Небогин С. А. Теория и методы создания машин для синтеза машиностроительных материалов / С. А. Небогин, В. О. Горовой, В. А. Ершов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. ‑ 2018. ‑ Т. 60, № 4. ‑ С. 23–31. ‑ DOI: 10.26731/1813-9108.2018.4(60).23-31
10.26731/1813-9108.2018.4(60).23-31
Данная статья посвящена способам переработки пыли, уносимой от рудотермических печей кремниевого производства. Проведен химический и гранулометрический анализ пыли уноса кремниевого производства. Рассмотрена возможность применения гравитационно-центробежной сепарации для получения целевых продуктов, таких как шарообразный диоксид кремния и наноструктурированный углерод. Сепарация пыли рукавных фильтров кремниевого производства на углеродную и микрокремнеземистую составляющую происходила на разработанном стенде, состоящем из пяти последовательно установленных гравитационно-центробежных пылеуловителей (циклонов). Частицы микрокремнезема, имея большую истинную плотность по сравнению с углеродными частицами, в большей степени подвергались влиянию центробежных сил во время прохождения циклона. Пылегазовый поток создавался при помощи компрессора и пыледозирующего устройства, включающего шнековый питатель и щелевой затвор. Запыленность пылегазового потока 33 г/нм3 при производительности по сырью 1 кг/ч. В качестве сырья использовалась пыль печей, отобранная рукавными фильтрами из трубопровода, уносящего пылегазовый поток от печей кремния. Моделирование процесса гравитационно-центробежной сепарации показало возможность полного разделения частиц диоксида кремния и углерода. В результате серии испытаний удалось достичь повышения концентрации микрокремнезема с 93 % до 98 % с выходом продукта до 35 % по массе. Удалось добиться увеличения концентрации углеродной фракции с 6 % до 24 % с выходом продукта 10 %. Малая эффективность использования данного метода сепарирования возникает из-за механически связанных частиц диоксида кремния и углерода, разделение которых, вероятнее всего, возможно только химическими способами. Математические расчеты и результаты математического моделирования свидетельствуют о возможности увеличения выхода готового продукта в случае изменения геометрических размеров пылеулавливающих устройств и режимов работы тягодутьевого оборудования стенда.
Статья подготовлена при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ с использованием результатов работ, выполненных в ходе проекта 02.G25.31.0174 «Разработка комплексной ресурсосберегающей технологии и организация высокотехнологичного производства наноструктур на основе углерода и диоксида кремния для улучшения свойств строительных и конструкционных материалов» в рамках Программы реализации комплексных проектов по созданию высокотехнологичного производства, утвержденных постановлением Правительства РФ № 218 от 9 апреля 2010 г.
1. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Горовой В.О., Зимина Т.И. Лабораторные испытания кожухотрубчатого теплообменного устройства // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2016. Т. 20. № 12 (119). С. 155-164.
2. Сысоев И.А., Кондратьев В.В., Колмогорцев И.В., Унагаев Е.И., Зимина Т.И. Оптимизация конструкции теплообменных элементов при проектировании теплообменного устройства // Системы. Методы. Технологии. 2016. № 4 (32). С. 118-124.
3. Yolkin K.S., Yolkin D.K., Shtayger M.G., Kolosov A.D., Ivanov N.A. Technologies, which allow to reduce an impact of metal silicon production on the environment // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering Volume 411 conference proceedings. 2018. С. 012028.
4. Колосов А.Д. Анализ применения аморфного нанокремнезема // Байкал 2018 Сборник статей Международной научно-практической конференции. 2018. С. 85-91.
5. Кондратьев В.В., Колосов А.Д., Горовой В.О., Небогин С.А., Ёлкин К.С., Немаров А.А., Иванов А.А. Ресурсосберегающая технология получения нанокремнезема // МЕТАЛЛУРГИЯ: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ, КАЧЕСТВО труды XX Международной научно-практической конференции: в 2 частях. 2017. С. 401-406.
6. Горовой В.О., Колосов А.Д., Балеева А.И. Извлечения фтористых солей из отработанной футеровки электролизера по производству алюминия // Перспективы развития технологии переработки углеводородных и минеральных ресурсов Материалы VII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием, посвященной 55-летию кафедры автоматизации производственных процессов. Иркутский национальный исследовательский технический университет; Редакционная коллегия: Анциферов Е.А., Бельский С.С., Немчинова Н.В., Ёлшин В.В., Дьячкова С.Г., Половнева С.И., Подгорбунская Т.А., Ознобихин Л.М.. 2017. С. 175-178.
7. Колосов А.Д., Ершов В.А., Сысоев И.А. Технологические решения переработки фторсодержащих отходов алюминиевого производства // Экологические проблемы регионов Сборник статей Всероссийской научно-практической конференции. 2017. С. 145-149.
8. Колосов А.Д., Немаров А.А., Небогин С.А. Технология получения и применения нано-кремнезема при производстве новых материалов для машиностроения // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 3 (55). С. 59-66.
9. Иванчик Н.Н., Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Карлина А.И. Изучение свойств тонкодисперсных отходов кремниевого производства методами электронной микроскопии // Сборник докладов VII международного Конгресса «Цветные металлы и минералы», 2015. С. 234-235.
