автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Разработка классификационно-измельчительного оборудования и метода его оценки при переработке отходов нерудных карьеров
- доктора технических наук
- Бардовский, Анатолий Данилович
- город
- Москва
- год
- 2000
- специальность ВАК РФ
- 05.05.06
Автореферат диссертации по теме "Разработка классификационно-измельчительного оборудования и метода его оценки при переработке отходов нерудных карьеров"
РГБ ОД 1 3 НОЯ 7ЛЛ1
На правах рукописи
БАРДОВСКИЙ АНАТОЛИЙ ДАНИЛОВИЧ
УДК.622.7.017.2:622.73/75
РАЗРАБОТКА КЛАССИФИКАЦИОННО-ИЗМЕЛЬЧИТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДА
ЕГО ОЦЕНКИ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ОТХОДОВ
/
НЕРУДНЫХ КАРЬЕРОВ
Специальность 05.05.06 - Горные машины
Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук
Москва 2000
Работа выполнена в Московском государственнным горном университете
Научный консультант
проф., докт. техн. наук В. И. МОРОЗОВ
Официальные оппоненты:
Докт. техн. наук, проф. РАДКЕВИЧ Я.М., Докт. техн. наук, проф. ФРАНЧУК В.П., Докт. техн. наук, проф. МЯЗИН В.П.
Ведущее предприятие: ОАО "Моспромстройматериалы".
Защита состоится" ^ " _2000 г. в 4 У час.
на заседании диссертационного совета Д-053.12.04. в Московском государственнным горном университете по адресу: 117935, г. Москва, В-49, Ленинский проспект, д. 6
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета
Автореферат разослан " (¿¿О С4£_2000 г.
Учёный секретарь диссертационного совета
канд. техн. наук, проф. Е.Е. ШЕШКС
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность работы. В настоящее время только 10 % извлекаемого из недр земли минерального сырья превращаются в готовую продукцию, оставшиеся 90 % идут в отходы, загрязняя окружающую среду и занимая полезные площади, на которых могли бы возделываться пашня или расти лес. Экономика России 70-90-х годов предопределила одностороннее развитие горноперерабатывающей отрасли, направленное исключительно на извлечение из добываемого сырья тех компонентов, добыча которых в то время была наиболее выгодной. Оставшиеся в результате добычи и переработки отходы, как правило, складировались, что привело к созданию огромных запасов техногенного сырья по всей России. Ежегодно при производстве горных работ в России в отвалы поступает около 2 млрд. м3 вскрышных и вмещающих пород, а также отходов обогащения полезных ископаемых. За последние 30 лет открытыми разработками нарушено 2 млн. гектаров плодородных земель, из которых одна половина занята карьерами, а другая - отвалами и терриконами. Поэтому проблема переработки направляющихся в отвалы и уже накопившихся в них отходов минерального сырья, в частности отходов нерудных карьеров, выделилась в настоящее время в самостоятельную проблему, решение которой имеет огромное значение для народного хозяйства.
По данным 1990 года, ежегодное количество отходов нерудных карьеров в России составляет 150 млн. м3. Анализ исследований по утилизации отходов нерудных карьеров достаточно убедительно доказывает возможность получения из них таких строительных материалов, как щебень, песок, кирпич, цемент, абразивы, наполнители бетонов и полимеров, а также строительные и бытовые краски, лаки, шпаклевки, наполнители для резиновой промышленности, известняковую муку для мелиорации почв, крошку для подкормки животных и птиц и др. Анализ состояния вопроса показал, что для нужд строительной индустрии и других отраслей народного хозяйства используются не более 15% из вновь образующихся отходов, при этом номенклатура получаемых в результате переработки товарных продуктов весьма ограничена.
Многообразие различных видов отходов нерудных карьеров, их структурное и физико-химическое различие, а также конкретные требования к качеству продуктов переработки и их количеству вызвало применение самых различных, подчас далеко не оптимальных, схем технологических линий с использованием разнотипных перерабатывающих машин. В зависимости от условий процесса переработки в состав технологических линий могут входить машины и оборудование для очистки от загрязняющих примесей, подсушки отходов, измельчения, классификации, транспортировки, фасовки и т.п. Основным оборудованием являются машины для классификации и измельчения, так как они осуществляют главные технологические операции, определяют количество и качество получаемых из отходов продуктов переработки, а также основные материальные и энергетические затраты на их производство.
В России и за рубежом создано множество машин для классификации и измельчения, предназначенных для переработки различных видов минерального сырья, однако существующий парк машин для переработки отходов нерудных карьеров является весьма ограниченным, а методы оценки эффективности их использования в реальных эксплуатационных условиях являются несовершенными, так как они не в полной мере решают проблему оптимизации выбора конкретных технологических схем, типов машин, их конструктивных и режимных параметров.
Учитывая масштабы развития промышленной переработки отходов нерудных карьеров в России в ближайшем будущем, обеспечивающей частичное удовлетворение потребности народного хозяйства в строительных материалах и других товарных продуктах, разработка классификационно-измельчительного оборудования, метода оценки и выбора типов машин, их параметров в технологических линиях переработки отходов является актуальной научной проблемой.
Работа выполнялась в рамках программы по решению научно-технической проблемы "Разработать эффективные комплексы оборудования нового технического уровня и технологию для переработки сырья и отходов нерудных карьеров с целью комплексного использования сырья, улучшения качества продуктов горного производства, экономии трудовых и энергетических ресурсов", единого пятилетнего плана проведения исследований, разработок и опытных работ МНТК "Механобр" на 1986-1990 гг., утвержденного постановлением ГКНТ СССР от 28.04.86 №128, единого пятилетнего плана проведения фундаментальных и прикладных исследований, опытно-конструкторских и технологических работ по созданию высокоэффективных видов техники, технологий й материалов МНТК "Механобр" на 1986-1990 гг., утвержденного постановлением ГКНТ СССР от 14.08.86 №317, постановлениями Мосгорисполкома №1145 от 08.05.87, ГКНТ СССР №56 от 10.03.86 (задание 03.01.Н12) и №68 от 11.03.87 (задание 06.20.Н1), а также в соответствии с Федеральной целевой программой "ОТХОДЫ", раздел 1.17 "Техническая политика по отходам горнодобывающей промышленности", 1994 г.
Цель работы. Повышение эффективности процесса переработки отходов нерудных карьеров путём разработки, модернизации и выбора классификационно-измельчительного оборудования на основе установления закономерностей взаимодействия рабочих органов машин с перерабатываемым материалом и определения комплексных затрат перерабатывающих систем.
Идея работы. Разработка, модернизация и выбор классификационно-измельчительного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров осуществляется на основе анализа физической сущности процессов взаимодействия рабочих органов машин с перерабатываемым материалом, удельных энергетических, массовых и временных затрат на получение целевого продукта переработки.
Основные научные положения, выносимые на защиту:
1. Метод оценки классификационно-измельчительного оборудования для его разработки, модернизации и выбора в виде определяющих критериев удельного действия - комплексных показателей, учитывающих затраты перерабатывающих систем, устанавливаемых в зависимости от физической сущности процессов переработки, иерархии оценки и отнесённых к единице объёма (массы) целевого продукта переработки.
2. Комплекс математических моделей, описывающих рабочие процессы классификации отходов на вибрационных грохотах со струнными просеивающими поверхностями, грохотах с криволинейными подвижными и неподвижными просеивающими поверхностями, в пневмо- и вибропневмо-классификаторах с аэрофонтанирующим слоем и измельчения в наклонных вибрациошшх и планетарных мельницах, учитывающих закономерности поведения перерабатываемого материала на просеивающих поверхностях и распределительных решётках классификаторов и в помольных камерах измельчителей, в зависимости от его физико-механических свойств, механических и технологических характеристик машин.
3. Аналитические и экспериментальные зависимости между основными параметрами классификационно-измельчительного оборудования, учитывающие особенности взаимодействия его рабочих органов с перерабатываемым материалом, на базе которых разработаны новые принципы действия и перспективные конструктивные схемы машин и технологических комплексов для переработки отходов нерудных карьеров.
4. Зависимости для установления определяющих критериев удельных действий от конструктивных и режимных параметров классификаторов и измельчителей, позволяющие среди равнозначных параметров, установленных по критериям эффективности разделения и производительности или энергоёмкости измельчения, выбрать наиболее предпочтительные по условию минимизации удельных затрат.
Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и рекомендаций базируются на использовании научных методов исследований, включающих аналитические исследования с использованием основополагаю-
щих положений теории колебаний, теории грохочения,' классификации и измельчения, экспериментальных исследований процессов разделения и размола отходов нерудных карьеров на стендах и в промышленных условиях с применением современной измерительной аппаратуры. Опытно-промышленные испытания установок по переработке отходов на ряде карьеров нерудной промышленности подтвердили результаты исследований. Точность экспериментальных исследований при доверительной вероятности 0,9 составляла не ниже 85 %.
Научная новизна. Для разработки и модернизации классификационно-измельчительного оборудования и оценки эффективности его использования в технологических линиях по переработке отходов предложены комплексные показатели - критерии удельного действия, учитывающие физическую сущность процесса переработки, энергетические и массовые характеристики движения перерабатываемого материала и его физико-механические свойства.
Разработаны комплексы математических моделей, описывающих рабочие процессы классификации отходов на вибрационных грохотах со струнными просеивающими поверхностями, грохотах с криволинейными подвижными и неподвижными просеивающими поверхностями, в пневмо- и вибропневмо-классификаторах с аэрофонтанирующим слоем и измельчения в наклонных вибрационных и планетарных мельницах. Модели учитывают закономерности поведения перерабатываемого материала на просеивающих поверхностях и распределительных решётках классификаторов и в помольных камерах измельчителей в зависимости от его физико-механических свойств, механических и технологических характеристик машин для определения их конструктивных и режимных параметров.
Установлены аналитические и экспериментальные зависимости между основными 'параметрами классификационно-измельчительного оборудования, учитывающие особенности взаимодействия его рабочих органов с перерабатываемым материалом. На базе этих зависимостей разработаны новые принципы действия и перспективные конструктивные схемы машин и технологических комплексов для переработки отходов нерудных карьеров.
Установлены зависимости для определяющих критериев удельных действий, используемые для оценки комплексов перерабатывающего оборудования, разнотипных энергоёмких машин одного функционального назначения и параметров классификаторов и измельчителей, структура которых зависит от иерархии оценки и типа оцениваемого оборудования.
Научное значение работы заключается в разработке математических моделей, зависимостей и комплексных оценочных критериев, позволивших создать научную базу для разработки, модернизации и выбора классификаци-онно-измельчительного оборудования и разработки методик оценки и выбора типов машин и их параметров, что является вкладом в создание и совершенствование конструкций перерабатывающего оборудования.
Практическое значение работы заключается:
- в разработке методики оптимизации параметров классификационно-измельчительного оборудования по условию минимизации удельных затрат;
- в разработке методик оценки комплексов оборудования и различных ти-типов перерабатывающих машин одного функционального назначения с целью выбора наиболее эффективного оборудования для конкретных условий эксплуатации;
- в разработке методики определения конструктивных и режимных параметров наклонных вибрационных мельниц для помола сухих и влажных отходов карбонатных карьеров;
- в разработке рекомендаций по выбору параметров оборудования для переработки отходов, включая струнные просеивающие поверхности инерционных грохотов, криволинейные просеивающие поверхности дуговых, винтовых и вибровинтовых грохотов, пневмо- и вибропневмокласификаторы, вибрационные наклонные и планетарные мельницы;
- в разработке и реализации в конструкциях классификаторов и измельчителей значительного количества новых технических решений, защищенных авторскими свидетельствами и патентами.
Реализация выводов и рекомендации работы. Разработанные в диссертации методика, рекомендации и новые высокоэффективные конструкции оборудования прошли промышленное опробование и внедрены на ряде карьеров ОАО "Моспромстройматериалы" и других предприятий в технологических линиях по переработке отходов нерудных карьеров. В частности, резинотросовые сита (по а.с. №827169 и по а.с. №1811087) для производства щебня фракции 5-20 мм внедрены на Пятовском карьере и Вяземском ГОКе; пневмосепаратор с аэрофонтанирующим слоем (по а.с. №1419760) для производства щебня 3-10 мм на Питкярантском карьере; вибрационная мельница для производства известняковой муки по ТУ - на Хомяковском карьере.
Суммарный экономический эффект от внедрения перечисленного оборудования составил 288,3 тыс. руб. в ценах 1990 года.
Апробация работы. Работа и ее отдельные положения докладывались на Всесоюзной конференции "Ускорение научно-технического прогресса промышленности строительных материалов" (Москва, 1987 г.); научно-техническом семинаре с международным участием ученых, аспирантов, инженеров и студентов "Проблемы и перспективы развития горной техники" (Москва, 1994 г.); Международном симпозиуме "Горная техника на пороге XXI века" (Москва, 1996 г.); 1-й международной конференции "Проблемы создания экологически чистых и ресурсосберегающих технологий добычи полезных ископаемых и переработки отходов горного производства" ( Тула, 1996 г.), XXIV и XXV международных симпозиумах "Моделирование в механике" (Польша, 1994 и 1996 гг.); Международной научно-технической конференции "Приоритетные технологии в пищевой промышленности" (Москва, 1998 г.); Международных симпозиумах "Неделя горняка - 98", "Неделя горняка - 99",
"Неделя горняка - 2000"; Международной конференции стран СНГ "Молодые учёные - науке, технологиям и профессиональному образованию для устойчивого развития: проблемы и новые решения" (под эгидой ЮНЕСКО) -Москва, 2000 г.; техническом совете ОАО "Моспромстройматериалы" (Москва, 1999 г.); технических советах ряда карьероуправлений: Пятовского, Вяземского, Питкярантского и др. ( 1982-1999 гг.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 научных работ и получено 47 авторских свидетельств и патентов на изобретения.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и заключения, изложенных на 335 страницах машинописного текста, содержит 35 рисунков, 39 таблиц, список использованной литературы из 216 наименований и приложения.
Сложную и многогранную проблему разработки, оценки и выбора оборудования и определения его рациональных параметров в технологических схемах переработки отходов нерудных карьеров оказалось возможным решить и довести до практически значимых результатов лишь совместными усилиями коллектива отраслевой лаборатории переработки нерудных строительных материалов и камнеобработки, возглавляемой проф. Н.Г. Картавым и проф. Г.А. Доброборским, которым автор выражает глубокую признательность за консультации, внимание и поддержку при подготовке и завершении диссертации.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Объектом исследования является классификационно-измельчительное оборудование для переработки отходов нерудных карьеров.
Вопросам повышения эффективности работы оборудования, используемого в технологических линиях безотходной переработки минерального сырья посвящены работы многих отечественных и зарубежных ученых, среди которых Б.Н. Ласкорин, Л.А. Барский, П.Е. Остапенко, С.Е. Андреев, М.Я. Шпирт, И.Б. Шлаин, К.А. Разумов, В.И. Акунов, В.А. Олевский, В.Н. Потураев, В.И. Кармазин, В.А. Бауман, В.И. Ревнивцев, С.Ф. Шинкоренко, В.П. Франчук, К. Хоффль, Г. Роуз, У. Чарльз и др.
Разработке и исследованию различных типов оборудования, используемых непосредственно в технологических линиях переработки отходов нерудных карьеров посвящены работы Н.Г. Картавого, В.М. Осецкого, Г.А. Доброборского, B.C. Перевалова, B.C. Ямщикова, И.Б Шлаина, М.Л. Нисневича, O.E. Харо, В.В. Олюнина, Бердус В.В., Г.К. Сульдимирова и др. В этих работах рассматривается в основном конкретное технологическое
оборудование, используемое для переработки определенного вида отходов с целью получения конкретных продуктов, а также приведены результаты исследований по определению рациональных конструктивных и режимных параметров перерабатывающих машин. Как правило, комплектацию оборудованием технологических линий по переработке отходов производят на базе известных конструкций функциональных машин, задействованных в основных технологических линиях. Однако для некоторых производственных условий переработки отходов известные конструкции не всегда удовлетворяют предъявляемым требованиям. Практика переработки различных видов отходов показывает, что для получения из них того или иного целевого продукта требуемого качества необходимо сочетание различных типов перерабатывающих машин, их конструктивных и режимных параметров.
Поэтому в соответствии с поставленной целью в работе определены и решены следующие задачи.
1. Анализ факторов, влияющих на процесс переработки отходов нерудных карьеров, и критериев, оценивающих эффективность использования классификационно-измельчительного оборудования.
2. Разработка зависимостей между основными параметрами перерабатывающих машин и комплексных показателей, позволяющих осуществить их сравнительную оценку в конкретных условиях с учётом минимизации удельных затрат.
3. Разработка классификационно-измельчительного оборудования и определение его рациональных параметров на основе предложенных зависимостей и критериев оценки эффективности.
4. Определение экономической эффективности от внедрения результатов исследований и разработка рекомендаций по дальнейшему совершенствованию конструкций классификаторов и измельчителей в технологических схемах переработки отходов нерудных карьеров.
Рассматривая технологию переработки отходов как процесс, направленный не только на использование отходов в качестве исходного сырья, но и на их утилизацию, а также на улучшение экологического состояния окружающей среды, можно сделать вывод, что при формализованном описании таких процессов должны быть использованы технологические, экономические и экологические критерии их оценки.
