Научное обоснование промышленного применения технологических систем переработки вермикулитовых концентратов и конгломератов

• Автор: Нижегородов, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 05.02.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Иркутск
• Количество страниц: 444 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. АНАЛИЗ СЫРЬЯ, ТЕХНИКИ И ТЕХНОЛОГИЙ ПЕРЕРАБОТКИ ВЕРМИКУЛИТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ И КОНГЛОМЕРАТОВ

1.1. Физические свойства вермикулита

1.2. Технологии обеспечения качества и подготовки концентратов

1.3. Оборудование и технологии обжига. Оценка эффективности

печных агрегатов

1.4. Методы повышения качества вспученных продуктов

1.5. Пути совершенствования технологических процессов

переработки вермикулитовых концентратов и конгломератов

1.6. Цель и задачи исследований

1.7. Выводы
2. СИСТЕМНАЯ МОДЕЛЬ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА. МОДЕЛИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ВЕРМИКУЛИТОВОГО МАССИВА
2.1. Кластерная модель структуры вермикулитового массива
2.2. Узкополосное фракционирование концентратов
2.3. Другие операции технологической подготовки концентратов
2.3.1. Магнитная сепарация, пылеудаление, стабилизация влажности..
2.3.2. Температурная подготовка концентратов
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ОДНОКОМПОНЕНТНЫХ ВЕРМИКУЛИТОВЫХ ПОТОКОВ С УЧЕТОМ НЕСТАЦИОНАРНОЙ СТРУКТУРЫ МАТЕРИАЛА
3.1. Нестационарная модель
3.2. Стационарная модель
3.3. Динамика потока в шестимодульных печных агрегатах
3.4. Производительность и параметр концентрации
3.5. Выводы

4. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПОТОКОВ ДВУХКОМПОНЕНТНЫХ ВЕРМИКУЛИТОВЫХ КОНГЛОМЕРАТОВ И ПРОЦЕССОВ
ИХ ДООБОГ АП ТЕНИЯ
4Л. Особенности переработки вермикулитовых конгломератов
4.2. Динамика потока вермикулитового конгломерата
4.3. Гравитационное дообогащение конгломератов
4.4. Выделение вторичных продуктов обжига
4.5. Выводы
5. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОПЕРЕНОСА В РАБОЧИХ КАМЕРАХ МОДУЛЕЙ ОБЖИГА ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ
5.1. Конструктивные и энергетические параметры модулей обжига
5.2. Моделирование процесса теплопереноса в рабочих камерах
модулей при холостом ходе печи (в отсутствии среды)
5.3. Моделирование процесса теплопереноса в присутствии
поглощающей сыпучей среды
5.4. Выводы
6. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ ТЕПЛОУСВОЕНИЯ
И ОБЖИГА КОНЦЕНТРАТОВ И КОНГЛОМЕРАТОВ
6.1. Модель процесса теплоусвоения вермикулита
6.2. Энергетический анализ процесса обжига
6.3. Энергетический анализ процесса обжига в ППС-печах
6.4. Энергетический анализ процесса обжига вермикулитовых
конгломератов
6.5. Выводы
7. ПРОГРАММА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ
7.1. Программа и задачи экспериментальных исследований
7.2. Обработки экспериментальных данных
7.3. Характеристика основных экспериментальных объектов
7.4. Методики проведения исследований

7.5. Выводы
8. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ФИЗИЧЕСКИХ МОДЕЛЯХ - ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ И ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫХ УСТАНОВКАХ
8.1. Физическое моделирование структуры массивов сыпучих сред
8.2. Распределение температур в бункере тепловой подготовки
8.3. Физическое моделирование движения вермикулита
8.4. Исследование управляемости двухпоточного дозатора
8.5. Исследование температурного поля в модуле обжига
8.6. Определение температур в зонах сопряжения
8.7. Исследование дегидратации вермикулита
8.8. Производительность, удельная энергоемкость и к п д печей
8.8.1. Шестимодульная экспериментальная печь
8.8.2. Шестимодульная экспериментальная ППС-печь
8.9. Разделение компонентов вермикулитовых конгломератов
8.10. Исследование вибропривода агрегата вибрационно-воздушного
разделения
8.11. Исследование процесса выделения вторичных продуктов
8.12. Выводы
9. РАЗРАБОТКА АГРЕГАТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ. ПРАКТИЧЕСКОЕ ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ
9.1. Агрегаты системы обеспечения технологического качества
концентратов
9.2. Агрегаты системы дегидратации вермикулита
9.2.1. Дозатор концентрата
9.2.2. Вторая опытно-промышленная печь
9.2.3. Третья опытно-промышленная печь
9.3. Агрегаты системы обеспечения технологического качества
вспученных продуктов
9.3.1. Переработка вермикулитовых конгломератов

перекрывает сечение трубы и процесс прекращается. При этом время пребывания частиц вермикулита в печи не превышает 1 1,5 с, что недостаточно для
полноты дегидратации и вспучивания материала [184, 186].
В вертикальных шахтных печах скорость газов меньше, а время пребывания частиц в пространстве обжига составляет 2...4,5 с [186].
В них в зависимости от температурного режима для некоторых частиц наблюдается обратный эффект - пережог части продукта, приводящий к перекристаллизации исходного минерала в весьма хрупкий материал энстатит [186].
В УралНИИстромпроекте был разработан компромиссный вариант - наклонные трубчатые печи [2, 13], в которых обжиг и дообогащение совмещались, что позволяло работать на грубых концентратах.
Время обжига, в сравнении с горизонтальными трубчатыми печами, было увеличено, рис. 1.18.
Рис. 1.18.
Наклонная печь
Агрегат имеет футерованную трубу 1, образующую пространство обжига с температурой
700...900 °С, горелку 3, шиберные заслонки 5 и 6 и бункер для вспученного материала 4. Концентрат из бункера 2 посредством пневмоэжек-ционного устройства 7 забрасывается в канал печи, воздух предварительно подогревается. Вспученные частицы выносятся в осадительную камеру 4, а газы удаляются вытяжным устройством. Более крупные и слабовспучивающиеся частицы, ударяясь о шиберы 5 и 6, скатываются по наклонному поду и вновь подвергаются нагреву. Приобретая «парусность», они подхватываются потоком и уносятся в осадительную камеру.
На рис. 1.19 показана модифицированная наклонная печь, дополненная устройством нагрева концентрата [162]. При работе агрегата включается вытяжка, обеспечивающая отсос раскаленных газов через шиберы 8, 9 и 10. Разряже-
Воздух *