Розроблено систему автоматичного управління (САУ) процесом флотації, що забезпечує підвищення точності управління і якості кінцевих продуктів збагачення. Зазначено, що управління процесом флотації по зольності концентрату (ЗК) здійснюється комбінованою системою управління, в якій контур управління (КУ) по збуренню здійснює компенсацію основних збурювальних дій (ЗД), що спостерігаються (витрата і щільність початкової пульпи), КУ по відхиленню - компенсацію ЗД, що не спостерігаються. Показано, що відносна погрішність моделі, що компенсує основні ЗД складає 3,6 і 2,2 % по ЗК для флотомашин ФМУ2-6,3 і ФМУ-12 на основі порівняння розрахункових даних з експериментальними. Визначено завдання синтезу САУ по ЗК, яке формулюється як завдання синтезу лінійної імпульсної САУ під час стохастичних ЗД по інтегральному квадратичному критерію якості, що характеризує дисперсію вихідного сигналу ЗК, пропорційну втратам горючої маси, з використанням принципу роздільності, що передбачає синтез оптимального дискретного фільтру та вибір дискретного детермінованого регулятора, в якому як фазовий вектор використовується його оцінка, одержана за допомогою фільтру. Доведено, що реалізована система управління технологічним процесом фільтрації повністю відповідає вимогам, що пред'являються до якості управління і кінцевого продукту на основі числового експерименту аналізу перехідних характеристик функціонування системи управління. Розроблено промислову САУ процесом пінної флотації вугілля, що забезпечує зниження питомої ваги реагентів на 12 %, збільшення виходу концентрату на величину до 1,1 %.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель процесів згущення й освітлення шламу як об'єкта автоматизованого керування, яка враховує зміни вмісту твердої фази в пульпі по висоті згущувача й її характеристик, що впливають на параметри моделі. Одержано аналітичні залежності щільності згущеного продукту від його витрати, щільності зливу від витрати флокулянта та рівня згущеного продукту від навантаження по твердій фазі, що підвищує її точність. Вперше запропоновано метод автоматизованого керування радіальним згущувачем, в якому використовується стабілізація рівня згущеного продукту зміною початкового навантаження, введено корекцію заданої щільності згущеного продукту пропорційно щільності зливу, а також компенсацію зміни навантаження на вході процесу пропорційною витратою флокулянта та його дозування за відхиленням щільності зливу від заданого. Вперше синтезовано цифрову систему адаптивного автоматичного керування процесом згущення й освітлення шламу на основі принципу стохастичної еквівалентності та відновлення динамічних параметрів об'єкта за спостереженнями, завдяки чому забезпечується задана якість регулювання.

  Скачати повний текст

Синтезовано оптимальну структуру електромеханічної адаптивної системи автоматичного керування процесом флотації на вуглезбагачувальній фабриці. Розроблено математичну модель процесу. Визначено критерій ефективності процесу керування розділовим апаратом. Запропоновано алгоритм одноканального екстремального регулятора, який мінімізував затрати на рискання під час дрейфу статичної характеристики об'єкта керування. Викладено алгоритм двоканального екстремального крокового регулятора, який грунтується на послідовному симплексному методі пошуку оптимуму критеріальної функції. Для досягнення розрахункового значення за наявності істотного запізнювання виконано його компенсацію шляхом прогнозування показників датчиків на один цикл виміру вперед. Відзначено, що для прогнозування якості кінцевих продуктів найбільш придатною є прогнозна модель експонентного згладжування з адаптацією трекінг-сигналом. Визначено кількісні оцінки ефективності функціонування систем автоматичного керування.