Отсюда следует, что разработка классификационно-измельчительного оборудования и метода оценки типов машин и их параметров должна основываться на анализе комплексной целевой функции Э, описывающей процесс переработки отходов
Э = Т, р, ш, I, к, Бй, Бкь г, я, а, е, 3, Ц), (1)
где Я - совокупность показателей, характеризующих крупность и физико-механические свойства отходов (гранулометрический состав, влажность,
прочность, загрязнение глинистыми и илистыми включениями и др.); Т - тип технологической схемы переработки отходов; р - характеристика очистительного оборудования; m - характеристика сушительных устройств; £ -характеристика сортировочного оборудования (тип грохотов и гидро- или пневноклассификаторов); к - характеристика размольного оборудования (тип мельниц); St; - значение параметров работы i-й сортировочной машины (размер ячеек грохота, параметры колебаний корпуса грохота, скорость воздушного потока пневмосепаратора и др.); Skj - значение параметров работы j-й размольной машины (число оборотов или колебаний помольного барабана, коэффициент заполнения камер мелющими телами и др.); z - характеристика горнотранспортного оборудования (тип экскаватора и автосамосвала); q -дальность транспортирования отходов до места их переработки; а -характеристика экологического ущерба и площадей отчужденных земель; s -величина предотвращенного ущерба ; 3 - совокупность затрат на все этапы технологического процесса, отнесенные к единице объема полученных продуктов переработки; Ц - совокупность отпускных цен на различные виды продукции переработки.
В исследованиях A.C. Астахова, К.Г. Гофмана, Л.А. Барского доказана возможность учета всех указанных критериев в одном обобщенном критерии, в качестве которого используется основной показатель экономической оценки эффективности любой технологии - экономический эффект.
Применительно к технологии переработки отходов экономический эффект (прибыль) П; может быть сформулирован
ITi ) -З;2 } -►шах, (2)
где CijE=QjjL|j - суммарная ценность массы Qy товарного продукта j-ro вида по i-му варианту, вычисляется в оптовых ценах Ц; ЕУщ=Х)Ууж +ХУцт-ХУуИ - суммарный предотвращенный ущерб от жидких, твердых и пылевых выбросов; зМц +31jnp+31jqp - суммарные затраты, учитывающие все затраты на производственные процессы и оборудование по i-му варианту (Зу); затраты на природоохранные мероприятия (Зущ,) и затраты на транспортные расходы (Зутр).
Предприятия по переработке отходов в силу их технологических особенностей следует отнести к предприятиям малой мощности, выпуск готовой продукции которых не превышает 50... 150 тыс. м3 в год. Ориентируясь на создание малых предприятий, расположенных в местах дислокации отходов, можно утверждать, что при сравнительной оценке различных типов оборудования и оптимизации их параметров величина предотвращенного ущерба от, выбросов, а также затраты на транспортные расходы и природоохранные мероприятия сопоставимы между собой. Отсюда следует, что критерий максимальной прибыли при переработке отходов в основном определяется затратами на производственные процессы и оборудование. Эти затраты в каждом конкретном случае устанавливаются на основе оптимизации
выбора типа перерабатывающего оборудования и его конструктивных и режимных параметров. Такой выбор, как правило, производится сравнением технико-экономических показателей машин, которые могли бы быть применены в данных производственных условиях. К показателям оценки классификационно-измельчительного оборудования можно отнести производительность, эффективность разделения, потребляемую мощность, удельную энергоёмкость, удельную металлоёмкость, износ рабочих органов машины и др. Однако выбор оборудования и определение его рациональных параметров по указанным показателям зачастую не дают однозначных рекомендаций. Поэтому наиболее реальную оценку эффективности использования перерабатывающих машин данного типа может дать только некоторый универсальный критерий.
Исследованиями, проведёнными на кафедре TMP МГГУ проф. Г. И. Солодом и проф. Я. М. Радкевичем, доказана возможность оценки эффективности использования разнотипного оборудования одного функционального назначения с помощью комплексного показателя, вычисленного на основе агрегирования единичных показателей, характеризующих затраты ресурсов на достижение единицы конечного результата функционирования. Применительно к классификационно-измельчи-тельному оборудованию единицей конечного результата функционирования или единицей эффекта является единица объёма или массы целевого продукта переработки заданного качества. Основными единичными показателями эффективности использования классификационно-измельчительного оборудования, характеризующих затраты ресурсов, являются: время получения единицы объёма или массы целевого продукта, энергоёмкость процесса переработки (для измельчителей и энергоёмких классификаторов), величина загрязнения продуктов разделения (для классификаторов), динамические характеристики движения разделяемого материала (кинетическая энергия, количество движения), а также металлоёмкость оборудования. Комплексные показатели, вычисленные на основе агрегирования перечисленных единичных показателей, являются ничем иным, как частными критериями удельного действия, разработанными на основе принципов наименьшего действия, сформулированных ещё Мопертюи, Эйлером, Лагранжем, Гамильтоном и другими учёными. Критерии удельного действия оценивают степень совершенства исследуемых систем, устанавливают параметры, при которых система является оптимальной. Они использованы современными учёными для оптимизации таких механических систем, как крановые механизмы, погрузчики, станки для правки и резки арматурных сталей и многие другие. Применительно к горному оборудованию удельные действия использовались, например, проф. Б.С. Ребриком для оценки способов и технических средств геологоразведочного бурения, проф. В.И. Морозовым - для оценки качества использования драглайнов.
Аналитическое выражение, описывающее удельное действие и исполь-
зуемое для сравнительной оценки механических систем определенного назначения, может быть представлено в виде (по Б.Е. Горскому)
1 ^
} = — \ф&и (3)
Ээ 1о
где Ф - меры движения или воздействия механической системы или ее составляющей; 1о и — начальный и конечный моменты времени законченного цикла движения; аэ - полезный эффект механической системы за определенный цикл движения (число выполненных операций, количество произведенной продукции и т.д.).
В качестве подынтегральной функции Фдля различных механических систем могут быть приняты различные меры движения, сила, мощность, механическая энергия и др.
В табл. 1 представлены определяющие или соответствующие функции цели критерии удельных действий I для оптимизации параметров классифи-кационно-измельчительного оборудования, используемого для сухой переработки отходов нерудных карьеров.
Таблица 1
Тип оборудования Затраты механических систем Подынтегральная функция формул Определяющие критерии удельных действий
Грохоты, пневмо-классификаторы Кинетическая энергия материала-время п ITi ¡=1 . Шз.срУ ср2 Jk.3.-b. ~~ ta (4) 2
Количество движения материала-время п IKi i=l Jk.b -b. = Шз. ср.' V ср.1 ta (5)
Измельчители,пнев-моклассификаторы Механическая энергия машины-время P'ta 1э,в=Рф.'1а2 (6)
В формулах (4 - 6): т3ср. - средняя масса "загрязняющего" материала, кг (т); Vcp - средняя скорость перемещения материала по рабочему органу классификатора, м/с ; Рср - средняя мощность, затрачиваемая на измельчение или пневмосепарацию, кВт; ta - время переработки для получения единицы объема (массы) целевого продукта, ч (с).
Основным или определяющим принимается такой критерий удельного действия, выбор параметров по которому обеспечивает наилучшие эксплуатационные показатели по другим критериям.
Оптимизации по удельным действиям подлежат параметры оборудования,
которые не определены однозначно другими критериями или требованиями, либо раньше ими задавались по определенным соображениям.
Оптимизация параметров классификационно-измельчительного оборудования по определяющему критерию удельного действия осуществляется по следующей методике:
1. Составляют аналитическое выражение для определяющего критерия удельного действия в зависимости от типа исследуемого оборудования в виде
I = (1/аэ)Ф(РСр.,т3ср.,Уср., и Ьг), (7)
где Ьг (г =1,2,..., т) - параметры машины, подлежащей оптимизации.
2. При необходимости определяют функции V ср. (I, Ьг) путем составления и интегрирования дифференциальных уравнений движения при заданных начальных условиях движения материала. При этом параметры Ьг должны находиться в заданных пределах.
3. Находят ряд значений критерия I
I = I (Ьг, Ь2,Ьт). (8)
4. Устанавливают оптимальные значения ЬГ ( г = 1,2, ... ш ) по условию , минимизации определяющего критерия 3.
При сравнении разных комплексов оборудования, удовлетворяющих технологическим требованиям (получение качественного продукта переработки), как показывают результаты исследований, определяющими являются затраты механической энергии - времени на получение единичного объема (массы) продукта. Существенное влияние на определение суммарных затрат оказывает металлоёмкость оборудования. В этом случае обобщённый критерий удельного действия записывается в виде
, (9)
¡=1 ¡=1
где суммарная потребляемая мощность перерабатывающего оборудова-
п
ния, квт; ХМ;- удельная суммарная масса оборудования, участвующего в кон-
¡=1
кретном технологическом процессе переработки, т/(т/ч); п - число единиц оборудования, входящего в перерабатывающий комплекс.
Проверка размерности всех приведенных выше критериев удельного действия в кинематической системе единиц Ь х Т [длина - время] доказала их право на существование.
Значительное различие физико-механических характеристик отходов ряда нерудных карьеров (гранулометрического состава, содержания глинистых примесей, влажности и т.д. ), а также разнообразие требований к качеству получаемых из них продуктов предопределило многообразие технологических схем переработки отходов. С целью упорядочения возможных схем переработки отходов нерудных карьеров разработана их классификация, созданная по результатам проведенных исследований, испытаний и внедрений опытных технологий на предприятиях нерудной промышленности ОАО "Моспромстройматериалы", а также по результатам изучения имеющихся в научной литературе сведений. В основу данной классификации положена крупность продуктов переработки, определяющая необходимость > использования измельчительного оборудования. В результате предложено делить технологические схемы на два класса: первый - для получения товарных продуктов с использованием только разделительных операций (щебень, дробленый песок), второй - для получения измельченных продуктов переработки (известняковая мука, минеральные порошки и др.).
На базе предложенной классификации выделены типовые схемы мокрого и сухого способов переработки отходов нерудных карьеров.
Как было указано выше, себестоимость целевой продукции в наибольшей степени связана с величиной затрат перерабатывающих систем, определённых на основе анализа энергетических и массовых характеристик машин, а также времени на получение единицы объёма (массы) продукта переработки заданного качества. Для комплексной оценки затрат требуется провести сравнительный анализ обрудования, которое могло бы быть применено в составе конкретных технологических линий по переработке отходов, с использованием обобщённог'о критерия удельного действия.
В табл. 2 приведены результаты оценки эффективности использования комплексов оборудования для сухой переработки карбонатных отходов на примере Пятовского карьера в базовых и альтернативных технологических схемах I класса при производительности по исходному материалу 50 т/ч. Анализировались как традиционные типы классификаторов (вибрационные грохоты с проволочными ситами и пневмокласификационные установки), так и новые конструкции классификаторов, разработанные в МГГУ.
Исследованиями, проведёнными в МГГУ, установлено, что при значениях естественной влажности отсевов, не превышающих 8-10% , целесообразно исключить дорогостоящую операцию сушки перед первой операцией разделения на фракции (по кл. 10 (20) мм), использовав на этой стадии грохоты, просеивающие поверхности которых непрерывно самоочищались бы при грохочении' увлажненного материала. Этому условию удовлетворяют просеивающие поверхности, рабочие элементы которых имеют возможность перемещения друг относительно друга в процессе разделения материала. К такому типу просеивающих поверхностей относятся струнные сита, (например, резино-струнные сита (РТС), резонирующие ленточно-струнные сита (РЛСС),
Таблица 2
Оценка эффективности использования оборудования для сухой переработки карбонатных отходов на примере Пятовского карьера в технологических схемах
I класса
2 о X о
ё 53
3 а,
сЗ
03
Структурные схемы технологических линий
й о "
а я 5 я
I §• ^
о с *
2 3 я о
И
|5
« г» Ы
Ь*
Г
Виброочистка на базе грохота ГИС-42
Пневмоклассифика-цкя на базе установки (ВНИИкеда)
« I
81
и я
ей
Й я си
4>
н
>4
Л
е-
8 * Я? 5 5-
Классификация с очисткой на грохоте ГИЛ-32 по кл.5(3) мм Е=90%
Пневмоклассификация на установках констр. ВНИИнеруд и МГГУ Е=90%
Классификация с очисткой на дуговом грохоте констр. МГГУ по кл.3(3) мм Е=90%
, Классификация с очисткой I на винтовом грохоте констр МГГУ по кл.5(3) мм Е=92%
Классификация на винтовом ' виброгрохоте и вибропневмо-сепараторе констр. МГГУ по кл.5(3) мм Е=75%
резинотросовые струнные сита (РТС) и др.), которые и представлены в альтернативных схемах.
Целевыми продуктами переработки рассматриваемых технологических линий являются две товарные фракции (щебень 5 - 20 мм (3 - 10 мм) и дробленый песок), поэтому для сопоставительных расчетов средняя продолжительность времени при получении 1 м3 суммарных продуктов определялась по выражению
^ср
<2оПЕр,
У=1
р.у
(10)
где Ер.у - эффективность разделения отходов на \'-й стадии; п = 2 - число стадий разделения.
По данным, полученным в результате экспериментальных исследований, а также с использованием литературных источников рассчитаны численные значения как единичных критериев, так и обобщённого критерия удельного действия применительно к рассматриваемым вариантам технологических схем, сравнение которых между собой указывает на предпочтительность использования последних, так как имеет место экономия затрачиваемой энер- 1 гии на сушку влажных отходов до первой стадии классификации. Эффективность грохочения влажного материала на струнных ситах по кл. 10 (20) мм в альтернативных вариантах схем на 14 - 28 % ниже эффективности грохочения сухого материала на проволочном сите в базовых вариантах, что увеличивает среднее время получения заданной массы продуктов переработки, однако выигрыш в мощности, затрачиваемой на переработку в этих условиях, обеспечивает снижение критерия 1Э.В.М в 2-2,5 раза. Применение же технологической схемы, в которой операции сушки материала отсутствуют вообще (использование на второй стадии классификации винтового виброгрохота или вибропневмосепаратора), позволяет добиться более чем 50-кратного снижения критерия 1э.-в.-м.
Исследуемые комплексы технологического оборудования, представленные в табл. 2 в базовых и альтернативных вариантах технологических схем, , ранжированы по используемым оценочным критериям. Установлено, что по обобщённому критерию удельного действия наиболее эффективным является комплекс, включающий оборудованный струнным ситом грохот ГИЛ-52, сушильный барабан ДС-79 и винтовой грохот (конструкции МГТУ). Как видно, оценка комплексов оборудования по единичным и обобщённому критериям совпадает не всегда.
В табл. 3 приведена сопоставительная оценка эффективности использования измельчительного оборудования для производства известня-
Оценка эффективности использования измельчительного оборудования для производства известняковой муки из _карбонатных отходов в технологических схемах II класса ( на примере Пятовского карьера)__
ОБОРУДОВАНИЕ Тип, принадлежность Относительные показатели
Расчётная производительность, О Средние удельные энергозатраты, Э Среднее время получения 1т продукта, 1, Удельная металлоёмкость, М„ Удельное действие J э.-в.-и.
Значение Ранг Значение Ранг Значение Ранг Значение Ранг
Шаровая мслышца (баз) СМ-436 1.00 1,00 6 1,00 3 1,00 12 1.00 11
(7,92т/ч) (13,95кВт-ч/т) (0,126 ч/т) (6,06 г ч/т) (10,65кВт-ч*т/т)
Шаровая мслышца с центральной разгрузкой 900x1800 0,07 1,45 14 14,29 15 1,93 15 31,44 15
1500x1600 0,28 1,23 10-11 3,57 11 1,42 14 5,12 14
1500x3000 0,53 1,23 10-11 1,89 8 1,22 13 2,33 12
"Fuller" (США) 4,56 1,05 9 0,22 1 0,66 И 0,15 4
Шахтная молотковая мельница ММА 1300/950 0,56 1,03 8 1,78 7 0,19 9 0,35 7
Измельчитель двухкамерный В1ШЗШРОЕКТАСБЕСТ 0,32 0,55 2-3 3,12 И) 0,10 1-2 0,17 5
Дезинтегратор 15-1 0,66 0,53 2-3 1,52 6 0,12 4 0,10 3
СМ-967 1,14 0,44 1 0,87 2 0,17 6-8 0,07 1-2
Вибромслышца горизонтальная М-230 0,20 1,01 7 5,01 12 0,15 5 0,76 10
М-1000 0,70 1,28 13 1,42 4 0,17 6-8 0,31 6
"Fuller" (США) 0,16 0,59 5 6,08 13 0,11 3 0,39 8
"Ншшиег1сг"(Ф1'Г) 0,44 1,53 15 2,25 9 0,17 6-8 0,58 9
"SN-125" (Япония) 0,05 1,26 12 11,14 14 0,27 10 3,87 13
Внбромелышна наклонная MB1I-2 (МГГУ) 0,67 0,56 4 1,48 5 0,10 1-2 0,08 ■• 1-2
Вибромслышца наклонная* МВН-4 (МГГУ) 1,01 0,76 1 0,99 2 0,69 1 0,52 2
Дробилка молотковая * (баз) С-599 1,00 1.00 4 1,00 3 1,00 3 1.00 3
(7,61т/ч) (5,04кВт* ч/т) (0,131 ч/т) (0,39 т-ч/т) (0,257кВт-чЧ/т)
Дробилка молотковая* СМД-112 0,37 0,99 2-3 2,70 4 1,35 4 3,60 4
СМД-114 2,19 0,99. 2-3 0,46 1 0,82 2 0,37 1
производство сыромолотом муки
ковой муки из карбонатных отходов в технологических схемах II класса ( на примере Пятовского карьера ). Анализировались комплексы оборудования по двум вариантам технологических схем: первый - получение муки по ГОСТ 14050-93, второй - по ТУ ( сыромолотой муки ). Так как содержание отходов Пятовского карьера включает до 30 % зерен кл. - 1 мм, измельчитель устанавливается после классификатора.
