S-модель осветления руды в сгустителе

Разработана математическая модель и структура блоков, имитирующих технологический процесс осаждения пульпы в сгустителе. Модель основана на теоретическом описании процесса осаждения, на известных законах движения мелкодисперсного зерна руды шаровой формы в нестесненных условиях, без чего невозможно проектирование и настройка систем автоматического регулирования процесса. При рассмотрении геометрических размеров сгустителя и фракционного состава пульпы появляется возможность исследования сгустителя как составной части системы автоматического регулирования. В основе разработки математической модели использован закон Стокса, определяющий силу сопротивления F, испытываемую твёрдым шаром при его медленном поступательном движении в неограниченной вязкой жидкости. Это позволило получить дифференциальное уравнение процесса с помощью изображений Лапласа, переходную кривую и аппроксимировать ее с высокой точностью уравнением инерционного звена автоматического управления. На основе теоретического описания технологического процесса сгущения получено уравнение изменения пути частицы руды во времени. Интегрирование уравнения изменения пути позволило аппроксимировать математическую модель осаждения с достаточной точностью инерционным звеном первого порядка, что является базой для дальнейшей разработки системы автоматического управления процессом осаждения.

Леонов Р. Е., Сосновская Д. В. S-модель осветления руды в сгустителе // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. — № 11-1. — С. 190—198. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_111_0_190.

Леонов Рафаил Ефимович — канд. техн. наук, доцент, профессор кафедры Автоматики и компьютерных технологий, ID ORCID: 0000-0002-2531-8336, lprep2011@mail.ru;
Сосновская Дарья Валерьевна — студент магистратуры по специальности «Автоматизация и управление технологическими процессами опасных производственных объектов», кафедра автоматики и компьютерных технологий, ID ORCID: 0000-0002-6707-080X, daria.sosnovskaya.1999@gmail.com,
¹ Федеральное государственное бюджетное учреждение высшего образования «Уральский государственный горный университет» (ФГБОУ «УГГУ»), Россия, 620144, Россия, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30.

Леонов Рафаил Ефимович, lprep2011@mail.ru.

1. Dmitriev A. N., Vitkina G. Y., Fishman A. Y., Sapozhnikova T. V., Shunyaev K. Y., Petukhov R. V., Kornilkov S. V., Pelevin A. E. The characteristic of ores and concentrates of the open society «EVRAZ KGOK» // Advanced Materials Research. 2013. Т. 834−836. С. 364−369.

2. Nagaraj D. R. Minerals Recovery and Processing. In: Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology. Hoboken: John Wiley & Sons, Inc., — 2005. — pp. 2−10. DOI: 10. 1002/0471238961.1309140514010701 .

3. Шариков Ю. В., Николаев А. Н., Кравчук А. А. Влияние стабилизации конечной плотности сгущения пульпы на качество концентрата//Металлург. — 2016. — №2. — С.85−88.

4. Матвеев И. А., Матвеев А. И., Григорьев Ю. М., Еремеева Н. Г. Экспериментальное и теоретическое изучение движения частиц в водном потоке // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2018. — № 11. — С. 171−177. DOI: 10.25018/02361493-2018-11−0-171−177.

5. Divyamaan W., Prashant G., VedPrakash M. Chapter 7 Liquid–Solid Processes. In: Multiphase Flows for Process Industries: Fundamentals and Applications, Volume 2. — 2022. — p. 359−475 DOI: 10.1002/9783527812066.

6. Леонов Р. Е., Сосновская Д. В. Осаждение частиц руды в пульпе: междунар. науч.-практ. конф. (Екатеринбург, 11 апр. 2022 г.). — Екатеринбург: УГГУ. — 2022. — С.445−446.

7. Болотаева И. И. Исследование и разработка автоматизированной системы управления процессом сгущения пульп в металлургии: автореф. дис. канд. техн. наук. СКГМИ(ГТУ). — 2006. — 23 с.

8. Письменский А. В. Метод автоматического управления процессами сгущения шламовых вод и осветления отходов флотации//Восточно-европейский журнал передовых технологий. — 2010. — №6. — С.38−43.

9. Леонов Р. Е. К обоснованию моделей некоторых аппаратов обогатительных фабрик при создании систем автоматического регулирования//Известия вузов. Горный журнал. — 2019. — №1. — С.119−126. DOI: 10.21440/0536-1028-2019-1-119−126.

10. Kozin, V. Z., Morozov, Yu. P., Komlev, A. S., Volkov, P. S., Bekchurina, E. A. Systems of sampling and process control of mineral dressing // IMPC 2018 — 29th International Mineral Processing Congress. — 2019. — Pp.61−69.

11. Козин В. З., Водовозов К. А. Факторы, вызывающие положительный дисбаланс продукции на ГОКах // Обогащение Руд. — 2013. — №2. — С. 27−31. DOI: 10.17580/ ор.2013.02.05.

12. Козин В. З., Морозов Ю. П., Комлев А. С., Фалькович Е. С. Оборудование и технология для отбора и подготовки проб на перерабатывающих предприятиях // Горный журнал. — 2015. — №8. — С. 76−81. DOI: 10.17580/гж.2015.08.16.

13. Козин В. З., Комлев А. С., Водовозов К. А. Погрешности определения выхода и извлечения в технологических балансах обогатительных фабрик // Обогащение Руд. — 2018. — №3. — С. 44−50. DOI: 10.17580/ор.2018.03.08.

14. Козин В. З., Водовозов К. А. Скрытые излишки и потери ценных компонентов на горно-обогатительных предприятиях // Обогащение Руд. — 2013. — №1. — С.37−39.

15. Ковкова Т. М. Совершенствование процесса сгущения хвостовой пульпы//Обогащение Руд. — 2006. — №3. — С.54−55.

16. Гудошников А. В. Применение интеллектуального блока для повышения эффективности процесса сгущения//Вестник современных исследований. — 2017. — №14. — С.191−193.

17. Фомичеа С. Г., Галков А. И. Имитационная модель как средство решения проблемы ухудшения показателей процесса сгущения пульповых материалов//Культура. Наука. Производство. — 2019. — №3. — С.64−71.

18. Ozgur Akkoyun, Nicola Careddu. Mine simulation for educational purposes: A case study // Computer Applications in Engineering Education. 2015. No. 23(2). P. 286–293.

19. Леонов Р. Е., Патраков С. С. Математическая модель агитатора для сернокислотного выщелачивания цинка как объекта управления // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 11−1. — С. 366—373. DOI: 10.25018/0236_149 3_2021_111_0_366.

20. Леонов Р. Е. Объекты управления с переменным транспортным запаздыванием // Известия вузов. Горный журнал. 2021. No 1. С. 122–130. DOI: 10.21440/05361028-2021-1-122−130.