  Скачати повний текст

З'ясовано природу та встановлено закономірності колоїдно-хімічної взаємодії в системі "вугільної дисперсії - розчини поверхнево-активних речовин" у процесах видобутку, переробки природного вугілля й утилізації його відходів. Вивчено колоїдно-хімічні властивості полівінілового спирту (ПВС) і запропоновано механізм його взаємодії з поверхнею вугілля різних стадій метаморфізму. Теоретично обгрунтовано застосування ПВС як флотореагенту та стабілізатора пін за пінного способу пилопригнічення. Показано, що ПВС збільшує час життя піни до 24 - 36 год, що дозволяє використовувати його як стабілізатор у пилопригнічуючих сумішах. Визначено, що введення ПВС як домішки до флотореагентів збільшує вихід концентрату до 85 % у разі зольності 3,5 %. Досліджено отримані моно- та діетаноламіди синтетичних жирних кислот як змочувачі вугільних дисперсій, визначено оптимальні концентрації їх застосування (0,01 - 0,50 %). Доведено повний біорозклад сполук. Запропоновано та досліджено новий флотореагент для збагачення природного вугілля - три-н-бутілборат. Реагент є ефективним для пінної флотації та цінної сепарації. Отримано сорбенти багатоцільового призначення з відходів вуглепереробки. Показано ефективність їх використання для очищення природних і стічних вод від солей важких металів і нафтопродуктів.

  Скачати повний текст

Одержано нові дані щодо вибірковості металофільних штамів бактеріальних клітин Bacillus cereus стосовно частинок золота та мінералів, з'ясовано можливість їх використання як флокулянтів-колекторів одних компонентів і депресорів інших за флотаційної сепарації багатокомпонентних мінеральних систем. Показано, що утворення біомінерального агрегату, що переходить у пінний продукт (концентрат) у процесі флотації, відбувається внаслідок гетерокоагуляції клітин і частинок золота. За цього клітина є основним чинником, що визначає величину заряду флокул, що утворюються, їх склад, вміст цінного компоненту та здатність до флотації у модельній системі клітина - золь золота та більш складних мінеральних системах. Уперше досліджено нетрадиційний спосіб флотаційного вилучення золота катіонними поверхнево-активними речовинами на основі хлоргідратів первинних амінів та на основі ефіродіамінів. Установлено, що зазначені речовини активно адсорбуються на поверхні кварцу, підвищують її гідрофобність та флотованість за практично повного інгібування переходу золота у пінний продукт, що є основною стадією процесу зворотної флотації золота.

  Скачати повний текст

Подано нове рішення актуальної наукової проблеми обгрунтування параметрів, що визначають утворення флотаційного комплексу під час флотації вугілля шляхом визначення залежності часу існування фотокомплексу від кута зустрічі вугільної частинки та повітряної бульбашки, а також від властивостей поверхні розділення фаз, що дозволило визначати оптимальне поєднання реагентів для успішної флотації шламів вугілля марки Г., які важко флотуються. Науково обгрунтовано та удосконалено технологію флотаційного збагачення шламів вугілля марки Г на базі визначення раціональної в'язкості адсорбційних шарів на поверхні розділення фаз, що забезпечує зниження швидкості руху частинки відносно бульбашки, збільшення часу контакту частинки та бульбашки, підвищення вірогідності утворення й існування флотаційного комплексу навіть за критичного кута зустрічі елементів шляхом застосування комп'ютерного моделювання та фізичних експериментів з флотації.

  Скачати повний текст

Проаналізовано стан екологічної небезпеки, що виникла в результаті діяльності гірничохімічних підприємств калійної промисловості, з використанням одержаних даних розроблено стратегію переробки полімінеральних руд та розсолів на їх основі. Узагальнено відомі методи утилізації водно-сольових розчинів, що використовуються в сучасних технологіях переробки полімінеральних руд. Удосконалено теорію розрахунку оптимальної технології переробки водно-сольових систем з заданим конкретним складом. Вперше розроблено математичний апарат для проведення комп'ютерних експериментів процесів розділення простих багатокомпонентних водно-сольових систем на базі принципу трансляції, що дало можливість визначити найбільш доцільні технології для реалізації цих процесів. Запропоновано математичну модель станів взаємної чотирикомпонентної водно-сольової системи з використанням апарату квадратичних форм і матричного числення, склад якої представлено в молекулярному базисі, утвореному її компонентами, що дає можливість проведення імітаційного комп'ютерного моделювання міжфазових процесів (випарювання, розчинення, кристалізації).

