ENG   UKR   UP

РЕФЕРАТ

    В связи с развитием промышленности загрязнение атмосферы, почвы и водоемов стало одной из наиболее острых проблем современности. Проектирование и эксплуатация любого предприятия должны учитывать комплексное решение технологических и технико-экономических задач, связанных с экологическими аспектами.
    Одним из действенных факторов борьбы с загрязнением водных бассейнов является организация безотходных производств и технологических схем с оборотным водоснабжением. При обогащении углей расходуется 0.3 м3/т свежей технической воды. Общий расход воды - 3-4 м3/т рядового угля. Вода, проходя технологический цикл, насыщается мельчайшими частицами твердого, минеральными солями и различными органическими веществами, применяемыми при обогащении и экстрагируемыми из угля. Для очистки повторно используемых вод от взвесей на углеобогатительных фабриках имеются системы аппаратов и устройств, соединенных между собой коммуникациями для шламовых вод и продуктов разделения, которые представляет собой водно-шламовую систему предприятия.
    Водно-шламовое хозяйство углеобогатительных фабрик является сложным комплексом, включающим классификацию частиц по крупности, осветление шламовых вод для их повторного использования, сгущение и обезвоживание шламов, обезвоживание и складирование продуктов обогащения. Водно-шламовые системы предназначены для:
1) обработки шламовой воды с целью улавливания из нее и обогащения угольной мелочи,
2) обеспечения водой технологических процессов,
3) сокращения расхода воды из наружных источников,
4) предотвращения сброса промышленных стоков за пределы фабрики.
    В результате многократного использования больших количеств воды в технологических процессах и неполного вывода тонкодисперсных частиц из замкнутых циклов происходит накопление шламов в системе.
    Шлам углеобогатительных фабрик делится на зернистый (более 45мкм) и тонкий (менее 45мкм). Зернистый шлам относительно легко обогащается, осаждается и обезвоживается. Тонкий шлам труден для обработки, повышает вязкость оборотной воды, затрудняет гравитационное обогащение, обезвоживание.         Источником образования шламов является дробление, измельчение и истирание угля в процессе добычи, транспортирования, обогащения и размокания в воде глинистых компонентов.
    Шламообразование зависит от твердости угля и размокаемости пород, от применяемых схем обогащения и обработки шлама. Оборотная вода, содержащая шлам, приобретает новые свойства по сравнению с чистой технической водой. Из-за насыщения оборотной воды тонкими глинистыми частицами ее вязкость повышается. При этом твердые частицы находятся в воде во взвешенном состоянии, хотя их плотность выше плотности воды. Наличие взвесей, минеральных и органических примесей, а также динамика накопления их в значительной степени влияют на показатели гравитационных процессов обогащения угля и особенно на флотацию. Присутствие взвешенных, растворенных и эмульгированных примесей влияет и на эффективность процессов седиментации, флокуляции, обезвоживания шламов, используемых при очистке шламовых вод. С увеличением вязкости и плотности оборотной воды снижается эффективность разделения мелких частиц. При этом повышается нижний предел эффективно обогащаемых зерен. При значительном содержании твердого в воде в классифицирующих устройствах не осаждаются частицы угля 0.5 и даже 1мм. Поступая на флотацию, эти зерна теряются в отходах. Возрастание вязкости оборотной воды начинается с содержания твердого в ней 50 кг/м3 для глинистых шламов и 80 кг/м3 для менее глинистых. Установлено, что дополнительное образование тонких шламов зависит от циркуляции продуктов и количества зернистого шлама, поступающего в систему, а также от физических свойств углей и сопутствующих пород.
    Управляемым фактором является циркуляция потоков, которая зависит от построения замкнутой водно-шламовой схемы. Чем меньше циркуляция потоков в системе, тем меньше накопление шлама в оборотной воде.
    На углеобогатительных фабриках имеется большое разнообразие водно-шламовых схем. Это обусловлено рядом сложностей при обработке шламовых вод, различиями в свойствах шламов, применением большого количества разных машин и аппаратов для реализации процессов. При разработке и проектировании систем осветления оборотной воды возникают проблемы, связанные с выбором наилучшей топологии (структуры) системы, оптимальной организации взаимодействия элементов. Для решения поставленной проблемы повышения эффективности осветления оборотных вод углеобогатительных фабрик разработана численная модель функционирования систем регенерации и кинетики накопления шламов в оборотной воде. Система осветления оборотных вод представляется в виде графа, т.е. схемы из точек (вершин), соединенных линиями. Вершины графа соответствуют отдельным узлам (аппаратам) системы. Линии - трубопроводы (потоки продуктов и шламов).
    Анализ работы систем осветления оборотных вод может быть автоматизирован с помощью применения компьютерных технологий - использования имитационного моделирования. При имитационном моделировании воспроизводится поведение исследуемой системы и на основании полученных результатов делаются выводы о свойствах системы и ее поведении. Просчитывается несколько вариантов построения системы и из них выбирается оптимальный с точки зрения циркуляции и накопления шламов в оборотной воде.