Оценка комплексов оборудования, так лее как и оборудования в технологических схемах I класса, проводилась по обобщённому критерию удельного действия 1э.-в.-м. Поскольку классификационное оборудование на первой стадии переработки для всех вариантов схем принималось неизменным, оценка комплексов по сути дела свелась к оценке измельчителей, используемых на второй стадии переработки. Установлены типы базового измельчительного оборудования, используемого в традиционных схемах переработки отходов, и определены относительные показатели альтернативных измельчителей (которые, по нашим сведениям, использовались в традиционных и опытных технологиях при тонком помоле карбонатного сырья) по отношению к базовым: производительности, удельных энергозатрат, времени переработки при получении 1 тонны измельченного продукта, удельной металлоёмкости. Абсолютные значения этих показателей определялись по зависимостям, установленным в результате проведенных в МГГУ теоретических и экспериментальных исследований, а также на базе литературных источников. Анализ численных значений относительных показателей позволил ранжировать исследуемые измельчители по условию минимизации единичных и комплексных удельных затрат. В результате установлено, что наиболее эффективным измельчителем для получения известняковой муки из сухих карбонатных отходов Пятовского карьера при оценке по обобщённому критерию удельного действия является измельчитель двухкамерный (конструкции ВНИИПРОЕКТАСБЕСТ) и вибромельница наклонная МВН-2 (конструкции МГГУ), а для получения известняковой муки из влажных отходов - дробилка молотковая СМД-114 (табл. 3).
Приведенные выше варианты .[-критериальной оценки оборудования в технологических схемах I и II класса при получении фракций щебня и дроблёного песка, а также известняковой муки могут быть при соответствующей корректировке применены и для оценки оборудования, используемого при переработке аналогичных отходов других карьеров. Для оценки же альтернативных типов машин, используемых с целью получения других продуктов переработки, как, например, минеральных порошков, крупки для подкормки птиц и т.д., целесообразно по результатам исследований заложенного в банк данных соответствующего оборудования осуществить аналогичную разбивку по рангам.
Таким образом, проведенные исследования классификационно-измельчительного оборудования позволили сравнить между собой с помощью обобщённого критерия удельного действия различные машины одного функционального назначения, которые могли бы быть использованы в конкрет-
ных производственных условиях переработки отходов.
На основании указанных исследований, а также широких комплексных исследований, проведённых в соответствии с планами научно-исследовательских работ МГГУ, МНТК "Механобр" в отраслевой лаборатории переработки нерудных строительных материалов и камнеобработки, возглавляемой проф.
H.Г. Картавым, получены аналитические и экспериментальные зависимости между основными конструктивными и режимными параметрами классификаци-онно-измельчительного оборудования, учитывающие особенности взаимодействия его рабочих органов с перерабатываемым материалом. На базе указанных ' зависимостей разработаны новые принципы действия и перспективные конструктивные схемы классификаторов и измельчителей для переработки отходов нерудных карьеров (рис. 1): вибрационные грохоты с резинотросовыми просеивающими поверхностями (а - а.с. №№ 827189, 1811087), грохоты с неподвижными (дуговой (б - а.с. № 1805586 ) и винтовой (в - а.с. № 1009535))
и подвижными (вибровинтовой (г - а.с. № 1769979)) криволинейными просеивающими поверхностями, пневмосепарирующая установка, в состав которой входит пневмоклассификатор с распределительной решеткой (д - а.с. №№ 1701404, 1568658), наклонная вибрационная (е - а.с. № 1802434) и планетарная (ж - а.с. № 1431834) мельницы. Указанное новое оборудование разработано, создано и исследовано при участии автора в Московском государственном горном университете. Установки прошли успешную опытно-промышленную эксплуатацию в технологических линиях по переработке отходов ' нерудных карьеров АО "Моснерудпром" и других предприятий.
Для уточнённой оценки ряда параметров указанных новых типов классификационно-измельчительного оборудования с применением определяющих критериев удельного действия проведены теоретические и экспериментальные исследования (как в лабораторных условиях, так и условиях производства). При проведении экспериментальных исследований осуществлялись следующие измерения: для всех типов классификаторов (рис. 1, а - д) - "замельчение" крупного и "закрупнение" мелкого продуктов разделения, а также скорость движения разделяемого материала по рабочему органу классификатора; для измельчителей (рис. 1, е и ж) и пневмо- и вибропневмоклассификаторов (рис.
I, д) - затрачиваемую энергию на процесс, а также амплитуду и частоту колебаний (число оборотов) рабочего органа установки. Помимо указанных параметров, фиксировалось время получения единицы объема (массы) продуктов переработки заданного качества.
В работе представлен перечень варьируемых параметров и диапазоны их изменения по каждой исследуемой установке.
Для количественной проверки теоретических разработок определялись эмпирические функциональные связи между исследуемыми параметрами установок. Обработка экспериментальных данных, а также определение сходимости результатов теоретических и экспериментальных исследований выполнялись в основном методом теории подобия и методом корреляционного анализа с допустимой погрешностью результатов, не превышающих 12 %.
ейавСЫЫЫЫЬ
Рис.1. Конструктивные схемы перспективных типов классификационно-измельчительного оборудования Московского государственного горного университета
а - резннотросовое сито; б - дуговой грохот; в - винтовой грохот; г-вибровинтовой грохот; д - пневмосепарирующая установка; е -наклонная вибрационная мельница; ж - планетарная мельница
Как показала практика эксплуатации струнных сит, высокие показатели качества их работы достигаются при резонансном режиме колебаний струн. Создание резонансного режима колебаний струн сита или близкого к нему зависит от правильности выбора параметров, определяющих этот режим. К ним 1 относятся: амплитуда А и частота со колебаний короба грохота, усилие натяжения струн Рс и длина их свободных участков £с, зависящая от числа промежуточных гребенок на сите пг. Значительное влияние на динамический режим колебаний элементов струнного сита имеет величина технологической нагрузки.
В результате проведенных исследований получено уравнение для определения амплитуд относительных колебаний струн ио с различными механическими характеристиками их материала (резиновая и тросовая основа) под технологической нагрузкой
2(у2-1) (у2 -1)+02 А2
и„б+--и04 +-и02--= 0, (11)
0,75цу2 (0,75цу2)2 (0,75цу2)2
I
где ц = (л/^с)(ЕсАс/4То), м"2; у = р/оз - безразмерная собственная частота колебаний струны, Ес (Н/м2) и Ас (м2) - соответственно модуль упругости и площадь поперечного сечения струны; Т0 - начальное натяжение струны, Н; 0 - безразмерный коэффициент вязкого сопротивления, посредством которого учитывалось влияние технологической нагрузки, находящейся в процессе грохочения в разрыхленном состоянии.
Значения безразмерного коэффициента 0 определялись экспериментальным путем при различных величинах технологической нагрузки, механических характеристик материала струн сита и их конструктивных параметров.
По зависимости (11) с экспериментальной проверкой определены амплитудно-частотные характеристики рабочих элементов струнных сит типа ' РСС, РЛСС и РТС без нагрузки и под нагрузкой. Анализ амплитудно-частотных характеристик показал, что величина амплитуд относительных колебаний резиновых струн сит типа РСС и РЛСС под нагрузкой с увеличением длины их свободных участков уменьшается, а резинотросовых струн сита типа РТС -увеличивается, достигая максимума при определенных, характерных для принятой нагрузки на сито, значениях длины £с.
Анализ результатов теоретических и экспериментальных исследований позволил установить корреляционные соотношения между амплитудами относительных колебаний Ио струн указанных типов сит и величиной выхода подрешётного продукта без учёта его закрупнения дп~20
л "2U- л ~20 (
Чп ~Чп (7=1,0) V
Uo
Uo(-pi,o)
где к - показатель, зависящий от типа струнного сита, величины технологической нагрузки и конструктивных параметров рабочих элементов сита. '
На базе этих соотношений построен график для определения эффективности грохочения различных типов струнных сит (рис. 2).
Результаты экспериментальных исследований струнных просеивающих поверхностей, а также проволочного ячеистого сита при изменяющихся значениях влажности отходов W и высоты слоя материала на сите Ьслср, представлены на рис. 3. Оценка качества работы сит осуществлялась как по критерию эффективности грохочения Ер, так и по критериям удельным действиям Jk3.-b. и 1к.д.-е.. Анализ результатов исследования показал, что при сравнительной оценке сит критерии удельных действий следует применять в тех случаях, когда критерий эффективности грохочения не даёт однозначного ответа. Так, например, при влажности грохотимого материала W = 9% в диапазоне изменения высот слоя материала на сите h слхР, от 40 до 60 мм эффективность грохочения струнных просеивающих поверхностей практически ' оказалась одинаковой и составляла 78 - 82% (разница в значениях 3 - 4 % сопоставима с погрешностью эксперимента). Сравнение же струнных сит по любому из критериев удельных действий JK.3.-B. и JK.a-E. позволило выявить наиболее предпочтительное для этих условий сито типа РЛСС, которое на 7,4% эффективнее сита типа РСС и на - 12,5% типа РТС.
В случае же ощутимой разницы в эффективности грохочения струнных сит при других величинах технологической нагрузки на сито и влажности материала оценка их по критериям удельных действий JK 3 -в. и JK.a.B. совпадает с оценкой по критерию Ер.
В результате проведения широкого комплекса производственных исследований резинотросовых сит ячеистого и струнного типа при грохочении различных видов отходов нерудных карьеров по кл. 20 мм установлено, что их использование позволяет увеличить ' удельную производительность до 40 ' т/(ч-м2), эффективность грохочения влажных отходов с глинистыми примесями - до 90 %, срок службы - до 10 месяцев.
Проведенными в МГГУ исследованиями при участии автора доказана целесообразность использования в технологических схемах I и II классов для разделения мелких фракций отходов (< 3 мм) грохотов с криволинейными просеивающими поверхностями: дугового, винтового и вибровинтового (рис. 1 б, в и г), а также пневмо- и вибропневмоклассификаторов с распределительной решеткой, входящих в состав пневмосепарирующих установок (рис. 1, д). Разработан комплекс математических моделей, описывающих рабочие процессы классификации отходов на грохотах с криволинейными просеиваю-
и 10^
Рис. 2. График для определения эффективности грохочения струнных сит в зависимости от вида струн, расстояния между промежуточными опорами {с и нагрузки на сито Н
Рис.3. Зависимости эффективности грохочения Ер от влажности \У и высоты слоя материала на сите hc.ji.cp. (А = 2,5 мм; со = 120 с"1) 1 - проволочное ячеистое сито; 2, 3 и 4- струнные сита типа РСС, РЛСС и РТС
щими поверхностями (исследования Щербакова И.Ф., Маслобоева В.Г., Степанова Н.И.), а также в рабочих камерах пневмо- и вибропневмосепара-торов (исследования Мукгаганова Х.Х., Чмыхаловой C.B., Гончарова Ю.А.), учитывающих изменение количества движения материала по длине просеивающих поверхностей грохотов и решёток сепараторов. В результате решения поставленных задач сформулированы зависимости по определению рациональных параметров установок для конкретных условий эксплуатации, скоростей движения материала по просеивающим поверхностям сит грохотов и распределительным решеткам сепараторов, а также установлены закономерности изменения расхода материала по длине рабочих органов классификаторов.
На основании приведённой выше методики оптимизации параметров классификационного-измельчительного оборудования по определяющему критерию удельного действия с учётом указанных зависимостей произведено уточнение ряда параметров классификаторов. Для выбора определяющего критерия удельного действия подсчитывались "выигрыши" и "проигрыши" по каждому из критериев (табл. 1), оценивающих исследуемый тип классификатора, включая и критерий эффективности разделения, в результате чего для оценки параметров грохотов с криволинейными просеивающими поверхностями и пневмосепараторов в качестве определяющего был выбран критерий JK a_B , а для оценки параметров вибропневмоклассификаторов - критерий J3 .E .
При сопоставительных оценках параметров грохотов с высокой эффективностью разделения, формула для определяющего критерия запишется в виде
(100-Ep)Vcp.
J№, = 3,6 • 103-. (13)
Ep2Qo
При однократном просеиваний материала на дуговой просеивающей поверхности жесткого типа разделенный на фракции материал содержит загрязняющую массу, находящуюся в основном в надрешетном продукте, составляя его непросеявшуюся часть или замельчение. Пренебрегая весьма малым закрупнением подрешетного продукта (что допустимо для сопоставительных оценок процесса разделения на грохотах такого типа), формулу для определения критерия Jtft_„. можно записать
(a-Yi)Vcp.
W= 3,6 • 103-. (14)
Yi'QO
В формулах (13, 14): Ер- расчётная эффективность грохочения, %; а -содержание мелкого класса в исходном материале, %; yi - выход подрешетного (целевого) продукта после однократного просеивания материала, %;Vcp. - сред-
няя скорость движения материала по просеивающей поверхности, м/с; Г)0 - производительность грохочения по исходному материалу, т/ч (кг/с).
В табл. 4 представлены зависимости для установления определяющих критериев удельных действий при оценке эффективности использования классификаторов в технологических схемах переработки отходов.
В качестве примера в табл. 5 приведены результаты оценки эффективности использования винтового грохота при классификации песчано-гравийных отходов по граничному зерну о^ - 1,6 мм при различных сочетаниях ширины Вв и шага Нв винтовой просеивающей поверхности.
Таблица 5
Нв, м ВБ, м
0,12 0,24 0,36 0,48 0,60
1,0 66,20/47,49 82,30/21,06 90,20/16,14 94,70/10,01 94,80/10,45
1,1 71,20/35,04 86,90/14,11 92,30/8,28 94,80/6,75 93,20/8,77
1,2 73,04/20,15 89,40/9,11 94,00/5,72 94,90/5,11 90,10/9,14
1,3 78,20/12,03 91,30/6,82 94,20/4,32 92,20/6,53 86,60/14,82
В числителе приведены экспериментальные значения критерия эффективности грохочения Ер [%], а в знаменателе - значения критерия удельных действий 'Ю2 [т-м/т], подсчитанные по формуле (13 ) при следующих значениях параметров: У0=1 м/с; р = 10°; Б = 0,8м; 5 =2,0 мм; ц^^Зг-Ю'2;^ = 0,213- 10"2.
Анализ данных табл. 5 показывает, что максимальная эффективность грохочения (93,2% - 94,9%) приходится на ряд сочетаний параметров Нв и Вв, в то же время критерий удельного действия 1к л-п. имеет ярко выраженный минимум (1К.Д.В Ш|п = 4,32-Ю2 т-м/т) лишь при одном сочетании этих параметров: Нв = 1,3 мм и Вв = 0,36 мм. Следовательно, работа грохота при указанном сочетании его конструктивных параметров является наиболее предпочтительной, так как обеспечивает минимум затрат при производстве конечного продукта. Минимум удельных затрат, вычисляемых по экспериментальным значениям шзср, Уср и и, также приходится на указанное сочетание параметров Нв и ВЕ, что подтверждает достоверность результатов теоретических исследований.
Уточнены также по определяющим критериям удельного действия такие параметры классификаторов, как толщина слоя материала (1^= 12 мм) и высота его падения (Ьп= 320 мм) на сито дугового грохота при разделении отходов карбонатных пород по граничному зерну 5гр=1мм, угол наклона распределительной решётки (ар=8-9°) пневмосепаратора при разделениии гранитных отсевов по кл. 3 мм, а также амплитуда (Ас= 2,5 мм) и частота (сос= 100с"1) колебаний корпуса вибропнемосепаратора при разделении карбонатных
Таблица 4
Зависимости для установления определяющих критериев удельных действий при оценке параметров ___классификаторов в технологических схемах переработки отходов___
Вид обору-вания Зависимости
Дуговой грохот 1,д,в. = 15,9-Ю3 (а - у,) у Г2 до"1 • РьГ1 {ЯД [(2,бе + 0,5(1-2е2)) /(2 (1+4в2)) + е-'-05с(11п/11д - Зе/(1+4е2))]}0-5, где у] = -7,8 ■ 10-3Ьсл2-0,12Ьа1+7,4-Ю'^Ьп-б-10"5Ьп2+6- 10'3ЬП+ 27,07
Винтовой грохот -Гк.д-в= 3,6 • 103 (100 - Е) Е"2 Оо"1 рн-' [ 9,8 Яв р„ - (9,8 рв - У02) е к* ]0'5, гдеЕ= 102[2-(ц, + цз) А](ц,-ц2)А
Вибровинтовой грохот (100 - Е)Уср. 1к.д.-в.= 3,6 • 103-\7„, где V,, определяется по графикам Е2(Зо
Вибро-пневмо-классификатор X,-,, = Р (1+с/рв)2 [166,3 +1,103 • Ю4 Л,2 юс0'5 Ув ехр (0,09сос°'5)Г2(Г2
отходов по кл. 1мм. С помощью критерия 1КД.В определена целесообразность использования различного типа классификаторов (струнного сита РЛСС на виброгрохоте и винтового виброгрохота) при разделении влажных песчаных отходов по кл. 3 мм в зависимости от нагрузки на просеивающую поверхность.
Проведёнными в МГГУ при участии автора исследованиями доказана целесообразность использования в технологических схемах II класса вибрационных мельниц с наклонными помольными камерами (рис. 1, е) и планетарных мельниц (рис. 1, д). Разработаны математические модели, описывающие процесс измельчения различного вида отходов в указанных помольных установках на основе анализа пропускной способности помольных камер 1 мельниц, энергонапряжённости процесса измельчения с учётом требований к качеству продуктов помола (исследования Балаяна В.А., Бедима В.В., Красовского Б.П., Ковтуненко В.В., Пушпакбаева Б.Т.). В результате решения поставленных задач сформулированы зависимости для определения потребляемой на помол мощности и производительности измельчения по заданному классу (получаемому продукту) от ряда параметров мельниц. Разработаны также уравнения кинетики измельчения при сверхтонком помоле различных видов отходов в планетарных мельницах.