  Скачати повний текст

Внесено пропозиції щодо розробки технології збагачення комплексних флюоритових руд двох родовищ України на основі встановлення закономірностей та залежностей селективності розділення мінералів від їх структури й адсорбції поверхнево-активних речовин. Визначено основні показники, що впливають на процеси флотації флюориту, кварцу, польових шпатів. Вперше сформульовано механізм дії талактаму як колектора длязбагачення комплексних флюоритових руд, а також модель флотації кварцу, польових шпатів на підставі визначення енергії нижчих вільних та вищих зайнятих молекулярних орбіталей.

  Скачати повний текст

Вивчено закономірності специфічної адсорбції органічних сполук з водних розчинів на поверхні мінералів. Проведено теоретичне й експериментальне обгрунтування кореляцій між адсорбованими й електронними властивостями речовини. Доведено, що ефективність збагачення руди з агрегатною вкрапленістю мінералів визначається селективністю та ступенем розкриття кожного мінералу, що зумовлює можливість концентрації окремих мінералів у відповідних фракціях крупності на стадії підготовки руди до збагачення та підвищення ефективності сепарації кожної фракції для одержання відповідних концентратів. Запропоновану ідею селективного розділення полімінеральних руд корінних родовищ реалізовано у конструкції багатопродуктивного магнітного сепаратора з магнітною системою, яка складається з декількох секцій з індукцією поля, що збільшується за рухом продукту, який збагачується. Установлено, що селективність флотації визначається адсорбцією полярних органічних сполук і зумовлена проявом слабких хімічних взаємодій з адсорбентом і молекулами води. Запропоновано розглядати специфічну адсорбцію у наближенні моделі адсорбції, що контролюється величинами ефективних зарядів атомів адсорбату, води та поверхні адсорбенту.

  Скачати повний текст

Досліджено процес гідравлічної класифікації вугільних шламів флотаційної крупності з метою вилучення з вихідної сировини флотації частинок більше 0,5 мм та розв'язано задачу зниження втрат вугілля з флотовідходами. Проведено теоретичні дослідження гідравлічної класифікації вугільних шламів у циклонно-ситовому класифікаторі шляхом розв'язання рівнянь стаціонарного руху Нав'є - Стокса та рівняння нерозривності для закрученого потоку, що має осьову складову. Встановлено, що у разі висхідного кільцевого обертального руху потоку пульпи у закритому каналі з перфорованою внутрішньою стінкою швидкість витікання через перфоровану стінку визначається тиском радіального потоку, живим перерізом і геометричним параметром сита, за цього зі збільшенням цих параметрів швидкість витікання зростає. В результаті розв'язання рівнянь гідродинаміки одержано залежності тангенціальної та радіальної складових швидкості вздовж радіальної координати, аксіальної складової вздовж осі руху, розподілу тиску за радіальною координатою, а також рівняння вільної (внутрішньо кільцевої) поверхні потоку, що дозволило обгрунтувати конструктивні параметри ситової поверхні на зливному патрубку всередині циклонно-ситового класифікатора та розробити циклонно-ситовий класифікатор ЦСК-630. З використанням результатів дослідження розроблено технології гідравлічної класифікації вугільних шламів флотаційної крупності на ЦЗФ "Пролетарська". Впровадження цієї технології для контролю за крупністю вихідної сировини флотаційних машин дозволило зменшити у неї вміст частинок крупністю +0,3 мм на 2,4 % з 2,6 % до 0,2 % у разі розміру отворів сита 0,5 мм і зменшити їх вміст у відходах флотації на 0,7 % з 1,1 % до 0,4 %. Економічний ефект становить 134,7 тис. грн/рік.

  Скачати повний текст