ОБОСНОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЭФФЕКТИВНОГО КЛАССИФИКАТОРА ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ТЕХНОГЕННЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

Аннотация

В России ежегодно образуется 3,5 млрд т техногенных минеральных отходов (ТМО), и на сегодняшний день накоплено более 80 млрд т. На долю ТМО металлургических компаний приходится от 1 до 2 млрд т. К примеру, только в Уральском регионе более 9 млрд т ТМО, а доля утилизации составляет всего лишь 30 %. В современном мире микро- и наночастицы активно используются в разных областях, начиная от медицины и заканчивая ракетостроением. Результативность переработки ТМО определяется жесткими параметрами гранулометрических характеристик получаемого продукта. Выпускаемые в настоящее время классификаторы тонкодисперсных ТМО отличаются сложностью изготовления, калибровки и обеспечения стабильности технологического процесса. В данной статье предложена конструкция и методология расчета эффективного классификатора ТМО с использованием принципа гидровихревого разделения частиц с разными диаметрами. Конструкция предлагаемого классификатора и принцип его действия основаны на природоподобном явлении формирования вихревого жгута в процессе закрутки влажного воздуха и природной пыли в смерч, то есть на принципе «Торнадо». На основании проведенных экспериментальных исследований установлено, что диапазон наименьших диаметров поглощаемых микрочастиц в случае их вращения вокруг собственной оси зависит исключительно от угловой скорости вращения капель жидкости, с которыми они сталкиваются. С использованием уравнения Эйлера и модели вихревого вращательного движения капель жидкости получены уравнения для расчета геометрических параметров классификатора, обеспечивающего эффективное разделение микрочастиц тонкодисперсных ТМО по фракциям с заданной дисперсией. По результатам проведенного математического моделирования и экспериментальных исследований изготовлен и испытан опытно-промышленный образец эффективного гидровихревого классификатора ГКВ‑400.