На основе полученных уравнений и по замеренным экспериментальным данным произведена оценка ряда параметров указанных измельчителей, с использованием разработанных зависимостей для определяющих критериев удельных действий (табл. 6).
В качестве примера приведены результаты исследований по тонкому из- ; мельчению карбонатных отходов в наклонных вибрационных мельницах. Ранее проведёнными исследованиями установлено, что диаметр помольных камер мельниц должен выбираться по условию Бк < 0,65м, так как превышение этого размера приводит к возрастанию удельных энергозатрат. На. рис. 4 показаны графики зависимости относительных значений мощности загрузки Рв.н.Дк/Рв.н.°'2, производительности (Зв.нДк/СЬ.н °'2 и критерия удельных действий 1э..в.ДкЯэ;-в.0'2 от диаметра помольных камер . Анализ кривых указывает на увеличение потребляемой на помол мощности и производительности мельницы с возрастанием диаметра камер, в то же время значения критерия 1Э..В., подсчитанные для всего диапазона исследуемых диаметров, имеют свой ярко выраженный минимум, который приходится на = 0,5 - 0,55 мм . Сравнение опытных значений соотношений -в.Дк/1э.-в.с'2, полученных по замерам параметров Рв н.3 и и, с теоретически предсказанными показывает, что , относительная ошибка составляет не более 8,2 %, а несовпадение минимальных значений экспериментально определяемого и прогнозируемого соотношений -менее 10 %.
Исследования процесса измельчения влажных карбонатных отходов на мельницах указанного типа позволили уточнить такие параметры, как угол наклона помольных камер (ак=15°), а исследования процесса измельчения на планетарных мельницах вертикального типа - степень заполнения помольных
Таблица 6
Зависимости для установления определяющих критериев удельных действий
при оценке параметров измельчителей в технологических схемах _переработки отходов_
Вид обору-вания Зависимости
Наклонная вибрационная мельница Сухой помол J,.., = 2,52скЭн"°'84(п/1 ООО )2'32A1-51DK-1'26dni"2 ехр(-0,754-1,095 DK+3,41DK2), при ак= 30°; к = 164; Х=\; Ф = 1,656
Влажный помол 2,04-10'2Vk-Mk-ío2-A F -ti кв р г Vm sin ок ( 0,5Lk sin 2 а« + h0 - h cosccr ) При£ш= 0,8; pn = 0,5
Планетарная мельница Тонкий помол Известняк - 45,43 + 95,03ф + 55,8еш - 40,02\|/еш - 50ц!2 - 25,52еш2 Jэ.-в (- 393,48 + 588,051)/ + 932,8 1еш- 256,52цг еш - 298,96у* -741,90еш2)2
Сверхтонкий помол J3.-. = (-19,73 + 30,14у + 47,34гш - 8,01\|/вш- 14,04vj/2 + 35,03еш2) х м 2466,0еш 2 - 1869,4еш + 373,6 ) для песчано - гравийных отходов (3276,1£ш - 2638,2еш + 561,8 ) для карбонатных отходов
ЦьпОЛ Рая -10,1 П0.1 пол <Je.fi Цал г».м
1,0-5 "0,8,-4 0,б-з 0,4 • 2 0,2-1
01-0 И-.-,-,
0,2 0,5 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
мощности загрузки (1), (3 и 3') от диаметра помольных
■-экспериментальная кривая
Рис.4 Зависимость относительных значений производительности (2) и удельных действий камер вибрационной мельницы
барабанов шарами при тонком непрерывном помоле карбонатных отходов (еш = 0,45...0,50) и сверхтонком дискретном помоле (еш = 0,35 - песчано-гравийные отходы и £ш = 0,40 - карбонатные отходы).
Таким образом, использование разработанного критерия удельного действия J э..в. для оценки процесса помола отходов позволило оптимизировать ряд параметров наклонных вибрационных и планетарных мельниц, что не представлялось возможным при традиционной оценке их по критериям 1 максимальной производительности или минимального энергопотребления.
На основании широкого комплекса экспериментальных и производственных исследований высокоэффективных измельчителей для тонкого и сверхтонкого помола отходов установлено, что использование наклонной вибрационной мельницы позволяет повысить производительность помола сухих и влажных карбонатных отходов с целью получения известняковой муки до 10 -12 т/ч и снизить удельные энергозатраты до 3 - 4 кВт-ч/т, а планетарные мельницы - обеспечить получение мелкодисперсных порошков с удельной поверхностью до 8ТО3 см2/г при пониженных удельных энергозатратах на помол порядка 12 -15 кВт-ч/т. Наиболее целесообразно использование указанного метода при оценке эффективности использования новой техники.
Необходимость создания более технологичных конструкций явилась причиной разработки принципов дальнейшего совершенствования 1 классификационно-измельчительного оборудования. При решении практических задач реализации указанных принципов в различных эксплуатационных условиях разработаны новые инженерные решения, защищенные авторскими свидетельствами и патентами и обеспечивающие положительный эффект за счет снижения затрат при производстве различных целевых продуктов из отходов нерудных карьеров.
Примеры принципов совершенствования конструкций грохотов и их просеивающих поверхностей представлены в табл. 7.
Практическим воплощением разработанных принципов совершенствования процесса грохочения являются технические решения по а.с. №№ 827189, 1284602, 1811087 и другие (всего 23 изобретения), процесса пневмосепарации -технические решения по а.с. №№ 568658, 1750745 и другие ( всего 8 изобретений), процесса измельчения - технические решения по а.с. №№ ' 823259, 1431834,1802434, патенту № 2108865 и другие (всего 12 изобретений). Так, например, сито грохота по а.с. № 827189 разработано для интенсификации процесса разрыхления трудногрохотимого сырья (влажных карбонатных отходов) на просеивающей поверхности грохота и ее самоочистки в процессе работы. Для этого сито выполнено в виде эластичных струн из стальных тросиков, покрытых износостойкой оболочкой, при этом смежные эластичные элементы закреплены на грохоте с различным натяжением. Такая конструкция просеивающей поверхности грохота, как показали экспериментальные исследования, позволяет снизить на 25 ... 30% среднюю массу загрязняющего
Таблица 7
Принципы совершенствования конструкций грохотов и их просеивающих поверхностей
Параметр процесса Направление изменения параметра Принципы технического совершенствования конструкции (с указанием конкретных решений) Положительный эффект
Разделение средних фракций отходов
Относительное удлинение струны (Д /) Уменьшить Выполнить рабочие элементы струнного сита нерас-гяжимыми в процессе коолебаний и с повышенной износостойкостью (а.с. №№827189, 1811087,1057124) Повышение нагрузочной способности, увеличение срока службы
Амплитуда относительных колебаний смежных элементов струнного сита Увеличить Обеспечить установку смежных рабочих элементов струнного ежа: а) с различным натяжением (а.с. № 827189) б) с перепадом по высоте (а.с. № 676337) в) с волнообразным характером их колебаний (а.с. № 1450888) Улучшение самоочистки сита при грохочении влажных липких материалов
Частота колебаний сита (ш) без увеличения нагрузки на корпус грохота Увеличить Использовать в качестве вибровозбудителя гибкой просеивающей поверхности грохота волновую передачу гибкой связью (а.с. №№919754,1022751, 1066667, 1152666) Снижение энерго- и металлоемкости, повышение надежности
Разделение мелких фракций отходов.
Активная длина прохождения частиц грохотимого материала по дуговому сшу (/л) Увеличить 1. Обеспечить виброколебания дуговой просеивающей поверхности в горизонтальной плоскости (а.с. № 1769979). 2. Обеспечить подвижность разгрузочного полого участка дугового сига (а.с. №961778,1805586). 3. Организовать набор дуговых секций сиг со специальными карманами между ними по окружности ба-барабанного грохота (а.с. №№ 825181, 973187) Снижение залипания и забивания отверстий сит, повышение эффективности и производительности грохочения
Полезная площадь грохочения 5п Увеличить 1. Активизировать процесс расслоения материала на гибкой просеивающей поверхности на основе параметрического резонанса ее колебаний (а.с.№№ 1039586, 1209316, 1284602, 1567287) 2. Обеспечить классификацию материала по всей поверхности цилиндров барабанного грохота за счет подачи сжатого воздуха (а.с. № 1215756) Увеличение производительности и качества просеивания
Относительная величина амплитуд колебаний элементов сита ДА Увеличить 1. Интенсифицировать поперечные колебания нижней части просеивающей поверхности с гибкими рабочими элементами (а.с. № 1554991). 3. Обеспечить неоднородное поле амплитуд колебаний рабочих элементов гибкого сита по площади грохочения (а.с. №1066669) Улучшение процесса самоочистки при разде-делении трудногрохо-тимого сырья
материала тз ср, (замельчение надрешетного продукта), а также время получения единицы массы подрешетного продукта 1:а, а значит в 1,5 ... 2,7 раза уменьшить численное значение определяющего критерия -Ьс.д.в. по сравнению с известными ситами, используемыми для этих условий.
Вибрационная мельница по а.с. № 893259 разработана для обеспечения заданного качества продукта измельчения (например, исключение переизмельчения карбонатных отходов при производстве известняковой муки). Для этого камера мельницы выполнена с дугооборазным днищем с нижним приёмным и верхним выгрузочным концами и содержит мелющие тела различных размеров, при этом на камеру воздействуют направленными колебаниями, обеспечивающими размещение мелющих тел по длине камеры таким образом, что их размеры уменьшаются в сторону выгрузки материала. Такая конструкция вибрационной мельницы на 8-10 % снижает потребление энергии на помол, а также потери переизмельченного материала и на 40% уменьшает значение критерия по сравнению с известными вибромельницами, используемыми для этих условий.
Анализ новизны и эффективности предложенных технических решений, внедренных на карьерах нерудной промышленности, показывает их высокий уровень по международной классификации изобретений и промышленных образцов. Внедренное на ряде карьеров ОАО "Моспромстройматериалы" классификационно-измельчительное оборудование по переработке отходов позволило уменьшить на 15-20% потери готовой продукции, а также снизить себестоимость выпускаемой продукции на 8-10 %.
Суммарный экономический эффект от внедрения классификаторов и измельчителей в технологических линиях по переработке отходов, типы и параметры которых выбраны на основании разработанных рекомендаций, составил свыше 288,3 тыс. рублей в ценах 1990 года.
Результаты исследований, изложенные в работе, могут быть использованы для разработки новых технических решений и методов улучшения эксплуатационных показателей технологических линий по переработке отходов минерального сырья.
Заключение
В результате выполнения цикла теоретических и экспериментальных исследований в диссертации получен ряд новых научных и практических результатов, обеспечивающих в совокупности решение крупной научной проблемы, заключающейся в разработке научных основ для создания, модернизации и выбора классификационно-измельчительного оборудования нового технического уровня для переработки отходов нерудных карьеров.
В процессе выполнения работы установлены закономерности процессов взаимодействия перерабатываемого материала с рабочими органами
классификаторов и измельчителей, предложены и обоснованы модели для их объяснения, разработан метод комплексной оценки эффективности использовандя перерабатывающего оборудования для конкретных условий эксплуатации.
Основные научные результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:
1. Разработку, модернизацию и выбор классификационно-измельчитель-ного оборудования целесообразно осуществлять на базе предложенного метода его оценки, заключающегося в использовании определяющих критериев удельного действия - комплексных показателей, учитывающих затраты перерабатывающих систем, устанавливаемых в зависимости от физической сущности процессов переработки, иерархии оценки и отнесённых к единице объёма (массы) целевого продукта переработки. При оценке параметров измельчителей и вибропневмоклассификаторов определяющим является критерий удельного действия, учитывающий затраты механической энергии и времени, а ,при оценке параметров струнных просеивающих поверхностей, грохотов с криволинейными просеивающими поверхностями и пневмосепара-торов - критерий удельного действия, учитывающий затраты кинетической энергии (количества движения) материала, загрязняющего продукты разделения, и времени. Оценку разнотипных энергоёмких машин одного функционального назначения и комплексов перерабатывающего оборудования осуществляют по обобщённому критерию удельного действия, учитывающему затраты механической энергии и времени, а также массу оцениваемого оборудования.
2. На основе анализа колебательного процесса струнных сит с учётом механических характеристик материала струн, их конструктивных параметров, величины технологической нагрузки и характеристик просеивающего материала разработаны высокоэффективные просеивающие поверхности вибрационных грохотов - резинотросовые сита, поперечные перемычки ячеек которых снабжены армирующими связями. Установлены корреляционные зависимости между величиной амплитуд колебаний рабочих элементов струнных сит и величиной выхода подрешётного продукта без учёта его закрупнения, позволившие построить график для определения эффективности грохочения сит по кл. 20 мм в зависимости от вида струн, расстояния между промежуточными опорами и нагрузки на сито.
3. На базе оценки качества работы различных типов просеивающих поверхностей по критериям эффективности грохочения и удельных действий установлено, что на первой стадии переработки при грохочении отходов влажностью до 5 % и высоте слоя материала на сите до 50 мм целесообразно использование резиновых струнных сит (РСС) и резонирующих ленточно-струнных сит (РЛСС). С увеличением влажности отходов до 8 - 10 % и высоты слод материала на сите до 100 мм предпочтительнее использование сит типа РЛСС и резинотросовых сит (РТС), при этом в особо тяжелых условиях более эффективной является работа последних.
4. На основе анализа характера перемещения материала по криволинейным просеивающим поверхностям с учётом изменения его количества движения по длине сит, а также величины продавливающей силы, определяемой суммой гравитационной и центробежной составляющих, разработаны высокоэффективные классификаторы для сухого разделения мелких фракций (< 3 мм) сухих и влажных отходов: дуговые, винтовые и вибровинтовые грохоты. Установлены области применения указанных грохотов в различных эксплуатационных условиях.
5. На основе анализа пропускной способности помольных камер измельчителей, энергонапряжённости процесса измельчения с учётом требований к качеству готового продукта разработаны высокоэффективные измельчители для тонкого и сверхтонкого помола отходов: наклонные вибрационные и планетарные мельницы. Создана методика расчёта и выбора конструктивных и режимных параметров наклонных вибрационных мельниц для помола сухих и влажных отходов карбонатных карьеров.
6. На базе определяющих критериев удельных действий, выбранных по условию минимизации удельных затрат, установлены оптимальные значения основных параметров классификационно-измельчительного оборудования, например: ширина (Вв= 0,36 мм) и шаг (Нв= 1,3 мм) просеивающей поверхности винтового грохота при классификации песчано-гравийных отходов по граничному зерну 5^=1,6мм; амплитуда 2,5 мм) и частота (сос= 100с"1) колебаний корпуса вибропнемосепаратора при разделении карбонатных отходов по кл. 1мм; диаметр помольных камер (Ок = 0,50 - 0,55 мм) наклонных вибрационных мельниц при тонком непрерывном помоле карбонатных отходов. Определены области предпочтительного применения различных классификаторов (струнного сита РЛСС на виброгрохоте и винтового виброгрохота) при разделении песчаных отходов естественной влажности по кл. 3 мм в зависимости от нагрузки на просеивающую поверхность.
7. Разработаны инженерные методики оценки комплексов оборудования различных типов классификаторов и измельчителей, позволяющие осуществить по условию минимизации удельных затрат выбор наиболее эффективного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров в конкретных производственных условиях для получения целевых продуктов заданного качества. Так, например, среди исследуемых комплексов оборудования для сухой переработки карбонатных отходов Пятовского карьера с целью получения товарных фракций щебня 5 - 20 мм и дроблёного песка наиболее эффективным является комплекс, включающий оборудованный струнным ситом виброгрохот ГИЛ-52, сушильный барабан ДС-79 и винтовой грохот (конструкции МГГУ). Наиболее эффективными среди исследуемых измельчителей для получения известняковой муки из сухих отходов этого же карьера являются измельчитель двухкамерный (конструкции ВНИИпроектасбест) и вибромельница наклонная МВН-2 (конструкции МГГУ), а для получения известняковой муки из влажных отходов-дробилка молотковая СМД-114.
Применение указанного оборудования в эксплуатационных условиях позволяет снизить комплексные удельные затраты на 10-25 %.
8. Разработаны принципы дальнейшего совершенствования классификационно-измельчительного оборудования, на базе которых созданы новые инженерные решения, защищенные рядом авторских свидетельств и патентов и обеспечивающие положительный эффект за счет снижения затрат при производстве целевых продуктов, получаемых из отходов нерудных карьеров.
9. Разработанные на основе проведенных исследований классификаторы и , измельчители прошли успешные опытно-промышленные испытания в технологических линиях по переработке отходов и внедрены на Пятовском, Питкярантском, Хомяковском карьерах, Вязямском ГОКе и других предприятиях. Фактический суммарный экономический эффект от внедрения технологических линий и отдельных установок по переработке отходов на предприятиях нерудной промышленности, подтвержденный актами предприятий, составляет в ценах 1990 года 458,8 тысяч рублей.
Основные положения диссертации изложены в следующих работах.
1. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Определение рациональных механических характеристик материала рабочих элементов струнного сита // Горный журнал. Известия вузов. - 1984,- №10,- С.117-122.
2. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Влияние параметров резинотросового струнного сита на технологические показатели грохочения // Горный журнал. Известия вузов. - 1985,-№4. - С 88-93.
3. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Промышленные исследования резинотросовых струнных сит// Горный журнал. Известия вузов. -1986. - №10. - С 73-78.
4. Бардовский А.Д. Влияние формы просеивающих ячеек резинотросовых сит на процесс грохочения // Горное оборудование нового технического уровня. - М.: Сборник научных трудов МГИ, 1986,- С.15-20.
