвячена розв'язанню актуальної наукової задачі - підвищення ефективності автоматичного управління технологічним процесом згущення суспензій руд рідкісних металів та продуктів їх збагачення в радіальному згущувачі шляхом удосконалення принципів і способів управління на основі встановлення закономірностей згущення сфлокульованих суспензій.

Проведено теоретичне та експериментальне дослідження процесу згущення як об'єкту автоматичного управління. Установлено екстремальний характер залежностей швидкості осадження дисперсної фази сфлокульованої суспензії й густини стисненого осаду від питомих витрат флокулянту, виявлено факт дрейфу екстремуму від величини рН суспензії. Розроблені способи екстремального керування режимом осадження дисперсної фази суспензії. Показано, що густина суспензії, яка вивантажується з лійки згущувача, визначається параметрами ущільненого осаду і суспензії зони стиснення і забезпечується регулюванням співвідношення витрат дисперсної фази в осаді й згущеному продукті.

Ключові слова: згущення, екстремальне управління, флокулянт, осадження дисперсної фази, ущільнений осад, стабілізація густини суспензії.

Шпилевой Л. В. Автоматическое управление процессом сгущения суспензий редкометаллических руд для повышения качества выходных продуктов радиального сгустителя. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.13.07 - автоматизация технологических процессов. Криворожский технический университет, Кривой Рог, 2007.

Диссертация посвящена решению актуальной научной задачи - повышение эффективности автоматического управления технологическим процессом сгущения суспензий руд редких металлов и продуктов их обогащения в радиальном сгустителе за счёт усовершенствования принципов и способов управления на базе установления закономерностей сгущения сфлокулированных суспензий.

Проведены теоретические и экспериментальные исследования процесса сгущения, как объекта автоматического управления, установлен экстремальный характер зависимости скорости осаждения дисперсной фазы сфлокулированной суспензии от удельного расхода флокулянта, установлен факт дрейфа экстремума от величины рН суспензии. Разработаны способы экстремального управления режимом осаждения дисперсной фазы суспензии. Показано, что плотность выгружаемой из воронки сгустителя суспензии определяется параметрами уплотнённого осадка и суспензии зоны сжатия и обеспечивается регулированием соотношения расходов дисперсной фазы в осадке и сгущённом продукте.

Ключевые слова: сгущение, экстремальное управление, флокулянт, осаждение дисперсной фазы, уплотнённый осадок, стабилизация плотности суспензии.

Shpylevy L. Automatic Control of the Thickening Process of Rare-Metal Ore suspensions to Improve Quality of Radial Thickener Products. - Manuscript.

Thesis for award of an academic degree of Candidate of Technical Science, specialty 05.13.07 - automation of technological processes. Kryvyi Rih Technical University, Kryvyi Rih, 2007.

The thesis addresses a topical scientific issue improving the efficiency of automatic thickening process control of rare-metal ore suspensions and their concentrates in a radial thickener owing to improved control principles and methods, based on establishing laws of thickening flocculated suspensions.

Theoretical and experimental research of the thickening process as an object of automatic control allowed to establish an extreme nature of the relationship between the settling velocity of the dispersed phase of flocculated suspension and the specific consumption of flocculant as well as to study the drift of extremum from the suspension pH.

It is demonstrated that density of suspension discharged from the thickener cone depends on parameters of the compact sediment and suspension in the compression zone as well as on the ratio of dispersed phase flow rates in the sediment and thickened product.

It is proven that it is practical to apply extreme control to the settling conditions of flocculated suspension. A method of extreme control of the settling conditions of the feldspar concentrate from the Mazurovskoye Deposit is developed, which implements the principle of controlling the flocculant consumption by the major disturbance i.e. the pH value of the feed suspension. To control the settling mode of the zirconium concentrate, an extreme system of step type is proposed, where the extremum is traced on a physical analogue of a thickener, which greatly reduces the extremum tracing time.

A structural diagram of the control process of thickened product density and the compact sediment height is developed. As opposed to earlier conceptions of the compaction mechanism of the dispersed phase, it is based on the hypothesis of thinning the compact sediment in the discharge cone of a radial thickener and allows for a subprocess of carrying the compact sediment to the discharge cone. An automatic stabilization method of the compact sediment layer height by changing the rotational speed of the thickener frame is proposed. The issue of stabilizing the thickened product density is resolved by adjusting the ratio of mass flow rate of the compact sediment fed to the discharge cone and that of the thickened product discharged from the thickener come. The given ratio is adjusted by density of the thickened product. The flow rate ratio is maintained by changing flow rate of the thickened product. The automatic control system, which implements the proposed control principles and methods, allows to improve the efficiency of automated operation of radial thickeners in case of changed quality of raw materials owing to reduced losses of the concentrate with discharge, lower consumption of flocculant and higher density of the thickened product.

The developed methods and algorithms of thickening process automatic control are used in the design of the tantalum-niobium-zirconium ores concentrating plant at the Ilyich Metallurgical Works in Mariupol, which is under construction. The anticipated economic effect of introducing the developments is UAH 194 thousand. Obtained results can be used at other non-ferrous and ferrous metallurgical plants as well as in the chemical and coal industries.

Key words: thickening, extreme control, flocculant, settling of the dispersed phase, compact sediment, stabilization of suspension density.

Размещено на Allbest.ru