10. Кондратьев В.В., Иванчик Н.Н., Петровская В.Н., Немаров А.А., Карлина А.И. Переработка и применение мелкодисперсных отходов кремниевого производства в строительстве // В сборнике: Олон Улсын Бетоны XIV БАГА ХУРАЛ Материалы международного строительного симпозиума. 2015. С. 105-114.
11. Карлина А.И. Анализ современных и перспективных способов воздействия на природные и сточные воды // Вестник Иркутского государственного технического университета. 2015. № 5 (100). С. 146-150.
12. Ястребов К.Л., Дружинина Т.Я., Надршин В.В., Карлина А.И. Подготовка и очистка природных и сточных вод // монография Иркутский государственный технический университет. Иркутск, 2014.
13. Карлина А.И. Разработка технологии подготовки отходов кремниевого производства для использования в черной металлургии // Жизненный цикл конструкционных материалов (от получения до утилизации). 2018. С. 148-156.
14. Иванчик Н.Н., Балановский А.Е., Кондратьев В.В., Сысоев И.А., Карлина А.И. Расширение возможностей производства активирующих флюсов для дуговой сварки за счет использования ультрадисперсных продуктов переработки отходов кремния // Металлургия: технологии, инновации, качество. 2017. С. 300-305.
15. Ёлкин К.С., Ёлкин Д.К., Карлина А.И. О технологиях снижения влияния производств металлического кремния на окружающую среду // Металлургия: технологии, инновации, качество. 2017. С. 427-432.
16. Немаров А.А., Лебедев Н.В., Иванов Н.А., Карлина А.И., Иванов Н.Н., Горовой В.О. Применение аэрации при флотации наноразмерных частиц пыли газоочистки производства кремния // Цветные металлы и минералы. 2016. С. 168-169.
17. Кондратьев В.В., Немаров А.А., Иванов Н.А., Карлина А.И., Иванчик Н.Н. Теория и практика процессов флотационного обогащения нано-размерных сред // Иркутский национальный исследовательский технический университет. Иркутск, 2015.
18. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Балановский А.Е., Иванчик Н.Н., Карлина А.И. Улучшение свойств серого чугуна кремнийдиоксид и углеродными наноструктурами // Техника и технологии. 2016. Т. 9. № 5. С. 671-685.
19. Карлина А.И., Балановский А.Е., Колосов А.Д., Ёлкин К.С., Левина С.В. Модификаторы на основе кремнийдиоксид и углеродных наноструктур для улучшения свойств серого чугуна // Байкал 2018. 2018. С. 104-108.
20. Ёлкин К.С., Иванов Н.А., Карлина А.И., Иванов Н.Н. Углеродные нанотрубки в производстве металлического кремния // Цветные металлы и минералы. 2015. С. 224-225.
21.Кондратьев В.В., Карлина А.И., Немаров А.А., Иванов Н.Н. Результаты теоретических и практических исследований флотации наноразмерных кремнийсодержащих структур // Техника и технологии, 2016, 9(5), С 657-670.
22. Карлина А.И. Изучение гидродинамики гравитационного обогащения полезных ископаемых // Вестник ИрГТУ. – Иркутск : Издательство ИрГТУ. 2015. № 3. С. 194-199.
23. Карлина А.И. Изучение структуры внутренних течений и волнового движения водного и взвесенесущего потока // Вестник ИрГТУ. – Иркутск: Издательство ИрГТУ. 2015. № 4. С. 137-145.
24. Nemarov A., Lebedev N., Kondrat'ev V., Kornyakov M., Karlina A.I. Theoretical and experimental research of parameters of pneumatic aerators and elementary cycle flotation // International Journal of Applied Engineering Research. 2016. Т. 11. № 20. С. 10222-10226.
25. Ершов В.А., Горовой В.О., Карлина А.И. Управление технологическим процессом переработки отходов кремниевого производства // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2016. № 4 (52). С. 114-121.
26. Кондратьев В.В., Иванов Н.А., Карлина А.И., Каргапольцев С.К. Автоматизированная система управления параметрами систем газоочистки технологических процессов // Современные технологии. Системный анализ. Моделирование. 2017. № 2 (54). С. 90-94.
27. Kondratiev V.V., Govorkov A.S., Kolosov A.D., Gorovoy V.O., Karlina A.I. The development of a test stand for developing technological operation flotation and separation of md2. The deposition of nanostructures md1 produce nanostructures with desired properties // International Journal of Applied Engineering Research. 2017. Т. 12. № 22. С. 12373-12377.
28. Kondratiev V.V., Nebogin S.A., Sysoev I.A., Gorovoy V.O., Karlina A.I. Description of the test stand for developing of technological operation of nano-dispersed dust preliminary coagulation // International Journal of Applied Engineering Research. 2017. Т. 12. № 22. С. 12809-12813.
29. Кондратьев В.В., Небогин С.А., Колосов А.Д., Горовой В.О., Немаров А.А., Иванов А.А., Запольских А.С. Возможности использования сухой сепарации микрокремнезема для получения целевых продуктов // МЕТАЛЛУРГИЯ: ТЕХНОЛОГИИ, ИННОВАЦИИ, КАЧЕСТВО труды XX Международной научно-практической конференции: в 2 частях. 2017. С. 432-436.