5. Бардовский А.Д. Армированные просеивающие поверхности для разделения трудногрохотимого нерудного сырья // Исследования процессов и аппаратов разделения материалов по крупности. - JL: Научные труды института "Механобр",- 1988. - С. 81-89.
6. Бардовский А.Д., Омаров Т. Резинотросовые сита для грохочения известняковых пород // Промышленность строительных материалов Москвы. 1988,- вып. 3. - С. 4 - 7.
7. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Перспектива развития высокоэффективного классификационно-измельчительного оборудования для безотходного производства ' нерудных строительных материалов // Проблемы комплексного освоения месторождения тьердых полезных ископаемых . -М.: Недра, МГИ, 1989,- С. 115-128.
8. Картавый Н.Г. , Бардовский А.Д. Динамика струнных просеивающих поверхностей вибрационных грохотов // ZESZYTY NAUKOWE POLITECHNIKI SLASKIEJ. Serie: GORNICTWO. -1990,- S. 60-72 (Польша).
9. Бардовский А.Д. , Омаров Т., Худов K.M. Напряженное состояние армирующей основы резинотросового сита// Горный журнал. Известия вузов. - 1992. - №4 . - С. 81-85.
10. Картавый Н.Г., Балаян В.А., Бардовский А.Д. Наклонная вибрационная мельница для производства сельскохозяйственной муки // Научные труды института "Механобр". -
Л., 1992,- С. 23-31.
11. Картавый Н.Г., Стариковский П.П., Бардовский А.Д. Деформации эластичного сита грохота в процессе параметрических колебаний // Горный журнал . Известия вузов. -1993. -№4.-С. 37-42.
12. Морозов В.И., Бардовский А.Д. Применение принципа наименьшего действия при выборе оборудования для переработки отходов минерального сырья // Проблемы и перспективы развития горной техники -М.:МГГУ, 1994,- С. 15-20.
13. Morozow W. J. , Bardowski A.D. Selection criteria for determing the parameters of crush-grading machines. Материалы Международной конференции серии "Механика" в Силезском политехническом институте. - Польша, 1995. - С. 185-190.
14. Bardowski A.D. Model economiczny procesow przerobki odpadow surowcow mineralnych". Материалы XXXY симпозиума "Моделирование в механике" в Силезском политехническом институте . - Польша, 1996.
15. Бардовский А.Д. Вибрационное грохочение щебня и гравия на резинотросовых струнных ситах // Горная техника на пороге XXI века - М., 1996. С. 594-599.
16. Морозов В.И., Бардовский А.Д. Оценка перерабатывающего оборудования для получения нерудных строительных материалов из отходов минерального сырья // В сб.: Совершенствование технологии обогащения комплексных полезных ископаемых - М.: МГГУ, 1996,- С. 129-134.
17. Бардовский А.Д. Анализ отходов карбонатных карьеров, используемых для производства товарной продукции // В сб.: Совершенствование технологии обогащения комплексных полезных ископаемых-М.: МГГУ, 1996,- С. 108-111.
18. Бардовский А.Д. Определение параметров вибрационных мельниц для переработки отходов карбонатных карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень - М.: МГГУ, 1997. - № 2,- С. 21 - 24.
19. Морозов В.И., Бардовский А.Д. Оценка работы просеивающих поверхностей виброгрохотов для сухого грохочения отходов нерудных карьеров естественной влажности// Горный информационно-аналитический бюллетень - М.: МГГУ, 1998. - № 4 -С. 74-79.
20. Бардовский А.Д. Научные основы обоснования параметров измельчительяо-классификационного оборудования для производства известняковой муки из отходов карбонатных карьеров. Тезисы международной научно-технической конференции : Приоритетные технологии в пищевой промышленности. Выпуск 2 - М.: МГЗИПП, 1998,-С. 50-51.
21. Морозов В.И., Бардовский А.Д., Жуков В.П. Классификация технологических схем переработки отходов нерудных карьеров и оценка эффективности используемого в них .оборудования // Горный информационно-аналитический бюллетень - М.: МГГУ, 1999. -№6-С. 101-104.
22. Бардовский А.Д., Перевалов B.C. Дезинтегратор роторно-струйный ДРС-1// Каталог научно-технических разработок - М.: МГГУ, 1999. - С. 103.
23. Доброборский Г.А., Картавый Н.Г., Рачек В. М., Бардовский А.Д. Перспективные типы хлассификационно-измельчительного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров II Горный информационно-аналитический бюллетень - М.: МГТУ, 2000. -№1.~ С. 38-44.
24. Бардовский А.Д. Разработка метода оценки и выбора классификационно-измельчительного оборудования для переработки техногенного сырья нерудных карьеров. Сборник научных докладов и тезисов международной конференции стран СНГ "Молодые -учёные - науке, технологиям и профессиональному образованию для устойчивого развития: проблемы и новые решения" И Под эгидой ЮНЕСКО, М., 2000. -С. 16-18.
25. A.C. 827189 СССР. Сито // Н.Г. Картавый, В.А. Зубков, Ю.Н. Алешин, Г А. Доброборский, А.Д. Бардовский, В.М. Сырцов - Опубл. В Б.И., 1981, №17.
26. A.C. 893259 СССР. Вибрационная мельница // Н.Г. Картавый, Б.В. Гусев, В.М. Осецкий, Г.А. Доброборский, Ю.Н. Алешин, А.Д. Бардовский, И.Ф. Щербаков, Ю.Я. Баронский -Опубл. в.Б.И. 1981, №48.
27. A.C. 1066667 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, A.A. Жуков, Е.А. Степанов, А.Д. Бардовский, Г.И. - Опубл. в Б.И., 1984 , №2.
28. A.C. 1066669 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, И.Е. Заславский,А.Д. Бардовский, - Опубл. в Б.И., 1984, №2.
29. А.С.1152666 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, А.А Жуков, Е.А. Степанов , А.Д. Бардовский, - Опубл. в Б.И., 1985, №16.
30. А.С.1193070 СССР. Бункерная установка II Н.Г. Картавый, Е.А. Степанов, Г.И. Бандаевский, А.Д. Бардовский, A.A. Жуков - Опубл. в Б.И., 1985, №43.
31. А.С.1196315 СССР. Бункер для сыпучих материалов//Е.А. Степанов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, Г.И. Бандаевский, A.A. Жуков - Опубл. в Б.И., 1985, №45.
32. A.C.1209316 СССР Грохот // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский,. Н.Я. Шевченко, Е.А. Степанов - Опубл. в Б.И., 1986, №5.
33. А.С.1215756 СССР. Грохот // И.Ф. Щербаков, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, A.A. Жуков - Опубл. в Б.И., 1986, №9.
34. A.C. №1265097 СССР. Бункер для сыпучих материалов // Н.Г. Картавый, Е.А. Степанов, , А.Д. Бардовский, В.Т. Агулов, Г.И. Бандаевский, А.О. Бондаренко - Опубл. в Б.И., 1986, №39.
35. A.C. №1284602 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, П.П. Стариковский, И. Е. Заславский. - Опубл. в Б.И., 1987, №3.
36. A.C. №1303823 СССР. Устройство для дозирования сыпучих материалов// Е.А. Степанов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский , В.Т. Агулов, Г.И. Бандаевский, A.A. Жуков - Опубл. в Б.И., 1987, №14.
37. A.C. №1304917 СССР. Гравитационный пневматический классификатор // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, C.B. Чмыхалова, Х.Х. Мукгаганов, A.A. Жуков - Опубл. в Б.И., 1987, №15.
38. A.C. №1407543 СССР. Центробежный сепаратор для разделения щебня и гравия // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, Т. Омаров, В.А. Куликов, А.Е. Филатов - Опубл. в Б.И., 1988, №25.
39. A.C. №1419760 СССР. Гравитационный пневмосепаратор // Н.Г. Картавый, Х.Х Мукгаганов, А.Д. Бардовский, C.B. Чмыхалова - Опубл. в Б.И. 1988, №32.
40. A.C. №1431834 СССР. Планетарная мельница //Н.Г. Картавый, И.Ф. Щербаков, Б.Г. Пушлакбаев, А.Д. Бардовский - Опубл. в Б.И. 1988, №39.
41. А.С.№1450888 СССР. Сито грохота IIВ.Ф. Слесаренко, А.Д. Бардовский, Л.А. Вайсберг, O.A. Вяльцева, Н.Г. Картавый, Т. Омаров, O.A. Лукина - Опубл. В Б.И., 1989, № 2.
42. A.C. № 1505582 СССР. Вибрационная мельница // П.Д. Денисов, Б.Я. Опирский, Бардовский, Б.П. Красовский - . Опубл. в Б.И. 1989, №33.
43. A.C. №1554991 СССР. Грохот// А.М. Барков, Н.Г. Картавый , А.Д. Бардовский - Опубл., в Б.И. 1990, №13.
44. A.C. №1567287 СССР. Способ грохочения // A.M. Барков, Н.Г. Картавый , А.Д. Бардовский - Опубл., в Б.И. ,1990, №20.
45. A.C. №1568658 СССР. Пневмосушилка// В.А. Серов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский , И.Г. Лакнер, В.П. Жуков - 1990. - Для служебного пользования.
46. A.C. №1599136 СССР. Пневмогравитационный классификатор // Н.Г. Картавый, В.И. Яйленко, А.П. Барковеа, Г.А. Доброборский, А.Д. Бардовский, C.B. Чмыхалова - Опубл., в Б.И. 1990 ,№38.
47. A.C. 1701372 СССР. Вибрационная мельница // В.А. Балаян, Н.Г. Картавый, А.Д Бардовский, Б.П. Красовский, A.A. Саркисян, JI.JI. Германов - Опубл. В Б.И., 1991, № 48.
48. A.C. Ка 1701404 СССР. Пневмогравитационный сепаратор // В.А. Серов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, И.Г. Лакнер, Ю.А. Гончаров - Опубл. В Б.И., 1991, № 48.
49. A.C. № 1722618 СССР. Пневмогравитационный сепаратор // Ю.А. Гончаров, А.Д. Бардовский, В.А. Серов - Опубл. В Б.И., 1992, № 12.
50. A.C. № 1750745 СССР. Пневмогравитационный сепаратор // А.Д. Бардовский, П.П Стариковский, Ю.А. Гончаров - Опубл. В Б.И., 1992, № 28.
51. A.C. № 1769979 СССР. Устройство для просеивания // B.C. Перевалов, Г.А Доброборский, JIM. Лянсберг, А.Д. Бардовский, С. В. Перевалов - Опубл. В Б.И. .
1992, №39.
52. A.C. Jfs 1791021 СССР. Вибрационная мельница// Ю.С. Цыплаков, Б.П. Красовский, Г.А Доброборский, В.А. Балаян, Б.Я. Опирский, И.Г. Лакнер, А.Д Бардовский - Опубл. В Б.И.
1993, №4.
53. A.C. Ks 1791024 СССР. Вибрационная мельница // Ю.С. Цыплаков, Б.П. Красовский, Г.А Доброборский, В.А. Балаян, А.Д. Бардовский, О.Л. Закьялова - Опубл. в Б.И., 1993, № 4.
54. A.C. № 1791022 СССР. Вибрационная мельница // В.А. Балаян, Н.Г. Картавый, А.Д Бардовский, Б.П. Красовский, A.A. Саркисян, И.Г. Лакнер - Опубл. в Б.И., 1993, № 4.
55. A.C. № 1802434 СССР. Вибрационная мельница. //А.Д. Бардовский, И.Ф. Щербаков, Н.Г Картавый, Б.П. Красовский, В.А. Балаян, Ю.В. Дмитрак, А.О.Ракитин, C.B. Каньшин. ■ Опубл. в Б.И., 1994, № 7.
56. A.C. № 1811087 СССР. Сито // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, В.М. Сырцов, Е.Г Корнилов, Б.В. Зайцев, Е.И. Михайлов, В.Е. Епихин, П.П. Стариковский, Т. Омаров • Опубл. вБ.И., 1994, №23.
57. A.C. № 1805586 СССР. Устройство для просеивания // B.C. Перевалов, Г.А Доброборский, А.Д. Бардовский, C.B. Перевалов, Л.М. Лянсберг, И.А. Махонина- Опубл в Б.И., 1993, №14.
58. Патент РФ № 2108865 Центробежная мельница // В.Н. Дмитриев, B.C. Перевалов, А.Д Бардовский, Л.С. Иванов, Опубл. в Б.И., 1998, №11.
Оглавление автор диссертации — доктора технических наук Бардовский, Анатолий Данилович
Введение
1. Состояние и анализ научно-технической проблемы переработки отходов нерудных карьеров.
1.1. Природоохранная технология переработки минерального сырья
1.2. Анализ отходов нерудных карьеров и продуктов их переработки для нужд народного хозяйства
1.3. Анализ технологических схем и оборудования для переработки отходов нерудных карьеров
1.4. Современное состояние исследований по переработке отходов минерального сырья.
1.5. Цель, задачи и методы исследований.
2. Систематизация процесса переработки отходов нерудных карьеров.
2.1. Принципы системного анализа процесса переработки отходов.
2.2. Обоснование классификационных критериев
2.3. Модель стоимостного баланса процесса переработки отходов.
2.4 Выводы.
3. Разработка метода оценки и выбора перерабатывающего оборудования
3.1. Анализ критериев оценки эффективности перерарабатывающего оборудования.
3.2. Выбор критериев для оценки эффективности классификационно-измельчительного оборудования.
3.3 Разработка алгоритма оптимизации технологических схем и после, довательности оптимизации параметров оборудования по переработке отходов нерудных карьеров.
3.4. Выводы . . .г.
4. Анализ текущих отходов и техногенного сырья нерудных карьеров и классификация технологических схем для их переработки
4.1. Выводы.
5. Оценка классификационно-измельчительного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров
5.1. Методические основы экспериментальных исследований.
5.2. Эффективность использования классификаторов и измельчителей для сухой переработки отходов в технологических схемах I и II классов.
5.3. Оценка классификаторов для сухого разделения отходов.
5.3.1. Струнные просеивающие поверхности виброгрохотов для разделения отходов естественной влажности.
5.3.2. Грохоты с криволинейными просеивющими поверхностями для разделения мелких фракций отходов.
5.3.3. Пневмоклассификаторы для разделения мелких фракций отходов
5.4. Оценка измельчителей для сухого помола отходов.
5.4.1. Особенности измельчения отходов нерудных карьеров
5.4.2. Наклонные вибрационные и планетарные мельниц для тонкого и сверхтонкого помола отходов.
5.5. Выводы.
6. Практическая реализация созданных технических решений классификаци-онно-измельчительного оборудования и разработка принципов его совершенствования
6.1. Практическая реализация созданных технических решений
•6.2. Разработка принципов совершенствования классификационноизмельчительного оборудования 6.3. Выводы.
Введение 2000 год, диссертация по транспортному, горному и строительному машиностроению, Бардовский, Анатолий Данилович
Актуальность работы. В настоящее время только 10 % минерального сырья, извлекаемого из недр земли, превращаются в готовую продукцию, оставшиеся 90 % идут в отходы, загрязняющие окружающую среду и занимающие полезные площади, на которых могла бы возделываться пашня или расти лес. Экономика России 70-90-х годов предопределила одностороннее развитие гор-ноперерабатывающей отрасли, направленное исключительно на извлечение из добываемого сырья тех компонентов, добыча которых в то время была наиболее выгодной. Оставшиеся в результате добычи и переработки отходы, как правило, складировались, что привело к созданию огромных запасов техногенного сырья по всей России. Ежегодно при производстве горных работ в России в отвалы поступает около 2 млрд. м3 вскрышных и вмещающих пород, а также отходов обогащения полезных ископаемых. За последние 30 лет нарушено открытыми разработками 2 млн. гектаров плодородных земель, из которых одна половина занята карьерами, а другая - отвалами и терриконами. Поэтому проблема переработки направляющихся в отвалы и уже накопившихся в них отходов минерального сырья, в частности отходов нерудных карьеров, выделилась в настоящее время в самостоятельную проблему, решение которой имеет огромное значение для народного хозяйства.
Ежегодное количество отходов нерудных карьеров в России по данным 1990 года составляет 150 млн. м3. Анализ исследований по утилизации отходов нерудных карьеров достаточно убедительно доказывает возможность получения из них таких строительных материалов как щебень, песок, кирпич, цемент, абразивы, наполнители бетонов и полимеров, а также строительные и бытовые краски, лаки, шпаклевки/наполнители для резиновой промышленности, известняковую муку для мелиорации почв, крошку для подкормки животных и птиц и др. Анализ состояния вопроса показал, что для нужд строительной индустрии и других отраслей народного хозяйства используются не более 15% из вновь об-разущихся отходов, при этом номенклатура получаемых в результате переработки товарных продуктов весьма ограничена.
Многообразие различных видов отходов нерудных карьеров, их структурное и физико-химическое различие, а также конкретные требования к качеству продуктов переработки и их количеству вызвало применение самых различных, подчас далеко не оптимальных схем технологических линий с использованием разнотипных перерабытывающих машин. В состав технологических линий в зависимости от условий процесса переработки могут входить машины и оборудование для очистки от загрязняющих примесей, подсушки отходов, измельчения, классификации, транспортировки, фасовки и т.п. Основным оборудованием являются машины для классификации и измельчения, так как они осуществляют главные технологические операции, определяют количество и качество получаемых из отходов продуктов переработки, а также основные материальные и энергетические затраты на их производство.
В России и за рубежом создано множество машин для классификации и измельчения, предназначенных для переработки различных видов минерального сырья, однако существующий парк машин для переработки отходов нерудных карьеров является весьма ограниченным, а методы оценки эффективности их использования в реальных экплуатационных условиях являются несовершенными, так как они не в полной мере решают проблему оптимизации выбора конкретных технологических схем, типов машин, их конструктивных и режимных параметров.
Учитывая масштабы развития промышленной переработки отходов нерудных карьеров в России-в ближайшем будущем, обеспечивающей частичное удовлетворение потребности народного хозяйства в строительных материалах и других товарных продуктах, разработка классификационно-измельчительного оборудования и метода оценки и выбора типов машин и их параметров в технологических линиях переработки отходов является актуальной научной проблемой.
Работа выполнялась в рамках программы по решению научно-технической проблемы «Разработать эффективные комплексы оборудования нового технического уровня и технологию для переработки сырья и отходов нерудных карьеров с целью комплексного использования сырья, улучшения качества продуктов горного производства, экономии трудовых и энергетических ресурсов», единого пятилетнего плана проведения исследований, разработок и опытных работ МНТК "Механобр" на 1986-90 г.г., утвержденного постановлением ГКНТ СССР от 28.04.86 №128, единого пятилетнего плана проведения фундаментальных и прикладных исследований, опытно-конструкторских и технологических работ по созданию высокоэффективных видов техники, технологий и материалов МНТК "Механобр" на 1986-90 г.г., утвержденного постановлением ГКНТ СССР от 14.08.86 №317, постановлениями Мосгорисполкома №1145 от 08.05.87, ГКНТ СССР №56 от 10.03.86 (задание 03.01.Н12) и №68 от 11.03.87 (задание 06.20,Н1), а также в соответствии с Федеральной целевой программой "ОТХОДЫ", раздел 1.17 "Техническая политика по отходам горнодобывающей промышленности", 1994 г.
Цель работы. Повышение эффективности процесса переработки отходов нерудных карьеров путём разработки, модернизации и выбора классификационно-измельчительного оборудования на основе установления закономерностей взаимодействия рабочих органов машин с перерабатываемым материалом и определения комплексных затрат перерабатывающих систем.
Идея работы. Разработка, модернизация и выбор классификационно-измельчительного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров осуществляется на основе анализа физической сущности процессов взаимодействия рабочих органов машин с перерабатываемым материалом, удельных энергетических, массовых и временных затрат на получение целевого продукта переработки.
Научные положения, разработанные лично диссертантом.
1. Метод оценки классификационно-измельчительного оборудования для его разработки, модернизации и выбора в виде определяющих критериев удельного действия - комплексных показателей, учитывающих затраты перерабатывающих систем, устанавливаемых в зависимости от физической сущности процессов переработки, иерархии оценки и отнесённых к единице объёма (массы) целевого продукта переработки.
2. Комплекс математических моделей, описывающих рабочие процессы классификации отходов на вибрационных грохотах со струнными просеивающими поверхностями, грохотах с криволинейными подвижными и неподвижными просеивающими поверхностями, в пневмо- и вибропневмо-классификаторах с аэрофонтанирующим слоем и измельчения в наклонных вибрационных и планетарных мельницах, учитывающих закономерности поведения перерабатываемого материала на просеивающих поверхностях и распределительных решётках классификаторов и в помольных камерах измельчителей, в зависимости от его физико-механических свойств, механических и технологических характеристик машин.
3. Аналитические и экспериментальные зависимости между основными параметрами классификационно-измельчительного оборудования, учитывающие особенности взаимодействия его рабочих органов с перерабатываемым материалом, на базе которых разработаны новые принципы действия и перспективные конструктивные схемы машин и технологических комплексов для переработки отходов нерудных карьеров.
4. Зависимости для установления определяющих критериев удельных действий от конструктивных и режимных параметров классификаторов и измельчителей., позволяющие среди равнозначных параметров, установленных по критериям эффективности разделения и производительности или энергоёмкости измельчения, выбрать наиболее предпочтительные по условию минимизации удельных затрат.
Научная новизна. Для разработки и модернизации классификационно-измельчительного оборудования и оценки эффективности его использования в технологических линиях по переработке отходов предложены комплексные показатели - критерии удельного действия, учитывающие физическую сущность процесса переработки, энергетические и массовые характеристики движения перерабатываемого материала и его физико-механические свойства.
Разработаны комплексы математических моделей, описывающих рабочие процессы классификации отходов на вибрационных грохотах со струнными просеивающими поверхностями, грохотах с криволинейными подвижными и неподвижными просеивающими поверхностями, в пневмо- и вибропневмо-классификаторах с аэрофонтанирующим слоем и измельчения в наклонных вибрационных и планетарных мельницах. Модели учитывают закономерности поведения перерабатываемого материала на просеивающих поверхностях и распределительных решётках классификаторов и в помольных камерах измельчителей в зависимости от его физико-механических свойств, механических и технологических характеристик машин для определения их конструктивных и режимных параметров.
Установлены аналитические и экспериментальные зависимости между основными параметрами классификационно-измельчительного оборудования, учитывающие особенности взаимодействия его рабочих органов с перерабатываемым материалом. На базе этих зависимостей разработаны новые принципы действия и перспективные конструктивные схемы машин и технологических комплексов для переработки отходов нерудных карьеров.
Установлены зависимости для определяющих критериев удельных действий, используемые для оценки комплексов перерабатывающего оборудования, разнотипных энергоёмких машин одного функционального назначения и параметров классификаторов и измельчителей, структура которых зависит от иерархии оценки и типа оцениваемого оборудования.
Научное значение работы заключается в разработке математических моделей, зависимостей и комплексных оценочных критериев, позволивших создать научную базу для разработки, модернизации и выбора классификаци-онно-измельчительного оборудования и разработки методик оценки и выбора типов машин и их параметров, что является вкладом в создание и совершенствование конструкций перерабатывающего оборудования.
Практическое значение работы заключается:
- в разработке методики оптимизации параметров классификационно-йзмельчительного оборудования по условию минимизации удельных затрат;
- в разработке методик оценки комплексов оборудования и различных ти-типов перерабатывающих машин одного функционального назначения с целью выбора наиболее эффективного оборудования для конкретных условий эксплуатации;
- в разработке методики определения конструктивных и режимных параметров наклонных вибрационных мельниц для помола сухих и влажных отходов карбонатных карьеров;
- в разработке рекомендаций по выбору параметров оборудования для переработки отходов, включая струнные просеивающие поверхности инерционных' грохотов, криволинейные просеивающие поверхности дуговых, винтовых и вибровинтовых грохотов, пневмо- и вибропневмокласификаторы, вибрационные наклонные и планетарные мельницы;
- в разработке и реализации в конструкциях классификаторов и измельчителей значительного количества новых технических решений, защищенных авторскими свидетельствами и патентами.
Реализация выводов и рекомендации работы. Разработанные в диссертации методика, рекомендации и новые высокоэффективные конструкции оборудования прошли промышленное опробование и внедрены на ряде карьеров ОАО "Моспромстройматериалы" и других предприятий в технологических линиях по переработке отходов нерудных карьеров. В частности, резинотросовые И сита (по а.с. №827169 и по а.с. №1811087) для производства щебня фракции 5-20 мм внедрены на Пятовском карьере и Вяземском ГОКе; пневмосепаратор с аэрофонтанирующим слоем (по а.с. №1419760) для производства щебня 3-10 мм на Питкярантском карьере; вибрационная мельница для производства известняковой муки по ТУ - на Хомяковском карьере.
Суммарный экономический эффект от внедрения перечисленного оборудования составил 288,3 тыс. руб. в ценах 1990 года.
Результаты исследований также использованы отраслевой лаборатории переработки нерудных строительных материалов и камнеобработки МГГУ при разработке технической документации на пресс-формы для изготовления рези-нотросовых сит, наклонную вибрационную мельницу МВН-8, автономную пневмосепарационную установку для выделения щебня кл. 3-10 мм, комплекс передвижного оборудования для производства известняковой муки из карбонатных отходов.
Сложную и многогранную проблему разработки, оценки и выбора оборудования и определения его рациональных параметров в технологических схемах переработки отходов нерудных карьеров оказалось возможным решить и довести до практически значимых результатов лишь совместными усилиями коллектива отраслевой лаборатории переработки нерудных строительных материалов и камнеобработки, возглавляемой проф. Н.Г. Картавым и проф. Г.А. Доброборским, которым автор выражает глубокую признательность за консультации, внимание и поддержку при подготовке и завершении диссертации.
Заключение диссертация на тему "Разработка классификационно-измельчительного оборудования и метода его оценки при переработке отходов нерудных карьеров"
6.3 Выводы
1. Опытно-промышленная эксплуатация резинотросовых сит ячеистого и струнного типов на Пятовском, Питкяранском и Вяземском карьерах показала их высокую работоспособность при разделении отходов естественной влажности при повышенных удельных нагрузках. Суммарный экономический эффект от внедрения сит на указанных карьерах составил 154 тыс. рублей в год.
2. Опытно-промышленная эксплуатация пневмоклассификатора с поддерживающей решеткой в технологической линии производства гранитного щебня фр. 3-10 мм из отсевов дробления позволила дополнительно выделить 27,6 тыс. м3 щебня с экономическим эффектом 130,2 тыс. рублей в год.
3. Опытно-промышленная эксплуатация наклонной вибрационной мельницы в технологической линии производства сыромолотой известняковой муки из отсевов дробления позволила увеличить выход товарной продукции ДСФ с экономической эффективностью 43 тыс. рублей в год.
4. Разработаны принципы дальнейшего совершенствования классификаци-онно-измельчительного оборудования, на базе которых созданы новые инженерные решения, защищенные рядом авторских свидетельств и патентов и обеспечивающие положительный эффект за счет снижения затрат при производстве различных товарных продуктов.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате выполнения цикла теоретических и экспериментальных исследований в диссертации получен ряд новых научных и практических результатов, обеспечивающих в совокупности решение крупной научной проблемы, заключающейся в разработке научных основ для создания, модернизации и выбора классификационно-измельчительного оборудования нового технического уровня для переработки отходов нерудных карьеров.
В процессе выполнения работы установлены закономерности процессов взаимодействия перерабатываемого материала с рабочими органами классификаторов и измельчителей, предложены и обоснованы модели для их объяснения, разработан метод комплексной оценки эффективности использования перерабатывающего оборудования для конкретных условий эксплуатации.
Основные научные результаты и выводы диссертационной работы заключаются в следующем:
1. Разработку, модернизацию и выбор классификационно-измельчитель-ного оборудования целесообразно осуществлять на базе предложенного метода его оценки, заключающегося в использовании определяющих критериев удельного действия - комплексных показателей, учитывающих затраты перерабатывающих систем, устанавливаемых в зависимости от физической сущности процессов переработки, иерархии оценки и отнесённых к единице объёма (массы) целевого продукта переработки. При оценке параметров измельчителей и вибропневмоклассификаторов определяющим является критерий удельного действия, учитывающий затраты механической энергии и времени, а при оценке параметров струнных просеивающих поверхностей, грохотов с криволинейными просеивающими поверхностями и пневмосепараторов - критерий удельного действия, учитывающий затраты кинетической энергии (количества движения) материала, загрязняющего продукты разделения, и времени. Оценку разнотипных энергоёмких машин одного функционального назначения и комплексов перерабатывающего оборудования осуществляют по обобщённому критерию удельного действия, учитывающему затраты механической энергии и времени, а также массу оцениваемого оборудования.
2. На основе анализа колебательного процесса струпных сит с учётом механических характеристик материала струн, их конструктивных параметров, величины технологической нагрузки и характеристик просеивающего материала разработаны высокоэффективные просеивающие поверхности вибрационных грохотов - резинотросовые сита, поперечные перемычки ячеек которых снабжены армирующими связями. Установлены корреляционные зависимости между величиной амплитуд колебаний рабочих элементов струнных сит и величиной выхода подрешётного продукта без учёта его закрупнения, позволившие построить график для определения эффективности грохочения сит по кл. 20 мм в зависимости от вида струн, расстояния между промежуточными опорами и нагрузки на сито.
3. На базе оценки качества работы различных типов просеивающих поверхностей по критериям эффективности грохочения и удельных действий установлено, что на первой стадии переработки при грохочении отходов влажностью до 5 % и высоте слоя материала на сите до 50 мм целесообразно использование резиновых струнных сит (РСС) и резонирующих ленточно-струнных сит (РЛСС). С увеличением влажности отходов до 8 - 10 % и высоты слоя материала на сите до 100 мм предпочтительнее использование сит типа РЛСС/и резинотросовых сит (РТС), при этом в особо тяжелых условиях более эффективной . является работа последних.
4. На основе анализа характера перемещения материала по криволинейным просеивающим поверхностям с учётом изменения его количества движения по длине сит, а также величины продавливающей силы, определяемой суммой гравитационной и центробежной составляющих, разработаны высокоэффективные классификаторы для сухого разделения мелких фракций (< 3 мм) сухих и влажных отходов: дуговые, винтовые и вибровинтовые грохоты. Установлены области применения указанных грохотов в различных эксплуатационных условиях.
5. На основе анализа пропускной способности помольных камер измельчителей, энергонапряжённости процесса измельчения с учётом требований к качеству готового продукта разработаны высокоэффективные измельчители для тонкого и сверхтонкого помола отходов: наклонные вибрационные и планетарные мельницы. Создана методика расчёта и выбора конструктивных и режимных параметров наклонных вибрационных мельниц для помола сухих и влажных отходов карбонатных карьеров.
6. На базе определяющих критериев удельных действий, выбранных по условию минимизации удельных затрат, установлены оптимальные значения основных параметров классификационно-измельчительного оборудования, например: ширина (Вв= 0,36 мм) и шаг (Нв= 1,3 мм) просеивающей поверхности винтового грохота при классификации песчано-гравийных отходов по граничному зерну 8^=1,6мм; амплитуда (Ас= 2,5 мм) и частота (юс= 100с"1) колебаний корпуса вибропнемосепаратора при разделении карбонатных отходов по кл. 1мм; диаметр помольных камер (Эк = 0,50 - 0,55 мм) наклонных вибрационных мельниц при тонком непрерывном помоле карбонатных отходов. Определены области предпочтительного применения различных классификаторов (струнного сита РЛСС на виброгрохоте и винтового виброгрохота) при разделении песчаных отходов естественной влажности по кл. 3 мм в зависимости от . нагрузки, на просеивающую поверхность.
7. Разработаны инженерные методики оценки комплексов оборудования различных типов классификаторов и измельчителей, позволяющие осуществить по . условию минимизации удельных затрат выбор наиболее эффективного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров в конкретных производственных условиях для получения целевых продуктов заданного качества. Так, например, среди исследуемых комплексов оборудования для сухой переработки карбонатных отходов Пятовского карьера с целью получения товарных фракций щебня 5 - 20 мм и дроблёного песка наиболее эффективным является комплекс, включающий оборудованный струнным ситом виброгрохот ГИЛ-52, сушильный барабан ДС-79 и винтовой грохот (конструкции МГГУ). Наиболее эффективными среди исследуемых измельчителей для получения известняковой муки из сухих отходов этого же карьера являются дезинтегратор СМ-967 и вибромельница наклонная МВН-2 (конструкции МГГУ), а для получения известняковой муки из влажных отходов - дробилка молотковая СМД-114.
Применение указанного оборудования в эксплуатационных условиях позволяет снизить комплексные удельные затраты на 10 - 25 %.
8. Разработаны принципы дальнейшего совершенствования классифика-ционно-измельчительного оборудования, на базе которых созданы новые инженерные решения, защищенные рядом авторских свидетельств и патентов и обеспечивающие положительный эффект за счет снижения затрат при производстве целевых продуктов, получаемых из отходов нерудных карьеров.
9. Разработанные на основе проведенных исследований классификаторы и измельчители прошли успешные опытно-промышленные испытания в технологических линиях по переработке отходов и внедрены на Пятовском, Питкярантском, Хомяковском карьерах, Вязямском ГОКе и других предприятиях. Фактический суммарный экономический эффект от внедрения технологических линий и отдельных установок по переработке отходов на предприятиях нерудной промышленности, подтвержденный актами предприятий, составляет в ценах 1990 года 288,3 тысяч рублей.
Библиография Бардовский, Анатолий Данилович, диссертация по теме Горные машины
1. Академическая наука - горное производство. "Круглый стол горного журнала" (Выступление К.Н. Трубецкого) // Горный журнал, 1991, №3- С.9-10.
2. Трубецкой К.Н., Шапарь А.Г. Малоотходные и ресурсосберегающие технологии при открытой разработке месторождений М.: Недра, 1993. - 272 с.
3. Астахов A.C. Экономическая оценка запасов полезных ископаемых. М.: Недра, 1981.- 176 с.
4. Цыганов А.П., Белацкий О.Р., Сенин В.Н. Технический прогресс химия - окружающая среда.-М.:Химия, 1989.
5. Остапенко П.Е., Мясников Н.Ф. Безотходная технология переработки руд черных металлов.-М.: Недра, 1988 271 с.
6. Федеральная целевая программа "ОТХОДЫ". Раздел 1.17: Техническая политика по отходам горнодобывающей промышленности,- М., 1994.
7. Бей В.П. Принципы оптимальной разработки месторождений карбонатных пород,- Докл. на II научно-технической конференции «Экологические проблемы горного производства, переработка и размещение отходов»- М. -1995.-С. 49-51.
8. Кокунько В.В. Создание и развитие новой сырьевой базы строительных материалов на основе попутно добываемых пород и отходов горно-рудных предприятий // Строительные материалы,- 1994.- №4,- С. 4-6.
9. Антоненко Л.К. Комплексное освоение руд черных металлов // Материалы Всесоюзн. научн. конф. "Комплексное освоение месторождений и извлечение полезных ископаемых",- М., 1985,- С. 18-29.
10. Агошков М.И. Комплексное освоение месторождений. // Материалы Всесоюзн. научн. конф. "Комплексное освоение месторождений и извлечение полезных ископдемых",- М., 1985,- С. 8-17.
11. Гоголев И.Я. Использование вторичного сырья и переработка отходов : Аналит. обзор. Сер. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Вып. 24.- М.: ВНТИЦ, 1993. 44 с.
12. Казикаев Д.М., Кокунько В.К. Природоохранная концепция добычи и переработки минерального сырья для производства строительных материалов // Известия вузов Геология и разведка. - 1990,- №11.- С. 52-58
13. Педан М.П., Мищенко В.С., Яновский В.И. Система кадастров природных ресурсов строительства. Киев: Вища школа, 1985,- 200 с.
14. Горное'дело: Терминологический словарь / Г.Д. Лидин, Л.Д. Воронина, Д.Р. Каплунов и др. 4-ое изд., перераб. и доп. - М.: Недра, 1990- 649 с.
15. Шлаин Б.И. Разработка месторождений нерудного сырья,- М.: Недра, 1990,- 344 с.
16. Использование попутно добываемых пород и отходов промышленных предприятий для производства нерудных строительных материалов (бутового камня, щебня, песка и гравия) // Техническая информация ВНИИЭСМ Мин-ва пром. строит, м-лов СССР,- М., 1972.- 57 с.
17. Методические рекомендации по применению и обогащению отсевов дробления и разнопрочных каменных материалов для дорожного строительства/ Союздорнии,- М., 1987,- 77 с.
18. Хрусталева Т.А. Эффективность безотходного производства и применение нерудных строительных материалов в северо-западном регионе: Автореф. дис. канд. техн. наук. Л., 1990,- 17 с.
19. Сопин М.В. Интенсификация процессов дробления и разделения по крупности и форме зерен нерудных полезных ископаемых: Дисс. канд. техн. наук. Белгород, 1986,
20. Хрусталев М.И., Карнеев В.А. Новая технология комплексного использования сырья при обогащении строительного песка // Строительные материалы, 1983,- №11.- С. 15-16.
21. Процессы и машины для обогащения полезных ископаемых / В.И. Кармазин, Е.Е. Серго и др. М.: Недра, 1974,- 560 с.
22. Патент ФРГ № 2530258. Барабанный грохот,- МКИ В 03 В 5/56. 25.03.1976.
23. Фоменко Т.Г. Гравитационные процессы обогащения полезных ископаемых.- М.: Недра, 1966.- 162 с.
24. Патент Франции №2167985. Способ разделения гранулированной смеси на две фракции в потоке жидкости под действием силы тяжести и устройства для реализации способа,- МКИ, В 03 В 3/30, 28.09.1973.
25. Патент Франции №2321956. Способ центробежного непрерывного разделения постоянного потока гранулированного материала в потоке текущей среды, изменяющей направление, и устройство для реализации способа,- МКИ В 07 В 1/28, 10.01.1978.
26. Курденков Б.И., Мохортов К.В. Улучшение технических свойств каменных материалов при их производстве,- М.: Высшая школа, 1976,- 176 с.
27. Переработка песчано-гравийных пород для получения нерудных строительных материалов / В.В. Бердус, М.А. Ляпин и др.- М., Стройиздат. 1975.264 с.
28. Олюнин В.В. Переработка нерудных строительных материалов,- М.: Недра, 1988.-232 с.
29. Соловьев В.Д., Жуков В.П., Толстых В.И. Малоотходная технология в производстве нерудных материалов // Промышленность строительных материалов Москвы,- 1987,- Вып.7,- С. 18-20.
30. Альбом технологических схем добычи и переработки нерудных материалов предприятиями малой мощности (до 400 тыс. м3 в год) /Научно-произв. объединение "Союзнеруд'7 Науч. рук. В.С.Семенов и др.- Тольятти 1989,- 101 с.
31. Технико-экономический расчет создания производства буровых глино-порошков из глины Пореченского месторождения Тульской обл.: Отчет по науч.- исслед. р-те фирмы "ТЭКО" при ГИГХСе.-Люберцы, 1993,- 107 с.
32. Доброборский Г.А., Щербаков И.Ф. Реконструкция цехов известняковой муки на карбонатных карьерах //Промышленность строительных материалов г. Москвы.-1989,- №2,- С. 27-31.
33. Щербаков И.Ф. Определение рациональных параметров дуговых грохотов для сухой классификации карбонатных пород: Дис. канд. техн. наук. М., 1989,- 140 с.
34. Маслобоев В.Г. Выбор параметров винтового грохота для классификации сырья песчано-гравийных и карбонатных карьеров,- Дис. канд. техн. наук. -М., 1983,- 150 с.
35. Степанов Н.И. Выбор параметров винтового виброгрохота для мелкого грохочения влажного сырья песчано-гравийных карьеров: Дис. канд. техн. наук.-М., 1985,- 117 с;
36. Олюнин В.В. Технологические схемы производства известняковой сы-ромолотой муки /В сб. труд. ВНИПИИстромсырье: Технология и оборудование для производства известняковой муки.-М., 1988,- С. 37-42.
37. Сердюк Б.П., Цветков В.А. Технология производства известняковой муки из отходов переработки карбонатных пород естественной влажности /В сб. труд. ВНИПИИстройсырье: Технология и оборудование для производства известняковой муки.-М., 1988,- С.32-36.
38. Ковтуненко В.В. Исследование работы планетарных мельниц с целью рационального выбора их параметров при тонком измельчении карбонатных пород: Дис. канд. техн. наук.-М., 1984,- 212 с.
39. Пушпакбаев Б.Т. Обоснование параметров дифференциально-центробежной мельницы для сверхтонокого измельчения горных пород: Дис. канд.техн. наук.-М., 1989,- 141 с.
40. Оборудование и технологии для обеспечения процессов дробления, измельчения, разделения (классификации), фильтрования и др. // Рекламный проспект: НПО Центр,- Республика Беларусь,- 1998.
41. Переработка вторичных ресурсов и строительных отходов // Рекламный проспект.фирмы SVEDALA (Швеция).- 1998.
42. Переработка отходов песка в товарный продукт // Pit and Qarry (США).-1981,-v64.-№5,-С. 77-79.
43. Переработка пустой породы //Equipment mecanique (Франция).- 1971.-v50.- №107.- С. 21-23.
44. Антрушин Д.Ю., Зенкевич Н.А., Лебедева О.И. Алгоритм оптимизации процесса многоуровнего дробления по критерию общих энергозатрат // Обогащение руд.- 1994,- №3.- С. 16-21.
45. Балаян В.А. Определение рациональных параметров наклонных вибрационных мельниц для измельчения отходов карбонатных карьеров: Дис. канд. техн. наук.-М., 1982,- 196 с.
46. Барский Л.А., Козин В.З. Системный анализ в обогащении полезных ископаемых.- М.: Недра, 1978,- 486 с.
47. Безотходная технология в промышленности /Б.И. Ласкорин, Б.В. Громов и др.- М.: Стройиздат, 1986,- 160 с.
48. Бедим В.В. Обоснование и выбор параметров наклонных вибрационных мельниц для измельчения влажных отходов карбонатных карьеров: Дис. канд. техн. наук.-М., 1985,- 180 с.
49. Голярчук Н.И. Проблеме складирования и утилизации отходов системный подход. - В сб. "Складирование и утилизация отходов переработки руд черных металлов - М.: Недра, 1991,- 106 с.
50. Голубенцев А.Н. Интегральные методы в динамике. Киев: Техника, 1967,-350 с. '
51. Гончаров А.А. Безотходная технология переработки топливо-содержа-щих отходов в сырьевые компоненты и строительные материалы // Строительные материалы. 1983,- №11.- С. 6-7.
52. Гончаров Ю.А. Обоснование основных параметров вибропневмосепа-раторов для классификации отходов известнякрвых карьеров. : Дис. канд. техн. наук.-М., 1989,- 178 с.
53. Гофман К.Г. Охрана окружающей среды. Модели управления чистотой природной среды,- М.: Экономика, 1977.- 252 с.
54. Кармазин В.И. Использование отходов горнообогатительных комбинатов и углеобогатительных фабрик //Материалы научно-технического совещания по проблеме "Комплексное использование месторождений полезных иско-паемых".-М,- 1970,- 15 с.
55. Красовский Б.П. Обоснование параметров наклонной вибрационной мельницы для производства известняковой муки из отходов карбонатных карьеров: Дис. канд. техн. наук. М., 1989,- 241 с.
56. Ласкорин Б.Н., Барский Л.А., Персиц В.З. Безотходная технология переработки минерального сырья,- М.: Недра, 1984,- 334 с.
57. Муктаганов Х.Х. Исследование и определение рациональных параметров воздушного сепаратора с аэрофонтанирующим слоем для классификации отходов карьеров строительных материалов: Дис. канд. техн. наук.-М., 1981,-141с.
58. Технико-экономическая оценка извлечения полезных ископаемых из недр /М.И.Агошков, Е.И.Панфилов, В.П.Рыжов и др.- М.: Наука, 1974.
59. Охрана окружающей среды: Модели социально-экономического прогноза /Д.П.Ананиашвили, Л.А.Барский, К.Г.Гофман и др.- М.: Экономика, 1982.217 с.
60. Хрущев H.H. Оптовые цены и замыкающие затраты как основы экономической оценки месторождений полезных ископаемых.- В сб.: Экономический механизм рационального использования и охраны недр,- М., 1980,- С. 12-17. •
61. Hofifl К. Zerkleinerimgs und Klassiermashinen. VEB Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie. Leipzig, 1985-451 s.
62. Шпирт М.Я., Рубан В.А., Иткин Ю.В. Рациональное использование отходов добычи и обогащение углей. М.: Недра, 1990,- 224 с.
63. Рациональное использование минеральных отходов угольной промышленности Украины. Методические рекомендации,- Ворошиловград,- 1980,- 62 с.
64. Проблемы экономической оценки создания и внедрения безотходных производств,- Ворошиловград, 1978. 27 с.
65. Wiederaufbereitung von altbaustoffen und wiederverwertung von recycling baustoffen // Baustoff Recycling 1987 - N4,- S. 4-9.
66. Zwicky F. Discovery, invention, researsh through the morphological approach. New York, 1969,- 265 s.
67. Нисневич M.JI. Повышение эффективности использования сырья при производстве нерудных строительных материалов // Экономия ресурсов в сырьевых отраслях промышленности строительных материалов,- М.: 1983.- С. 19-31.
68. Гатов Т.А. Рациональное использование месторождений цветных металлов,- М.: Недра, 198,-117 с.
69. Складирование и утилизация отходов переработки руд черных металлов: Сб. статей /Научн.-исслед. и проекта, ин-т по обогащению и агломерации руд черных металлов,- М.: Недра, 1991,- 106 с.
70. Щевелев В.И. Современные способы производства известняковой муки // ВНИИЭСМ, сер. 8. Обзорн. информ.- М.: 1982,- вып.1,- С. 18-22.
71. Ямщиков B.C., Нисневич M.J1. Контроль качества на предприятиях нерудных строительных материалов,- JI.: Стройиздат, 1981.- 263 с.
72. Яковец Ю.В. Движение, цен минерального сырья // Вопросы экономики,-1975,-№6-С. 3-13.
73. Андреев С.Е., Перов В.А., Зверевнч В.В. Дробление, измельчение и грохочение полезных ископаемых,- М.: Недра, 1980.-415 с.
74. Комплексное использование сырья в промышленности нерудных строительных материалов Главмоспромстройматериалов / ПО "Моснерудпром" .- М.: 1984,- 147 с.
75. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения.- Д.: Машиностроение, 1985.- 592 с.
76. Солод Г.И., Кустиков К.С., Морозов В.И. Автоматизированная система управления ремонтом горного оборудования,- М.: Недра, 1979.
77. Методические указания о порядке установления оптовых цен на технологические промышленные отходы,- Гос. ком. по ценам СМ СССР,- М., 1975.
78. Барский Л.А., Глушков Н.Т., Гольд Г.С. Использование экономико-математических моделей в управлении и планировании в цветной металлургии,-М.: Металлургия, 1975,- 290 с.
79. Вершинин В.Е. Законы энергодинамики при решении задач управления экономическими объектами // Вопросы кибернетики. Энергетический подход к исследованию систем.- М.: Наука, 1977,- С. 103-114.
80. Горский Б.Е. Динамическое совершенствование механических систем.-Киев: Техника, 1987.-201 с.
81. Беллман Р., Гликсберг Й., Гросс О. Некоторые вопросы математической теории процессов управления,- М.: Изд-во иностр. лит., 1962,- 336 с.
82. Математическая теория оптимальных процессов / Л.С. Понтрягин, В.Г.Болтянский, Р.В.Гамкрелидзе, Е.Ф.Мищенко.- М.: Наука, 1983,- 392 с.
83. Голубенцев А.Н. Интегральные методы в динамике,- К.: Техника, 1967. -350 с.
84. Нестеров А.П., Вахнин С.И. Исследование интегрального критерия качества в задачах оптимизации механических систем // Подъемно-транспортное оборуд.: Респ. межвед. науч.- техн. сб. 1977,- Вып.8> С.31-37.
85. Полак Л.С. Вариационные принципы механики М.: Мир, 1980.- 879 с.
86. Лавенделл Э.Э. Динамический синтез вибромашин // Динамика машин. М.: Наука, 1971-.- 744 с.
87. Тартаковский И.И. К синтезу основных законов движения с различными ограничениями //Совещение по методам расчета механизмов машин-автоматов: Тезисы докл.- Львов, 1971.- С. 65-66.
88. Одерфельд Я. Некоторые методы оптимального синтеза машин // Анализ и синтез механизмов,- М.: Машиностроение, 1969 С. 227-233.
89. Подиновский В.В., Гаврилов В.М. Оптимизация по последовательно применяемым критериям.- М.: Сов. радио, 1975.- 192 с.
90. Слиеде П.Г., Эглайс В.О. О постановке многокритериальных задач оптимизации // Вопр. динамики и прочности.- 1977,- Вып.34,- С. 16-21.
91. Соболь И.М., Статников Р.Б. Выбор оптимальных параметров в задачах со многими критериями,- М.: Наука, 1981.- 110 с.
92. Ребрик Б.М. Метод сравнения эффективности работ буровых станков / Материалы к научно-технической конференции по инженерным изысканиям.-М.: ПНИИИС, 1967,-72 с.
93. Солод Г.И., Радкевич Я.М. Прогнозирование качества горной техники / Учебное пособие. -М.: МГИ, 1988,- С. 3-95.
94. Ребрик Б.М., Смирнов Н.В. Принципы оценки способов и техническихсредств геологоразведочного бурения,- М., 1985,- 45 с.
95. Смирнов Н.И. Обоснование рациональных способов бурения неглубоких инженерно-геологических и геологоразведочных скважин в рыхлых мягких породах: Дис. канд. техн. наук. М., 1984. -193 с.
96. Морозов В.И. Разработка системы управления качества ремонта горного оборудования.: Дис. докт. техн. наук. М., 1987.- 362 с.
97. Шамсутдинов Р,С. Оценка и повышение уровня качества использования драглайна: Дис. канд. техн. наук. М., 1984,- 172 с.
98. Горский Б.Е., Ловейкин B.C. Применение коэффициентов удельных действий при исследовании крановых механизмов // Горные строительные и дорожные машины.- 1980.- Вып.29> С. 67-73.
99. Горский Б.Е., Саушев В.А. Оценка по удельным действиям унифицированной конструкции погрузочного оборудования погрузчика // Горн., строит, и дор. машины: Респ. Межвед. научн.-техн. сб.- 1985,- Вып.38.- С. 115-119.
100. Ловейкин B.C. Сопоставление конструкций стреловых систем портальных кранов // Подъемно-транспортное оборудование,- 1980,- № 6-80-15. -С. 8-12.
101. Горский Б.Е., Кононенко Л.С. О соответствии конструкции механического оборудования режимам работы.- В кн.: Автоматизация и проектирование в машиностроении,- Горький, 1978,- С. 26-33.
102. Воробьев Н.С., Лифанов Ю.Н. Использование принципа наимньшего действия при определении параметров роторного рабочего органа // Известия вузов. Горный журнал,- 1980,- №2- С. 72-74.
103. Горский Б.Е., Гохлернер A.C. Выбор ключевого критерия оптимизации механической системы // Изв. вузов. Стр-во и архитерктура.-1987,- №2.-С. 109-112.
104. Савченко Р.Г. Согласование теории и эксперимента на основе анализа размерностей,- В сб.: Вопросы кибернетики,- М.: Энергия, 1977.- Т.8,- С. 51-67.
105. Морозов В.И., Бардовский А.Д. Применение принципа наименьшего действия цри выборе оборудования для переработки отходов минерального сырья // Проблемы и перспективы развития горной техники,- М.: МГГУ,- 1994,-С. 15-20.
106. Bardovski A.D. Model economicny procesow przerobki odpadow surocow mineralnych. // Материалы XXXV симпозиума "Моделирование в механике" в Силезском политехническом институте,- Польша, 1996.
107. Morosov W.I., Bardovski A.D. Selection criteria for determing the parameters of crush-grading mashines // Материалы международной конференции серии "Механика" в Силезском политехническом институте. Польша, 1995.-С. 185-190.
108. Бардовский А.Д. Анализ отходов карбонатных карьеров, используемых для производства товарной продукции // В сб. "Совершенствование технологии обогащения комплексных полезных ископаемых",- М.: МГГУ,- 1996.-С. 108-111.
109. Разумов К.А., Перов В.А. Проектирование обогатительных фабрик,-М.: Недра, 1982,- 518 с.
110. Чмыхалова С.В. Обоснование параметров пневмогравитационного сепаратора для разделения отходов нерудных карьеров: Дис. канд. техн. наук,- М., 1989,- 166 с.
111. Протодьяконов М.М., Тед ер Р.И. Методика рационального планирования эксперимента.- М.: Наука, 1970,- 76 с.
112. Щупов А.П. Прикладные математические методы в обогащении полезных ископаемых,- М.: Недра, 1972,- 169 с.
113. Барский М.Д., Ревнивцев В.И., Соколкин Ю.В. Гравитационная классификация зернйстых материалов,-М.: Недра, 1974,-232 с.122,. Барский Л.А., Плаксин И.Н. Критерии оптимизации разделительных процессов,- М.: Наука, 1967.- 118 с.
114. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Определение рациональных механических характеристик материала рабочих элементов струнного сита // Горный журнал. Известия вузов,- 1984,- №10,- С. 117-122.
115. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Динамика струнных просеивающих поверхностей вибрационных грохотов // Zeszyty Naukowe Politechniki Slaskiej. Serie: Gornictwo, 1990. S. 60-72 (Польша).
116. Бардовский А.Д. Армированные просеивающие поверхности для разделения трудногрохотимого нерудного сырья // Исследования процессов и аппаратов разделения материалов по крупности. JL: Научн. труды ин-та "Меха-нобр", 1988,-С. 81-89.
117. Резиновые сита для сортировки нерудных строительных материалов / Ю.Р. Певзнер, A.A. Каракозов, Б.Г. Фиш, В.Е. Гавриленко,- М.: Информэнерго, 1980,- С. 14-26.
118. Резонирующие ленточно-струнные сита для грохотов / А.Г.Червонен-ко, В.П.Надутый, Л.А.Вайсберг и др. // Строительные материалы,- 1985,- №2. -С. 29-30.г
119. Результаты промышленных испытаний и опыт эксплуатации резонирующих ленточно-струнных сит /В.Н.Потураев, А.Г.Червоненко, В.Л.Морус и др. // Горный журнал. -1981.-№2.- С. 49-52.
120. Морус В.Л. Обоснование параметров, разработка и внедрение резонирующих ленточно-струнных сит для тонкого грохочения руд.- Дис. канд. техн. наук;-М., Дн-ск, 1983,- 216 с.
121. Надутый BJTL, Золотарева В.Л. Полимерные просеивающие поверхности виброгрохотов: Справочное пособие.- М.: Недра, 1993,- 140 с.
122. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Влияние параметров резинотросового струнного сита на технологические показатели грохочения // Горный журнал. Известия вузов,- 1985,- №4,- С. 88-93.
123. Бардовский А.Д. Влияние формы просеивающих ячеек резинотросо-вых сит на процесс грохочения //Горное оборудование нового технического уровня,- М.: МГИ, 198.6,- С. 15-20.
124. Добррборский Г А., Картавый Н.Г., Рачек В. М., Бардовский А.Д. Перспективные типы кпассификационно-измельчительного оборудования для переработки отходов нерудных карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень М.: МГГУ, 2000. -№1 - С. 38-44.
125. Морозов В.И., Бардовский А.Д. Оценка просеивающих поверхностей виброгрохотов для сухого грохочения отходов нерудных карьеров естественной влажности//Горный информационно-аналитический бюллетень,-М.: МГГУ, 1998.-№4,- С. 49-54
126. Бардовский А.Д., Омаров Т., Худов К.М. Напряженное состояние армирующей основы резинотросового сита. //Горный журнал. Известия вузов.-1992.-№4,- С. 81-85.
127. Дмитриев В.Н., Перевалов В.С., Бардовский А.Д. Перспективная технология подготовки угля для сжигания в энергетических установках // Горный информационно-аналитический бюллетень,-М.: МГГУ, 1998.-№6,-С. 57-59.
128. Стешин Ю.М., Доброборский Г.А., Бардовский А.Д., Алёшин Ю.Н. Классификация щебня на резинотросовых струнных ситах // Промышленность строительных материалов Москвы -1980, Вып. 6, - С. 8-10.
129. Отчет МГИ по теме ГФ-12-75: Разработка и совершенствование из-мельчительного' и классификационного оборудования для производства обогащенных песков и вторичной переработки отходов карбонатного сырья,- М., 1977,- 125 с.
130. Идельчик И.Е. Аэрогидродинамика технологических аппаратов,- М.: Машиностроение, 1983.-351 с.
131. Романков П.Г., Курочкин М.И. Гидромеханические процессы химической технологии.- Л,: Химия, 1974.- 112 с.
132. Бауман В.А., Клушанцев Б.В., Мартынов В.Д. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций,- М.: Машиностроение, 1981,- 326 с.
133. Олевский В.А. Размольное оборудование обогатительных фабрик,- М.: Госгортехиздат, 1963,- 172 с.
134. Олевский В.А. Технологические принципы регулирования мельницы и классификатора // Обогащение руд.- 1959,- №2,- С. 40-47.
135. Селективное разрушение минералов /Под ред. чл.-корр. АН СССР В.И.Ревнивцева,- М.: Недра, 1988,- 286 с.
136. Франчук В.П. Основы динамического расчёта дробильно-измельчительных и классифицирующих вибрационных машин -М.: Недра, Известия ДГИ, 1990.-С. 156-163.
137. Разумов К.А., Перов В.А., Зверевич В.В. Новое уравнение кинетики измельчения и анализ работы мельницы в замкнутом цикле //Известия вузов. Цветная металлургия.- 1969,- №3,- С. 3-15.
138. Потураев В.H. Технологические испытания вертикальной вибрационной лабораторной мельницы MBBJT-3: Сб. научн. тр. / Проблемы вибрационной техники.-Киев: Наукова думка, 1970.- С. 181-187.
139. Сиденко П.М. Измельчение в химической промышленности.- М.: Химия, 1968.-203 с.
140. Ходаков Г.С. Тонкое измельчение строительных материалов,- М.: Изд-во лит-ры по строит-ву, 1972.- 239 с.
141. Шинкоренко С.Ф. К вопросу об уравнении кинетики измельчения руд//В кн.: Математические методы исследования и кибернетики в обогащении и окусковании железных и марганцевых руд: под ред. Л.П.Шупова,- М.: Недра, 1971,- С. 151-158.
142. Rose Н.Е. und Sullivan R.M.E. Vibration Mills and Vibroting Milling -London: 1961. 195 s. "
143. Rose H.E. Hochleistungs Swingmuhlen. Chemie. - Ingenierur-Technick.-1962,- №6,-S. 411-417.
144. Справочник по обогащению руд. Том 1 /Под ред. засл. деят. науки и техн. Богданова О.С. и др.- М.: Недра, 1982,- 448 с.
145. Лесин А.Д. Современное помольное оборудование. Вибрационные мельницы // ВНИИЭСМ,- Серия 7. Промышленность нерудных и неметаллоруд-ных материалов,- М., 1989,- 91 с.
146. Разделение сыпучих материалов на грохоте с параметрическим вибровозбуждением сита / Н.Г. Картавый, П.П. Стариковский, Б.Т. Пушпакбаев, Л.С. Кафанов // Промышленность сторительных материалов Москвы. 1986. Вып. 2,- С. 11-12.
147. Сапожников М.Я. Механическое оборудование предприятий строительных материалов, изделий и конструкций. М.: Высшая школа, .1971 - 382 с.
148. Ким Бен Ги. Исследование планетарной мельницы для тонкого измельчения горных пород с целью установления ее оптимальных безразмерных параметров,- Дис. канд. техн. наук.-М., 1975,- 186 с.
149. Картавый Н.Г., Балаян В.А., Бардовский А. Д. Наклонная вибрационная мельница для производства сельскохозяйственной муки // Научные труды ин-та "Механобр",- JL-1992.- С. 23-31.
150. Локшина Р.В., Моргулис М.Л. Пропускная способность вибрационных мельниц непрерывного действия // Химическое и нефтяное машиностроение.-1970,-№3.-С. 6-7.
151. Raash I. Zur. Mechanik der Schwingmuhle //Chemie Ingenerier-Technik -1964,-№2,-S. 125-130.
152. Бардовский А.Д. Определение параметров вибрационных мельниц для переработки отходов карбонатных карьеров // Горный информационно-аналитический бюллетень,- М.: МГГУ, 1997,- №2.- С. 21-24.
153. Акунов В.И.,-Литвинов Г.П. Основные технико-экономические показатели противоточных струйных мельниц. //Технология струйного измельчения,-М.: Труды НИИцемент.- 1982,- Вып. 70.- С. 3-10.
154. Осокин В.П. Молотковые мельницы,- М.: Энергия, 1980,- 176 с.
155. Хинт И. А. Основы производства силикатных изделий,- Л.: Госстройиздат, 1962.
156. Барабашкин В.П. Молотковые и роторные дробилки,- М.: Недра, 1973.-143 с.
157. Пироцкий В.З. Процессы измельчения в технологии цемента и пути повышения их эффективности,-М., 1988.- 147 с.
158. Филин В.Я., Акимов М.В. Современное оборудование/для тонкого и сверхтонкого измельчения: Обзорная информация ЦИНТИхимнефтемаш,- М., 1991.-47 с.
159. Отраслевой каталог : Углеразмольное, рудоразмольное и пылеприго-товительное оборудование,- М.: НИИэкономики, 1986,- 217 с.
160. Каталог "Оборудование Для тонкого измельчения".- М.: ЦИНТИхим-нефтемаш, 1985.
161. Bradly A.A.: in: 3.Europäisches Symposium Zerkleinern.- Cannes, 1971. -S. 105-123.
162. Buss B. Untersuchungen zur Einzelkornprallzerkleinerung Spröder Stoffe.-Freiberg: Bergakademie.- 1973.
163. Guhue H., Silva S: Aufbereitungsteclmick 19 (1978) 10,- s.472-480.
164. Henning K. Mahl-und Maschinentechnische Untersuchungen an Kontinuierlichen Rohrschwingmuhlen unter Berücksichtigung der eisenfreien Mahlung.- Dresden: Technishe Universität- 1973.
165. Higiwara Т., Mikato M. Aufbereitungstechnik 11(1970). S. 524-528.
166. Kaiser F., Nied R: Aufbereitungstechnik 12 (1971) 9. S. 562-572.
167. Lehman H.: Verfahrenstechnik 15 (1981) 12,- S. 887-891.
168. Lauer 0.: Die Muhle + Mischiuttertechnik 114 (1977) 25- S. 374-378.
169. Mittag C. Die Hartzerkleinerung. Berlin, Gottingen, Heidelberg, Springer.-1953.
170. Общесоюзные нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов,- Л.: Союзгипронеруд, 1984.- 169 с.
171. Нормы технологического проектирования предприятий промышленности нерудных строительных материалов.- Л.: Стройиздат, 1985,- 215 с.
172. Бардовский А.Д., Омаров Т. Резинотросовые сита для грохочения известняковых пород // Промышленность строительных материалов Москвы.1988,- Вып.З,- С. 4-7.
173. Картавый Н.Г., Бардовский А.Д. Промышленные исследования рези-нотросовых струнных сит // Горный журнал. Известия вузов,- 1986,- №10. -С. 73-78.f
174. A.C. 827189 СССР. Сито // Н.Г. Картавый, В.А. Зубков, Ю.Н. Алешин, Г.А. Доброборский, А.Д. Бардовский, В.М. Сырцов Опубл. в Б.И., 1981, №17.
175. A.C. 1811087 СССР. Сито //Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, В.М. Сырцов, Е.Г.Корнилов, Б.В.Зайцев, Е.И.Михайлов, В.Е.Епихин, П.П. Стариковский, Т.Омаров Для служеб. пользования.
176. A.C. 1057124 СССР. Сито грохота // Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, B.C. Вязенкин, A.A. Жуков Опубл. в Б.И., 1983, №44.
177. A.C. 919754 СССР. Грохот//Н.Г.Картавый, А.Д.Бардовский, Е.А. Степанов, Г.А.Доброборский Опубл. в Б.И., 1982, №14.
178. A.C. 1022751 СССР. Грохот// Н.Г.Картавый, А.Д.Бардовский, Е.А. Степанов, Jï.JI. Германов опубл. в Б.И., 1983, №22.
179. A.C. 1066667 СССР. Грохот// Н.Г. Картавый, A.A. Жуков, Е.А. Степанов, А.Д. Бардовский опубл. в Б.И., 1984, №2.
180. A.C. 1152666 СССР. Грохот// Н.Г. Картавый, A.A. Жуков, Е.А. Степанов, А.Д. Бардовский опубл. в Б.И., 1985, №16.
181. A.C. 1450888 СССР. Сито грохота //В.Ф. Слесаренко, А.Д. Бардовский, Л.А. Вайсберг, O.A. Вяльцева, Н.Г. Картавый, Т. Омаров опубл. в Б.И.,1989, №2.
182. A.C. 961778 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, В.А. Зубков, В.М. Осец-кий, Г.А, Доброборский, И.Ф. Щербаков, Ю.Н. Алешин, А.Д: Бардовский, В.Д. Мошников, Ю.А. Буряков, В.И. Веселов опубл. в Б.И., 1982, №36.
183. A.C. 1769979 СССР. Устройство для просеивания // B.C. Перевалов, Г.А. Доброборский, JIM. Лянсберг, А.Д. Бардовский, C.B. Перевалов опубл. в Б.И., 1992, №39.
184. A.C. 825181 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, В.А. Зубков, В.М. Осец-кий, И.Ф. Щербаков, Г.А. Доброборский, Ю.Н. Алешин, А.Д. Бардовский -опубл. вБ.И., 1981, №16.
185. A.C. 1215756 СССР. Грохот // И.Ф. Щербаков, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, А.А .Жуков опубл. в Б.И., 1986, №9.
186. A.C. 1039586 СССР. Грохот //Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, И.Е.
187. Заславский, A.A. Жуков опубл. в Б.И., 1983, №33.
188. Картавый Н.Г., Стариковский П.П., Бардовский А.Д. Деформация эластичного сита грохота в процессе параметрических колебаний // Горный журнал. Известия вузов,- 1993,- №4,- с.37-42.
189. A.C. 1066669 СССР. Грохот // Н.Г. Картавый, И.Е. Заславский, А.Д. Бардовский опубл. в Б.И., 1984, №2.
190. A.C. 1567287 СССР. Способ грохочения // A.M. Барков, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский опубл. в Б.И., 1990, №20.
191. A.C. 1568658 СССР. Пневмосушилка // В.А.Серов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, И.Г.Лакнер, В.П.Жуков опубл. в Б.И., 1990, №21.
192. A.C. 1701404 СССР. Пневмогравитационный сепаратор // В.А. Серов, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, И.Г. Лакнер, Ю.А. Гончаров опубл. в Б.И., 1991, №48.
193. A.C. 1722618 СССР. Пневмогравитационный сепаратор //Ю.А. Гончаров, А.Д. Бардовский, В.А. Серов опубл. в Б.И., 1992, №12.
194. A.C. 1750745 СССР. . Пневмогравитационный сепаратор // А.Д. Бардовский, П.П. Стариковский, Ю.А. Гончаров.- опубл. в Б.И., 1992, №28.
195. A.C. 893259 СССР. Вибрационная мельница//Н.Г. Картавый, Б.В. Гусев, В.М. Осецкий, Г.А. Доброборский, Ю.Н. Алешин, А.Д. Бардовский, И.Ф. Щербаков, Ю.Я. Баронский опубл. в Б.И., 1981, №48.
196. A.C. 925390 СССР. Устройство для измельчения сыпучих материалов // Н.Г. Картавый, Е.А. Степанов, А.Д. Бардовский, JI.A. Германов опубл. в Б.И., 1982, №17.
197. A.C. 1701372 СССР. Вибрационная мельница // В.А. Балаян, Н.Г. Картавый, А.Д. Бардовский, Б.П. Красовский, A.A. Саркисян, JI.JI. Германов -опубл. вБ.И., 1991, №48.
198. A.C. 1791024 СССР. Вибрационная мельница // Ю.С. Цыплаков, Б.П. Красовский, Г.А. Доброборский, В.А. Балаян, А.Д. Бардовский, O.JL Завьялова опубл. в Б.И., 1993, №4.
199. A.C. 1791022 СССР. Вибрационная мельница // В.А. Балаян, Н.Г. Картавый А.Д. Бардовский, Б.П. Красовский, A.A. Саркисян, И.Г. Лакнер опубл. в Б.И., 1993, №4.
200. A.C. 1802434 СССР. Вибрационная мельница // А.Д. Бардовский, И.Ф. Щербаков, Н.Г. Картавый, Б.П. Красовский, В.А. Балаян, Ю.В. Дмитрак, А.О. Ракитин, С В. Каныпин Для служеб. пользования.
201. A.C. 1431834 СССР. Планетарная мельница // Н.Г. Картавый, И.Ф. Щербаков, Б.Г. Пушлакбаев, А.Д. Бардовский опубл. в Б.И., 1988, №39.
202. Патент РФ №2108865. Цетробеясная мельница// В.Н.Дмитриев, B.C. Перевалов, А.Д.Бардовский, Л.С.Иванов.- опубл. в Б.И., 1998, №11.
-
Похожие работы
- Обоснование и выбор параметров дробильно-измельчительного комплекса для углеродистого сырья на базе способа динамического самоизмельчения
- Определение рациональных параметров центробежной мельницы для тонкого измельчения карбонатных отходов
- Теоретические исследования сверхтонкого измельчения в каскадных центробежных машинах и определение их параметров при получении энергонасыщенных дисперсных систем
- Определение рациональных параметров работы грохотов с криволинейной просеивающей поверхностью для повышения эффективности процесса подготовки металлургического сырья
- Теория движения мелющей загрузки и повышение эффективности оборудования для тонкого измельчения горных пород